JP2000214328A - Polarization composite element and polarization composite module - Google Patents

Polarization composite element and polarization composite module

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JP2000214328A
JP2000214328A JP11015619A JP1561999A JP2000214328A JP 2000214328 A JP2000214328 A JP 2000214328A JP 11015619 A JP11015619 A JP 11015619A JP 1561999 A JP1561999 A JP 1561999A JP 2000214328 A JP2000214328 A JP 2000214328A
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JP
Japan
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polarized light
film
polarization
polarization combining
incident
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JP11015619A
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Japanese (ja)
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Yuichi Tanaka
佑一 田中
Hironori Tokita
宏典 時田
Shin Azuma
伸 東
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OYO KODEN KENKYUSHITSU KK
Original Assignee
OYO KODEN KENKYUSHITSU KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make production easy and improve stability after production higher than heretofore. SOLUTION: This element has a parallel plane plate 31 having first and second surfaces 31a and 31b facing each other. The partial region of the first surface is provided with a film which is a first antireflection film 33, is made incident with (s) polarized light at an incident angle of a Brewster angle from the outside of the parallel plane plate and allows the transmission thereof. The partial region inclusive of a point P1 at which the (s) polarized light transmitted through the first reflection film arrives is provided with a reflection film or a first polarizing film 35 for reflecting the (s) polarized light. The partial region inclusive of a point P2 at which the (s) polarized light reflected by the film 35 arrives is provided with a film which is a second polarizing film 37 and is made incident with the incident (s) polarized light described above and the (p) polarized light of parallel rays at the point P2. The film 37 is, however, is the film which allows transmission of the (p) polarized light and reflects the (s) polarized light arriving at the point P2 from the film 35. The partial region inclusive of a point P3 of the second surface at which the (p) polarized light transmitted through the film 37 and the (s) polarized light reflected by the film 37 arrive is provided with a second antireflection film 39.

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】この発明は、s偏光およびp
偏光を合成する偏波合成素子および該素子を用いた偏波
合成モジュールに関する。
The present invention relates to s-polarized light and p-polarized light.
The present invention relates to a polarization combining element for combining polarized light and a polarization combining module using the element.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば励起光を用いる光増幅器の励起光
パワーを増すために、s偏光およびp偏光を合成した光
を励起光として用いることが考えられている。また、光
通信の容量を増加するために、s偏光およびp偏光それ
ぞれに情報を重畳させ、これら偏光を合成して伝送路を
伝送することが考えられている。これらを実現するため
には、s偏光およびp偏光を合成する偏波合成素子が必
要になる。
2. Description of the Related Art For example, in order to increase the pumping light power of an optical amplifier using pumping light, it has been considered to use light obtained by combining s-polarized light and p-polarized light as pumping light. Further, in order to increase the capacity of optical communication, it has been considered that information is superimposed on each of s-polarized light and p-polarized light, and these polarized lights are combined and transmitted through a transmission path. In order to realize these, a polarization combining element that combines s-polarized light and p-polarized light is required.

【0003】偏波合成素子として使用可能な光素子の一
例が、例えば特開昭61−186903号公報の特に第
1図に開示されている。図6は、この光素子(以下、従
来の偏波合成素子10という。)を説明する断面図であ
る。
An example of an optical element that can be used as a polarization combining element is disclosed in, for example, FIG. 1 of JP-A-61-186903. FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating this optical element (hereinafter, referred to as a conventional polarization combining element 10).

【0004】この従来の偏波合成素子10は、基板11
と、この基板11上に順に形成された光反射膜13、光
透過層15および偏光ビームスプリット層17と、この
偏光ビームスプリット層17上にかぶせたカバーガラス
19とを具えている(上記公報の第2頁右上欄第1〜6
行)。
[0004] This conventional polarization combining element 10 comprises a substrate 11
And a light reflecting film 13, a light transmitting layer 15, and a polarizing beam split layer 17 formed in this order on the substrate 11, and a cover glass 19 overlaid on the polarizing beam split layer 17. 2nd page upper right column 1-6
line).

【0005】偏光ビームスプリット層17は、p偏光を
透過し、s偏光を反射する層である(上記公報の第2頁
右上欄第8〜11行)。
The polarizing beam splitting layer 17 is a layer that transmits p-polarized light and reflects s-polarized light (page 2, upper right column, lines 8 to 11 in the above publication).

【0006】この従来の偏波合成素子10に、外部か
ら、カバーガラス19の異なる2地点の一方を通して偏
光Lsを、また他方を通してp偏光Lpを、それぞれ入
射角θiで、入射する。すると、p偏光Lpは、偏光ビ
ームスプリット層17および光透過層15を通り光反射
膜13で反射された後、光透過層15、偏光ビームスプ
リット層17およびカバーガラス19を通って外部に出
る。一方、s偏光Lsは、偏光ビームスプリット層17
で反射された後、カバーガラスを通って外部に出る。光
反射膜13で反射されて偏光ビームスプリット層17に
至ったp偏光Lpと、偏光ビームスプリット層17で反
射されたs偏光Lsとが実質的に同じ光路を通るよう
に、p偏光Lpおよびs偏光Lsの入射角、カバーガラ
ス19の厚さおよび光透過層15の厚さ等を調整してお
くことで、p偏光Lpおよびs偏光Lsを合波できるの
で、合波光Lを得ることができる。
The polarized light Ls is incident on the conventional polarization combining element 10 from outside through one of two different points of the cover glass 19 and the p-polarized light Lp is incident on the other at an incident angle θi. Then, the p-polarized light Lp passes through the polarizing beam splitting layer 17 and the light transmitting layer 15 and is reflected by the light reflecting film 13, and then passes through the light transmitting layer 15, the polarizing beam splitting layer 17, and the cover glass 19 and exits outside. On the other hand, the s-polarized light Ls is
After being reflected by, it goes out through the cover glass. The p-polarized light Lp and s-polarized light Lp and s are reflected such that the p-polarized light Lp reflected by the light reflecting film 13 and reaching the polarized beam split layer 17 and the s-polarized light Ls reflected by the polarized beam split layer 17 pass substantially the same optical path. By adjusting the incident angle of the polarized light Ls, the thickness of the cover glass 19, the thickness of the light transmitting layer 15, and the like, the p-polarized light Lp and the s-polarized light Ls can be combined, so that the combined light L can be obtained. .

【0007】上記公報に開示の偏波合成素子は、方解石
などの結晶を利用した偏波合成素子が持つ欠点(例えば
耐久性が乏しい等の欠点)を解決出来る等の利点を持
つ。
The polarization combining device disclosed in the above publication has the advantage that the drawbacks (for example, the drawbacks such as poor durability) of the polarization combining device using crystals such as calcite can be solved.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した偏
波合成素子10を使用する場合、典型的には、図7に示
した様に、適切な筐体20に、偏波合成素子10と、該
素子10に偏光Lpおよびs偏光Lsを供給する光ファ
イバコネクタ21a、21bと、該素子10から合成光
Lを取り出す出力用光ファイバコネクタ23とを、所定
関係で組み込んだ構造が採られる。
By the way, when the above-mentioned polarization combining element 10 is used, typically, as shown in FIG. A structure is adopted in which optical fiber connectors 21a and 21b for supplying the polarized light Lp and s-polarized light Ls to the element 10 and an output optical fiber connector 23 for extracting the combined light L from the element 10 are assembled in a predetermined relationship.

【0009】しかしながら、偏波合成素子10を筐体2
0の所定位置に取り付けるための工程において、偏波合
成素子10の筐体20に対する位置が、特に入射角θi
がずれるような現象を起こす様にずれた場合、従来の偏
波合成素子10では、合成光Lを取り出せなくなる恐れ
が高いという問題点がある。
However, the polarization combining element 10 is
0, the position of the polarization combining element 10 with respect to the housing 20 depends on the incident angle θi
In the case where the light is shifted so as to cause a phenomenon that the light is shifted, the conventional polarization combining element 10 has a problem that the combined light L is likely to be unable to be extracted.

【0010】この問題点について、図8を参照してさら
に詳細に説明する。なお、図8は、偏波合成素子10
(但し、図では簡単化のため光透過層13で素子10を
代替している。)にp偏光Lpおよびs偏光Lsが正規
の入射角θ1で入射した場合と、該素子10の筐体20
への取り付け位置がずれたため(すなわち、所定の位置
に対しαだけ回転ずれしたため)、素子10にp偏光L
pおよびs偏光Lsが正規の入射角ではない入射角θ2
で入射した場合とでの、光線作図である。
This problem will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 8 shows the polarization combining element 10.
(However, in the figure, the element 10 is replaced by the light transmitting layer 13 for simplicity.) The case where the p-polarized light Lp and the s-polarized light Ls are incident at the regular incident angle θ1 and the case 20 of the element 10
The element 10 has a p-polarized light L
Incidence angle θ2 where p and s polarizations Ls are not regular incidence angles
FIG. 7 is a ray drawing for the case where light is incident.

【0011】この図8から理解できるように、偏波合成
素子10が筐体20の正規の位置に配置された場合に得
られる合成光Lの、偏波合成素子10からの出力位置お
よび出力方向に対して、偏波合成素子10が筐体20の
正規の位置からαだけ回転ずれした場合に得られる合成
光L2の、偏波合成素子10からの出力位置および出力
方向は、大きくずれることが分かる。そのため、合成光
L2は出力用光ファイバコネクタ23に入射できないこ
とになる。
As can be understood from FIG. 8, the output position and output direction of the combined light L obtained when the polarization combining element 10 is arranged at a regular position of the housing 20 from the polarization combining element 10. On the other hand, the output position and output direction from the polarization combining element 10 of the combined light L2 obtained when the polarization combining element 10 is rotationally shifted by α from the normal position of the housing 20 may be largely shifted. I understand. Therefore, the combined light L2 cannot enter the output optical fiber connector 23.

【0012】またもし、出力位置および出力方向のずれ
が小さいため合成光L2が出力用光ファイバコネクタ2
3に入射できたとしても、以下のような別の問題が生じ
る。すなわち、一般には、出力用光ファイバコネクタ2
3の、偏波合成素子10側の端部に、レンズ(コリメー
タレンズ)が設けられる(図示せず)。そしてこのレン
ズの焦点に出力光用光ファイバの端面が位置されてい
る。ところが、合成光L2は正規の合成光Lに対して角
度を持つので、合成光L2はコリメータレンズに対し角
度を持って入射する(光軸に対し角度をもって入射す
る)。そのため、この合成光L2は、予定されている焦
点位置とは異なる位置、すなわち出力光用光ファイバの
端面位置とは異なる位置に絞られる。従って、出力用光
ファイバに対して結合損失が生じてしまう等の問題が生
じる。
If the output position and the output direction are small in displacement, the combined light L2 is output from the output optical fiber connector 2.
Even if the light beam can be incident on the third light source, another problem as described below occurs. That is, generally, the output optical fiber connector 2
3, a lens (collimator lens) is provided at the end on the polarization combining element 10 side (not shown). The end face of the optical fiber for output light is located at the focal point of this lens. However, since the combined light L2 has an angle with respect to the regular combined light L, the combined light L2 enters the collimator lens at an angle (incidents with respect to the optical axis). Therefore, the combined light L2 is focused to a position different from the expected focal position, that is, a position different from the end surface position of the output light optical fiber. Therefore, problems such as the occurrence of coupling loss with respect to the output optical fiber occur.

【0013】従来の偏波合成素子10で、上記の各問題
を回避するためには、偏波合成素子10を筐体20に取
り付ける位置精度を厳重に管理する必要がある。また、
取り付けた後の位置変動対策も厳重に施す必要がある。
すなわち、従来の偏波合成素子10は、製造が大変であ
り、然も、製造後の安定性も得にくいものであった。
In order to avoid the above-mentioned problems in the conventional polarization combining element 10, it is necessary to strictly control the positional accuracy of mounting the polarization combining element 10 to the housing 20. Also,
It is also necessary to strictly take measures against positional changes after mounting.
That is, the conventional polarization combining element 10 is difficult to manufacture, and it is difficult to obtain stability after manufacturing.

【0014】この発明はこのような点に鑑みなされたも
のであり、従って、この発明の目的は、方解石などの結
晶を用いない構造で然も、従来に比べて製造し易くかつ
製造後の安定性にも優れる偏波合成素子を提供すること
にある。
[0014] The present invention has been made in view of the above points, and it is therefore an object of the present invention to provide a structure that does not use crystals such as calcite, which is easier to manufacture than the conventional one and has a higher stability after manufacture. An object of the present invention is to provide a polarization combining element having excellent characteristics.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記の目的の達成を図る
ため、この出願の偏波合成素子によれば、平行関係をも
って対向する第1および第2の面を有しかつ扱う光に対
し透明な材料からなる平行平面板と、該平行平面板に以
下に説明するようにそれぞれ設けた、第1の反射防止膜
と、反射膜または第1の偏光膜と、第2の偏光膜と、第
2の反射防止膜とを具えることを特徴とする。
In order to achieve the above-mentioned object, according to the polarization combining element of the present application, the polarization combining element has first and second surfaces facing each other in a parallel relationship and is transparent to light to be handled. Plane plate made of various materials, a first antireflection film, a reflection film or a first polarizing film, a second polarizing film, and a first antireflection film provided on the parallel plane plate as described below. And a second antireflection film.

【0016】第1の反射防止膜は、平行平面板の第1の
面の一部領域に設けられていて、平行平面板外部からブ
ルースター角またはその近傍の角度の入射角をもってs
偏光が入射され、この入力されるs偏光を透過する膜で
ある。
The first antireflection film is provided on a part of the first surface of the plane-parallel plate, and has an incident angle of Brewster's angle or an angle near the Brewster's angle from outside the plane-parallel plate.
The film receives polarized light and transmits the input s-polarized light.

【0017】なお、ブルースター角の近傍の角度とは、
主に、後に説明するp偏光の平行平面板への入射損失
と、入射角合わせの大変さとを考慮して決められる角度
である。好ましくは、なるべくブルースター角に近い角
度が良い。
The angle near the Brewster's angle is
The angle is mainly determined in consideration of the later-described incident loss of p-polarized light to the parallel flat plate and the difficulty of adjusting the incident angle. Preferably, the angle is as close to the Brewster's angle as possible.

【0018】反射膜または第1の偏光膜は、平行平面板
の第2の面の、前記第1の反射防止膜を透過したs偏光
が到達する地点を含む一部領域に設けられていて、この
到達するs偏光を平行平面板内に反射する膜である。な
お、第1の偏光膜を用いる場合の特別の効果は、本発明
の偏波合成素子を偏波分波素子として使用する場合に特
に現れる。すなわち、偏波分波素子として使用した場合
に、分波で得られるs偏光の品質を高める効果を示す。
もし、偏波分波素子としての用途を考えないなら、第1
の偏光膜を設けることなく、反射膜とするのが好まし
い。光損失を低減し易いからである。
The reflection film or the first polarizing film is provided in a part of the second plane of the plane-parallel plate including a point where the s-polarized light transmitted through the first antireflection film reaches, This is a film that reflects the s-polarized light that has arrived in the plane-parallel plate. The special effect when the first polarizing film is used appears particularly when the polarization combining device of the present invention is used as a polarization demultiplexing device. That is, when used as a polarization splitter, the effect of improving the quality of s-polarized light obtained by splitting is exhibited.
If you do not consider the use as a polarization splitter,
It is preferable to form a reflection film without providing the polarizing film. This is because light loss can be easily reduced.

【0019】第2の偏光膜は、平行平面板の第1の面
の、前記反射膜または第1の偏光膜で反射されたs偏光
が到達する地点を含む一部領域に設けられていて、この
s偏光到達地点相当位置またはその近傍に前記平行平面
板外部から前記入射s偏光に対し光軸が平行なp偏光が
入射される膜である。然も、該p偏光を透過しかつ前記
反射されたs偏光を平行平板内に反射する膜である。な
お、s偏光到達地点相当位置の近傍の近傍とは、s偏光
にp偏光を合波できる範囲をいう。
The second polarizing film is provided in a part of the first plane of the plane-parallel plate including a point where the s-polarized light reflected by the reflecting film or the first polarizing film reaches, A film on which p-polarized light whose optical axis is parallel to the incident s-polarized light is incident from the outside of the plane-parallel plate at or near the position corresponding to the s-polarized light arrival point. Of course, it is a film that transmits the p-polarized light and reflects the reflected s-polarized light into a parallel plate. In addition, the vicinity near the position corresponding to the s-polarized light arrival point refers to a range in which p-polarized light can be combined with s-polarized light.

【0020】第2の反射防止膜は、平行平面板の第2の
面の、前記第2の偏光膜により反射される前記s偏光お
よび前記第2の偏光膜を透過する前記p偏光が到達する
地点を含む一部領域に設けられた膜である。
The second antireflection film receives the s-polarized light reflected by the second polarizing film and the p-polarized light transmitted through the second polarizing film on the second surface of the plane-parallel plate. It is a film provided in a partial area including a point.

【0021】この発明の偏波合成素子によれば、p偏光
は、第2の偏光膜の部分で平行平面板にブルースター角
またはその近傍の角度で入射するので、透過損失が実質
的に無い状態で平行平面板に入射する。一方、s偏光は
第1の反射防止膜を介して平行平面板に入射するので、
s偏光も損失が少ない状態で平行平面板内に入射する。
According to the polarization-combining element of the present invention, the p-polarized light is incident on the plane-parallel plate at the Brewster's angle or at an angle near the p-polarized light at the portion of the second polarizing film, so that there is substantially no transmission loss. In this state, it is incident on the plane-parallel plate. On the other hand, the s-polarized light enters the plane-parallel plate via the first antireflection film,
The s-polarized light also enters the plane-parallel plate with little loss.

【0022】さらにこの発明の場合、s偏光が、反射膜
または第1の偏光膜と、第2の偏光膜とで反射される。
s偏光の方がp偏光に比べて反射損失の入射角依存性が
少ないので、p偏光を平行平面板内で反射させる場合に
比べて、偏波合成素子での光損失低減が図り易い。
Further, in the case of the present invention, the s-polarized light is reflected by the reflecting film or the first polarizing film and the second polarizing film.
Since the s-polarized light is less dependent on the incident angle of the reflection loss than the p-polarized light, it is easier to reduce the light loss in the polarization combining element than in the case where the p-polarized light is reflected in the parallel plane plate.

【0023】さらにこの発明の場合、第2の反射防止膜
を設けたので、その分、s偏光およびp偏光すなわち合
成光は、平行平面板から低損失で外部に出力される。
Further, in the case of the present invention, since the second antireflection film is provided, the s-polarized light and the p-polarized light, that is, the combined light, are output from the parallel plane plate to the outside with low loss.

【0024】さらにこの発明の場合、詳細は後に図2を
参照して説明するが、偏波合成素子を筐体等に取り付け
る場合の位置が正規の位置から多少ずれた場合(偏光の
入射角が所定角より多少ずれるような位置ずれが生じた
場合)でも、そのときの合成光の出力位置の出力方向
は、偏波合成素子を筐体の正規の位置に取り付けた場合
の合成光の出力方向に対して平行となる。然も、出力位
置のズレも、従来のもの(図6〜図8を参照して説明し
たもの)より充分小さい。これは、偏波合成素子を筐体
などに取り付ける場合の取り付け精度の許容度を従来に
比べて広くできることを意味し、また、取り付け後にも
し位置ズレが生じてもその許容度を従来に比べて広くで
きることを意味する。従って、方解石などの結晶を用い
ない構造で然も、従来に比べて製造し易くかつ製造後の
安定性にも優れる偏波合成素子を実現することができ
る。
Further, in the case of the present invention, the details will be described later with reference to FIG. 2. However, when the position where the polarization combining element is attached to the housing or the like slightly deviates from the normal position (when the incident angle of the polarized light is Even if there is a positional deviation slightly deviating from the predetermined angle), the output direction of the output position of the combined light at that time is the output direction of the combined light when the polarization combining element is attached to a regular position of the housing. Is parallel to Of course, the displacement of the output position is also sufficiently smaller than the conventional one (the one described with reference to FIGS. 6 to 8). This means that the tolerance of the mounting accuracy when attaching the polarization combining element to the housing etc. can be made wider than before, and even if the position shift occurs after the mounting, the tolerance is higher than before. It means that it can be widened. Therefore, it is possible to realize a polarization combining element which is easy to manufacture and has excellent stability after manufacturing, even though the structure does not use crystals such as calcite.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
偏波合成素子の実施の形態について説明する。しかしな
がら、以下の説明で用いる各図は、この発明を理解でき
る程度に各構成成分の寸法、形状、配置関係等を概略的
に示してあるにすぎない。また、説明に用いる各図にお
いて、同様な構成成分については同一の番号を付して示
し、その重複する説明を省略することもある。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the drawings used in the following description merely schematically show the dimensions, shapes, arrangement relations, and the like of the components so that the present invention can be understood. Further, in each of the drawings used for the description, the same components are denoted by the same reference numerals, and the duplicate description thereof may be omitted.

【0026】1.第1の実施の形態 図1は、第1の実施の形態の偏波合成素子30を説明す
る平面図である。ただし、この偏波合成素子30を、筐
体40に、第1〜第3の入出力部51、53、55と共
に組み込んだ状態、すなわち、第1の実施の形態の偏波
合成モジュール60として、示してある。
1. First Embodiment FIG. 1 is a plan view illustrating a polarization combining element 30 according to a first embodiment. However, the polarization combining element 30 is assembled into the housing 40 together with the first to third input / output units 51, 53, 55, that is, as the polarization combining module 60 of the first embodiment, Is shown.

【0027】偏波合成素子30は、平行平面板31と、
この平行平面板31に後述する所定関係でそれぞれ設け
た、第1の反射防止膜33と、反射膜または第1の偏光
膜35と、第2の偏光膜37と、第2の反射防止膜39
とを具える。
The polarization combining element 30 includes a plane parallel plate 31 and
A first anti-reflection film 33, a reflection film or a first polarizing film 35, a second polarizing film 37, and a second anti-reflection film 39, which are provided on the parallel plane plate 31 in a predetermined relationship described later.
And

【0028】平行平面板31は、平行関係をもって対向
している第1の面31aおよび第2の面31bを有す
る。然も、少なくとも偏波合成しようとする光に対し透
明な材料で構成してある。この平行平面板31は、典型
的には、光学ガラスからなる平行平面板で構成すること
ができる。
The plane-parallel plate 31 has a first surface 31a and a second surface 31b facing each other in a parallel relationship. Needless to say, it is made of a material transparent to at least the light to be polarized. The parallel flat plate 31 can be typically formed of a parallel flat plate made of optical glass.

【0029】なお、詳細は図2を参照して後述するが、
この平行平面板31の厚さtを厚くする程、平行平面板
31にs偏光およびp偏光を入力する時の入力点間距離
を大きくでき、逆に、この厚さtを薄くする程偏波合成
素子30から出力される合成光の出力位置の、該素子3
0へのp偏光およびs偏光の入射角依存性を小さくする
ことができる。従って、平行平面板31の厚さを決める
に当たり、上記の点も考慮するのが良い。
The details will be described later with reference to FIG.
As the thickness t of the parallel plane plate 31 is increased, the distance between input points when s-polarized light and p-polarized light are input to the parallel plane plate 31 can be increased. The element 3 at the output position of the combined light output from the combining element 30
The incident angle dependence of p-polarized light and s-polarized light to zero can be reduced. Therefore, when determining the thickness of the plane-parallel plate 31, the above points should be considered.

【0030】また、第1の反射防止膜33は、平行平面
板31の第1の面31aの一部領域に設けてある。ここ
で、一部領域とは、s偏光Lsを入射する予定地点を含
む領域であって、第2の偏光膜37の形成に支障のない
領域である。この第1の反射防止膜33には、平行平面
板31外部からs偏光が、ブルースター角またはその近
傍の入射角で入射される。この第1の反射防止膜33
は、このs偏光を透過する。この第1の反射防止膜33
は、典型的には、誘電体多層膜であって、用いるs偏光
をなるべく効率良く透過できる膜で構成する。
The first antireflection film 33 is provided on a part of the first surface 31a of the plane-parallel plate 31. Here, the partial region is a region including a point where the s-polarized light Ls is to be incident, and is a region that does not hinder the formation of the second polarizing film 37. The s-polarized light is incident on the first antireflection film 33 from outside the plane-parallel plate 31 at an incident angle at or near the Brewster's angle. This first anti-reflection film 33
Transmits this s-polarized light. This first anti-reflection film 33
Is typically a dielectric multilayer film, which can transmit the s-polarized light used as efficiently as possible.

【0031】また、反射膜または第1の偏光膜35は、
平行平面板31の第2の面31bの、第1の反射防止膜
33を透過した前記s偏光が到達する地点P1を含む一
部領域に設けてある。ここで、一部領域とは、第2の反
射防止膜39の形成に支障がない領域である。この反射
膜または第1の偏光膜35は、第1の反射防止膜33を
透過してきたs偏光を、平行平面板31内に反射する。
この反射膜または第1の偏光膜35は、典型的には、誘
電体多層膜であって、用いるs偏光をなるべく高い反射
率で反射できる膜で構成する。
The reflecting film or the first polarizing film 35 is
The second plane 31b of the plane-parallel plate 31 is provided in a partial area including the point P1 where the s-polarized light transmitted through the first antireflection film 33 reaches. Here, the partial region is a region that does not hinder the formation of the second antireflection film 39. The reflection film or the first polarizing film 35 reflects the s-polarized light transmitted through the first antireflection film 33 into the parallel plane plate 31.
The reflection film or the first polarizing film 35 is typically a dielectric multilayer film, and is formed of a film capable of reflecting the s-polarized light to be used with as high a reflectance as possible.

【0032】また、第2の偏光膜37は、平行平面板3
1の第1の面31aの、反射膜または第1の偏光膜35
で反射された前記s偏光が到達する地点P2を含む一部
領域に設けてある。しかも、この第2の偏光膜37は、
地点P2相当位置またはその近傍に、平行平面板31外
部から前記入射したs偏光Lsと平行なp偏光Lpが入
射される膜である。然も、この第2の偏光膜37はこの
p偏光Lpを透過し、かつ地点P2に到達したs偏光を
平行平面板31内に反射する膜である。この第2の偏光
膜37は、典型的には、誘電体多層膜であって、用いる
s偏光をなるべく高い反射率で反射し、かつ、用いるp
偏光をなるべく高い透過率で透過できる膜で構成する。
Further, the second polarizing film 37 is provided on the parallel plane plate 3.
The reflection film or the first polarizing film 35 on the first surface 31a
Are provided in a partial area including the point P2 where the s-polarized light reflected by the light reaches. Moreover, this second polarizing film 37
A film on which a p-polarized light Lp parallel to the incident s-polarized light Ls from the outside of the parallel plane plate 31 is incident at or near the position corresponding to the point P2. Needless to say, the second polarizing film 37 is a film that transmits the p-polarized light Lp and reflects the s-polarized light that has reached the point P2 into the parallel plane plate 31. The second polarizing film 37 is typically a dielectric multilayer film, and reflects the s-polarized light to be used with as high a reflectance as possible and uses the p-polarized light to be used.
It is composed of a film that can transmit polarized light with as high a transmittance as possible.

【0033】また、第2の反射防止膜39は、平行平面
板31の第2の面31bの、第2の偏光膜37により反
射されるs偏光および第2の偏光膜37を透過するp偏
光が到達する地点P3を含む一部領域に設けてある。こ
の第2の反射防止膜39は、これらs偏光およびp偏光
すなわち合成光をなるべく低い反射率で平行平面板31
の外部に出射する膜である。この第2の反射防止膜39
は、典型的には、誘電体多層膜であって、s偏光および
p偏光すなわち合成光を、なるべく低い反射率で平行平
面板31の外部に出射できる膜で構成する。
The second antireflection film 39 is provided on the second surface 31b of the plane-parallel plate 31 as s-polarized light reflected by the second polarizing film 37 and p-polarized light transmitted through the second polarizing film 37. Is provided in a partial area including the point P3 where the vehicle reaches. The second antireflection film 39 converts the s-polarized light and the p-polarized light, that is, the combined light, into the parallel flat plate 31 with as low a reflectance as possible.
This is a film that is emitted to the outside of the device. This second anti-reflection film 39
Is typically a dielectric multilayer film that is capable of emitting s-polarized light and p-polarized light, that is, combined light, to the outside of the plane-parallel plate 31 with as low a reflectance as possible.

【0034】偏波合成素子30を取り付ける筐体40
は、偏波合成モジュールの仕様に応じた任意好適な材料
および形状の筐体で構成する。典型的には、金属製かつ
外形が四角形状の筐体とする。
A housing 40 in which the polarization combining element 30 is mounted.
Is made of a housing of any suitable material and shape according to the specifications of the polarization combining module. Typically, the housing is made of metal and has a rectangular outer shape.

【0035】筐体40に取り付けた第1〜第3の入出力
部51、53、55それぞれは、この光モジュール60
に、外部の光導波手段、具体的には、例えば光ファイ
バ、典型的にはシングルモード光ファイバまたは偏波保
持光ファイバを接続するためのものである。
Each of the first to third input / output units 51, 53, 55 attached to the housing 40
Further, it is for connecting an external optical waveguide means, specifically, for example, an optical fiber, typically a single mode optical fiber or a polarization maintaining optical fiber.

【0036】第1の入出力部51は、例えば、光ファイ
バコネクタ51aとコリメータレンズ51bとを含む光
部品で構成できる。第2の入出力部53は、例えば、光
ファイバコネクタ53aとコリメータレンズ53bとを
含む光部品で構成できる。第3の入出力部55は、例え
ば、光ファイバコネクタ55aとコリメータレンズ55
bとを含む光部品で構成できる。第1の入出力部51
に、s偏光光源からの光ファイバ51cを接続する。第
2の入出力部53に、p偏光光源からの光ファイバ53
cを接続し、第3の入出力部55に、合成光取り出し用
の光ファイバ55cを接続する。なお、この偏波合成モ
ジュール60を、偏波分波モジュールとして用いる場合
は、第3の入出力部55に、被分波光光源からの光ファ
イバを接続し、第1の入出力部51をs偏光を取り出す
ために用い、第2の入出力部53をp偏光を取り出すた
めに用いる。
The first input / output unit 51 can be composed of, for example, an optical component including an optical fiber connector 51a and a collimator lens 51b. The second input / output unit 53 can be composed of, for example, an optical component including an optical fiber connector 53a and a collimator lens 53b. The third input / output unit 55 includes, for example, an optical fiber connector 55a and a collimator lens 55.
b. First input / output unit 51
Is connected to the optical fiber 51c from the s-polarized light source. An optical fiber 53 from a p-polarized light source is
c, and the third input / output unit 55 is connected to an optical fiber 55c for extracting combined light. When the polarization combining module 60 is used as a polarization demultiplexing module, an optical fiber from a light source to be separated is connected to the third input / output unit 55, and the first input / output unit 51 is connected to the s. It is used for extracting polarized light, and the second input / output unit 53 is used for extracting p-polarized light.

【0037】筐体40に偏波合成素子30や第1〜第3
の入出力部51〜55を取り付ける方法は、例えば、接
着剤による方法やろう付けによる方法など任意の方法を
用いることができる。
The polarization combining element 30 and the first to third
The input / output units 51 to 55 can be attached by any method such as a method using an adhesive or a method using brazing.

【0038】次に、この第1の実施の形態の偏波合成素
子30の効果について説明する。図2はこの説明のため
の図である。詳細には、偏波合成素子30にp偏光Lp
およびs偏光Lsが正規の入射角θ1で入射した場合
と、該素子30の筐体40への取り付け位置がずれたた
め(すなわち、所定の位置に対しαだけ回転ずれしたた
め)、素子30にp偏光Lpおよびs偏光Lsが正規の
入射角ではない入射角θ2で入射した場合とでの、光線
作図である。
Next, the effect of the polarization combining element 30 of the first embodiment will be described. FIG. 2 is a diagram for this explanation. Specifically, the p-polarized light Lp
And the s-polarized light Ls is incident at the regular incident angle θ1, and the mounting position of the element 30 to the housing 40 is shifted (that is, the element 30 is rotationally shifted by α with respect to the predetermined position). FIG. 9 is a ray diagram when Lp and s-polarized light Ls are incident at an incident angle θ2 that is not a regular incident angle.

【0039】この図2および、従来素子に関する図8を
比較することで明らかなように、この発明の偏波合成素
子30によれば、偏波合成素子30が筐体40の正規の
位置からずれたとしても、このとき偏波合成素子30か
らの出力される合成光L2(図2中の破線出示した光
線)の出力位置および出力方向は、偏波合成素子30を
筐体40の正規の位置に固定した場合に得られる合成光
L(図2中の実線で示した光線)の、偏波合成素子30
からの出力位置および出力方向に対して、ほとんど差が
ないことが分かる。詳細には、合成光Lと合成光L2と
は、出力位置がわずかにずれるが、出力方向は互いに平
行のままであることが分かる。然も、この出力位置のズ
レは従来に比べて極めて小さく、かつ、例えば平行平面
板31の厚さを薄くする程小さくできることも分かる。
そのため、合成光L2は第3の入出力部55に入射する
ことができる。然も、この合成光L2は、正規の合成光
Lに対して平行であるので、光軸に平行な状態でコリメ
ータレンズ55b(図1参照)に入射する。従って、こ
の合成光L2は、合成光Lと同様に、出力用光ファイバ
55cの端面位置に絞られるので、出力用光ファイバ5
5cに所望の通り結合する。すなわち、図8の場合でか
つ合成光L2がコネクタ23に入射する場合に生じる結
合損失は、この発明では生じない。
As is apparent from a comparison between FIG. 2 and FIG. 8 relating to the conventional device, according to the polarization combining element 30 of the present invention, the polarization combining element 30 is displaced from the normal position of the housing 40. Even if the output position and the output direction of the combined light L2 (the light beam shown by the broken line in FIG. 2) output from the polarization combining element 30 at this time, the polarization combining element 30 is positioned at the regular position of the housing 40. Of the combined light L (light shown by the solid line in FIG. 2) obtained when the
It can be seen that there is almost no difference with respect to the output position and output direction from. In detail, it can be seen that the output positions of the combined light L and the combined light L2 are slightly shifted, but the output directions remain parallel to each other. Needless to say, it can be seen that the deviation of the output position is extremely small as compared with the related art, and can be reduced as the thickness of the parallel flat plate 31 is reduced.
Therefore, the combined light L2 can enter the third input / output unit 55. Since the combined light L2 is parallel to the regular combined light L, it is incident on the collimator lens 55b (see FIG. 1) in a state parallel to the optical axis. Therefore, the combined light L2 is narrowed down to the position of the end face of the output optical fiber 55c in the same manner as the combined light L.
Link to 5c as desired. That is, the coupling loss that occurs in the case of FIG. 8 and when the combined light L2 enters the connector 23 does not occur in the present invention.

【0040】以上説明した様に、この発明によれば、方
解石などの結晶を用いない構造で然も、従来に比べて製
造し易くかつ製造後の安定性にも優れる偏波合成素子を
実現できることが分かる。
As described above, according to the present invention, it is possible to realize a polarization combining element which has a structure without using a crystal such as calcite, and which is easier to manufacture than the conventional one and has excellent stability after manufacturing. I understand.

【0041】2.第2の実施の形態 上述した第1の実施の形態の偏波合成素子の場合、平行
平面板31に入射されたs偏光は、反射膜または第1の
偏光膜35と、第2の偏光膜37とで1回ずつ反射され
た後に第2の反射防止膜39に至る素子であった。しか
し、平行平面板31に入射されたs偏光が、反射膜また
は第1の偏光膜35と、第2の偏光膜37とで、2以上
の同じ回数ずつ反射された後に第2の反射防止膜39に
至る様に、偏波合成素子を構成しても良い。この第2の
実施の形態はその例である。
2. Second Embodiment In the case of the polarization combining device of the first embodiment described above, the s-polarized light incident on the parallel plane plate 31 is reflected by the reflection film or the first polarization film 35 and the second polarization film. 37, the element reaches the second antireflection film 39 after being reflected once each. However, after the s-polarized light incident on the parallel plane plate 31 is reflected two or more times by the reflection film or the first polarization film 35 and the second polarization film 37, the second anti-reflection film is formed. A polarization combining element may be configured to reach 39. The second embodiment is an example.

【0042】図3はこの第2の実施の形態の偏波合成素
子70を含む偏波合成モジュール80を示した図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a polarization combining module 80 including the polarization combining element 70 according to the second embodiment.

【0043】この偏波合成モジュール80は、筐体91
と、該筐体91に組み込まれた第2の実施の形態の偏波
合成素子70および第1〜第3の入出力部93、95、
97とを具える。
The polarization combining module 80 includes a housing 91
And the polarization combining element 70 and the first to third input / output units 93 and 95 of the second embodiment incorporated in the housing 91.
97.

【0044】筐体91は例えば第1の実施の形態の筐体
40と同様のもので構成でき、第1〜第3の入出力部9
3、95、97は例えば第1の実施の形態の第1〜第3
の入出力部51、53、55と同様のもので構成でき
る。これら第1〜第3の入出力部93、95、97に
は、例えば、光ファイバ93c、95c、97cが接続
してある。
The housing 91 can be constituted by, for example, the same as the housing 40 of the first embodiment, and the first to third input / output units 9 are provided.
3, 95 and 97 are, for example, the first to third parts of the first embodiment.
And the input / output units 51, 53, and 55 of FIG. For example, optical fibers 93c, 95c, and 97c are connected to the first to third input / output units 93, 95, and 97, respectively.

【0045】また、第2の実施の形態の偏波合成素子7
0は、平行平面板71と、第1の反射防止膜73と、反
射膜または第1の偏光膜75と、第2の偏光膜77と、
第2の反射防止膜79とを具える。
The polarization combining element 7 of the second embodiment
0 denotes a parallel plane plate 71, a first antireflection film 73, a reflection film or a first polarizing film 75, a second polarizing film 77,
A second antireflection film 79.

【0046】平行平面板71は、例えば第1の実施の形
態での平行平面板31と同様のもので構成できる。第1
の反射防止膜73は、第1の実施の形態での第1の反射
防止膜33と同様のもので構成できる。
The plane-parallel plate 71 can be constructed, for example, of the same type as the plane-parallel plate 31 in the first embodiment. First
The anti-reflection film 73 of the first embodiment can be constituted by the same material as the first anti-reflection film 33 in the first embodiment.

【0047】また、反射膜または第1の偏光膜75と、
第2の偏光膜77とは、第1の反射防止膜73を透過し
たs偏光Lsが、それぞれ2以上の同じ回数ずつ(図3
の例では2回ずつ)反射された後、第2の反射防止膜7
9に至るように配置した点を除いて、第1の実施の形態
での反射膜または第1の偏光膜35と、第2の偏光膜3
7と同様のもので構成できる。
Further, a reflecting film or a first polarizing film 75,
The second polarizing film 77 means that the s-polarized light Ls transmitted through the first anti-reflection film 73 is equal to or more than two times (FIG. 3).
Is reflected twice), the second anti-reflection film 7
9, except that the reflection film or the first polarization film 35 and the second polarization film 3 in the first embodiment are arranged.
7 can be constituted.

【0048】また、第2の反射防止膜79は、例えば第
1の実施の形態での第2の反射膜39と同様のもので構
成できる。
Further, the second anti-reflection film 79 can be constituted by, for example, the same one as the second reflection film 39 in the first embodiment.

【0049】この第2の実施の形態の偏波合成素子70
では、平行平面板71内でのs偏光Lsの反射回数を第
1の実施の形態の素子30の場合より偶数回増やすこと
ができる。反射回数を増やした分、偏波合成素子へ入射
するp偏光とs偏光との光線間距離X1を、第1の実施
の形態に比べて広くすることができる。従って、第1の
入力部93と第2の入力部95との間隔も第1の実施の
形態の場合の第1の入力部51と第2の入力部53との
間隔に比べて広くすることができる。そのため、第1お
よび第2の入力部93、95を筐体91に第1の実施の
形態に比べて実装し易くなる。
The polarization combining element 70 according to the second embodiment
In this case, the number of times of reflection of the s-polarized light Ls in the parallel plane plate 71 can be increased even number times as compared with the case of the element 30 of the first embodiment. By increasing the number of reflections, the inter-beam distance X1 between the p-polarized light and the s-polarized light incident on the polarization combining element can be made wider than in the first embodiment. Therefore, the distance between the first input unit 93 and the second input unit 95 should be wider than the distance between the first input unit 51 and the second input unit 53 in the first embodiment. Can be. Therefore, it becomes easier to mount the first and second input units 93 and 95 on the housing 91 as compared with the first embodiment.

【0050】また、増加させる反射回数は偶数回である
ので、この発明の素子が持つ効果、すなわち、入射角が
ずれても出力光が正規の出力光に対し平行でありかつ出
射位置のズレも小さいという効果も維持できる。
Further, since the number of reflections to be increased is an even number, the effect of the device of the present invention, that is, even if the incident angle is shifted, the output light is parallel to the normal output light and the deviation of the emission position is also reduced. The effect of being small can be maintained.

【0051】なお、図3では、第1の偏光膜75と第2
の偏光膜77とがs偏光を2回ずつ反射した後に第2の
反射防止膜79に至る構造を説明したが、第1の偏光膜
75と第2の偏光膜77とがs偏光を3回以上ずつ反射
する構造としても勿論良い。ただし、反射回数を増やす
と損失も増えるのでこの点も考慮して素子を設計するの
が良い。また、図3では第1の偏光膜75は各反射位置
間で連続した膜としてあるが、第1の偏光膜75が各反
射位置ごとで独立した膜となっていても良い。第2の偏
光膜77についても同様である。
In FIG. 3, the first polarizing film 75 and the second
The structure in which the polarizing film 77 and the second polarizing film 77 reflect the s-polarized light twice and then reach the second antireflection film 79 has been described, but the first polarizing film 75 and the second polarizing film 77 reflect the s-polarized light three times. Of course, a structure that reflects each of the above may be used. However, as the number of reflections increases, the loss also increases. Therefore, it is better to design the element in consideration of this point. Further, in FIG. 3, the first polarizing film 75 is a continuous film between the respective reflection positions, but the first polarizing film 75 may be an independent film for each of the reflection positions. The same applies to the second polarizing film 77.

【0052】3.第3の実施の形態 次に、偏波合成素子と、光線間距離拡大素子とを含む偏
波合成モジュールの第1の例について説明する。図4は
そのための説明図である。
3. Third Embodiment Next, a first example of a polarization combining module including a polarization combining element and an inter-beam distance expanding element will be described. FIG. 4 is an explanatory diagram for that purpose.

【0053】この第3の実施の形態の偏波合成モジュー
ル100は、偏波合成素子30のp偏光が入射される光
路上に、光線間距離拡大部101を具えている。
The polarization combining module 100 of the third embodiment includes an inter-beam distance expanding section 101 on the optical path of the polarization combining element 30 on which the p-polarized light is incident.

【0054】この光線間距離拡大部101は、p偏光に
対し透明な第2の平行平面板であって、この第2の平行
平面板の第1の面101aにp偏光がブルースター角ま
たはその近傍の角度の入射角をもって入射され、かつ、
第2の平行平面板の第2の面101bから出力されるp
偏光が偏波合成素子30のp偏光入射点P2に入射する
ように配置した第2の平行平面板で構成してある。第2
の平行平面板は例えば光学ガラスで構成できる。また、
この第2の平行平面板には、反射防止膜などの光学膜を
設けても良い。
The inter-beam distance enlarging unit 101 is a second parallel plane plate transparent to p-polarized light, and the p-polarized light is applied to the first surface 101a of the second parallel plane plate at Brewster's angle or its Brewster angle. Incident at a near angle of incidence, and
P output from the second surface 101b of the second plane-parallel plate
It is composed of a second plane-parallel plate arranged so that polarized light enters the p-polarized light incident point P2 of the polarization combining element 30. Second
Can be made of, for example, optical glass. Also,
The second plane-parallel plate may be provided with an optical film such as an anti-reflection film.

【0055】この光線間距離拡大部101を設けると、
偏波合成素子30に入射するp偏光およびs偏光の光線
間距離Xaに比べて、これら偏光の光源側での光線間距
離Xbを広くすることができる。そのため、第1および
第2の入出力部51、53を筐体40に第1の実施の形
態に比べて広い間隔で実装出来るので、第1および第2
の入出力部51、53を筐体40に実装し易いという効
果が得られる。
When the inter-beam distance enlarging unit 101 is provided,
The inter-beam distance Xb between the p-polarized light and the s-polarized light incident on the polarization combining element 30 on the light source side of the polarized light can be widened. Therefore, the first and second input / output units 51 and 53 can be mounted on the housing 40 at wider intervals than in the first embodiment.
The effect that the input / output units 51 and 53 are easily mounted on the housing 40 is obtained.

【0056】なお、光線間距離拡大部101として、偏
波合成モジュール100でのp偏光の光路長を、この偏
波合成モジュール100でのs偏光の光路長と等しいか
またはその近傍の値にする光路長を有した拡大部とする
のが良い。具体的には、第1の入出力部51から点P2
までのs偏光の光路長と、第2の入出力部53から点P
2までのp偏光の光路長とを等しくするか、またはほぼ
等しくするような光路長を有するように、該拡大部10
1を設計するのが良い。具体的には、第2の平行平面板
の厚さを考慮する等をするのが良い。こうすると、こう
しない場合に比べて、第3の入出力部55での光損失を
低減することができる。なお、ほぼ等しくする場合のそ
の程度は、光損失をどの程度まで許容するか等を考慮し
て決めれば良い。
As the inter-beam distance expanding section 101, the optical path length of p-polarized light in the polarization combining module 100 is set equal to or close to the optical path length of s-polarized light in the polarization combining module 100. It is preferable that the enlarged portion has an optical path length. Specifically, from the first input / output unit 51, the point P2
The optical path length of s-polarized light up to the point P
The magnifying section 10 has an optical path length that is equal to or substantially equal to the optical path length of the p-polarized light up to 2.
It is good to design 1. Specifically, it is preferable to consider the thickness of the second parallel flat plate. By doing so, the optical loss in the third input / output unit 55 can be reduced as compared with the case where this is not the case. In addition, the degree of the case where they are substantially equal may be determined in consideration of the degree to which the optical loss is allowed and the like.

【0057】なお、この第3の実施の形態では、偏波合
成素子30を用いる例を説明したが、偏波合成素子70
と光線間距離拡大部101とを組み合わせて偏波合成モ
ジュールを構成しても良い。
In the third embodiment, the example in which the polarization combining element 30 is used has been described.
The polarization combining module may be configured by combining the beam splitter 101 and the inter-beam distance expanding unit 101.

【0058】4.第4の実施の形態 次に、偏波合成素子と、光線間距離拡大素子とを含む偏
波合成モジュールの他の例について説明する。図5
(A)および(B)はそのための説明図である。
4. Fourth Embodiment Next, another example of a polarization combining module including a polarization combining element and an inter-beam distance expanding element will be described. FIG.
(A) and (B) are explanatory diagrams therefor.

【0059】この第4の実施の形態の偏波合成モジュー
ル110は、偏波合成素子30のp偏光が入射される光
路上に、光線間距離拡大部111を具えている。
The polarization combining module 110 according to the fourth embodiment includes an inter-beam distance expanding section 111 on the optical path of the polarization combining element 30 on which the p-polarized light is incident.

【0060】この光線間距離拡大部111は、部材11
3と、この部材113の所定位置に設けた反射膜11
5,117とを含む光部品である。ただし、部材113
は、平行に対向する第1および第2の面113a、11
3bと、第1の面113aに対し45度の角度で接し、
第2の面に対し135度の角度で接する第3の面113
cと、第3の面113cに平行でかつ第1および第2の
面に接する第4の面113dとを有し、かつ、p偏光に
対し透明な材料から成る。また、反射膜115は、第3
の面13cに設けてあり、反射膜117は第4の面11
3dに設けてある。この光線間距離拡大部111の第1
の面113aに、p偏光を、垂直入射する。すると、こ
のp偏光は第3の面の反射膜115で反射され、さらに
第4の面の反射膜117で反射された後、第2の面11
3bから外部に出る。第2の面113bから出力される
p偏光が前記偏波合成素子30のp偏光入射点P2に入
射されるように、この拡大部111を、偏波合成素子3
0に対して配置する。
The inter-beam distance enlarging unit 111 includes the member 11
3 and the reflection film 11 provided at a predetermined position of the member 113.
5 and 117. However, the member 113
Correspond to the first and second surfaces 113a, 113
3b and the first surface 113a at an angle of 45 degrees,
Third surface 113 contacting the second surface at an angle of 135 degrees
c, a fourth surface 113d parallel to the third surface 113c and in contact with the first and second surfaces, and made of a material transparent to p-polarized light. Further, the reflection film 115 is made of a third material.
The reflection film 117 is provided on the fourth surface 11c.
3d. The first of the inter-beam distance enlargement unit 111
P-polarized light is perpendicularly incident on the surface 113a. Then, the p-polarized light is reflected by the reflection film 115 on the third surface, further reflected by the reflection film 117 on the fourth surface, and then reflected by the second surface 11.
Go outside from 3b. The enlarged portion 111 is coupled to the polarization combining element 3 so that the p-polarized light output from the second surface 113b is incident on the p-polarized light incidence point P2 of the polarization combining element 30.
Arrange for 0.

【0061】この光線間距離拡大部111を設けると、
偏波合成素子30に入射するp偏光およびs偏光の光線
間距離Xaに比べて、これら偏光の光源側での光線間距
離Xbを広くすることができる。そのため、第1および
第2の入力部51、53を筐体40に第1の実施の形態
に比べて広い間隔で実装できるので、第1および第2の
入出力部51、53を筐体40に実装し易いという効果
が得られる。
By providing this inter-beam distance expanding section 111,
The inter-beam distance Xb between the p-polarized light and the s-polarized light incident on the polarization combining element 30 on the light source side of the polarized light can be widened. Therefore, the first and second input units 51 and 53 can be mounted on the housing 40 at wider intervals than in the first embodiment, so that the first and second input / output units 51 and 53 can be mounted on the housing 40. The effect that it is easy to mount it on the device is obtained.

【0062】なお、光線間距離拡大部111として、偏
波合成モジュール110でのp偏光の光路長を、この偏
波合成モジュール110でのs偏光の光路長と等しいか
またはその近傍の値にする光路長を有した拡大部とする
のが良い。具体的には、第1の入出力部51から点P2
までのs偏光の光路長と、第2の入出力部53から点P
2までの光路長とを等しくするか、またはほぼ等しくす
るような光路長を有するように、該拡大部111を設計
するのが良い。具体的には、部材113の第1および第
2の面113a、113b間の厚さを考慮する等をする
のが良い。こうすると、こうしない場合に比べて、第3
の入出力部55での光損失を低減することができる。な
お、ほぼ等しくする場合のその程度は、光損失をどの程
度まで許容するか等を考慮して決めれば良い。
The optical path length of the p-polarized light in the polarization combining module 110 is set equal to or close to the optical path length of the s-polarized light in the polarization combining module 110. It is preferable that the enlarged portion has an optical path length. Specifically, from the first input / output unit 51, the point P2
The optical path length of s-polarized light up to the point P
The enlargement section 111 may be designed to have an optical path length equal to or substantially equal to the optical path length up to 2. Specifically, the thickness between the first and second surfaces 113a and 113b of the member 113 should be considered. In this case, compared to the case without this, the third
The optical loss at the input / output unit 55 can be reduced. In addition, the degree of the case where they are substantially equal may be determined in consideration of the degree to which the optical loss is allowed and the like.

【0063】第3の実施の形態での光線間距離拡大部1
01の場合、主として、第2の入出力部53と第3の入
出力部55とを結ぶ方向(以下、筐体の長さ方向)に沿
って光路長調整のための容積を必要とするのに対し、第
4の実施の形態の光線間距離拡大部111の場合、主と
して上記縦方向と直交する方向(筐体の横幅方向)に沿
って光路長調整のための容積を必要とする。筐体の形状
に応じて、第3または第4の実施の形態の光線間距離拡
大部を利用すると、モジュール設計の上で都合が良い。
The inter-beam distance enlarging unit 1 in the third embodiment
In the case of 01, a volume for adjusting the optical path length is mainly required along the direction connecting the second input / output unit 53 and the third input / output unit 55 (hereinafter, the length direction of the housing). On the other hand, in the case of the inter-beam distance expanding section 111 of the fourth embodiment, a volume for adjusting the optical path length is required mainly along the direction perpendicular to the vertical direction (the width direction of the housing). It is convenient from the viewpoint of module design to use the inter-beam distance enlarging unit of the third or fourth embodiment according to the shape of the housing.

【0064】なお、この第4の実施の形態では、偏波合
成素子30を用いる例を説明したが、偏波合成素子70
と光線間距離拡大部111とを組み合わせて偏波合成モ
ジュールを構成しても良い。
In the fourth embodiment, the example using the polarization combining element 30 has been described.
The polarization combining module may be configured by combining the beam splitter 111 and the inter-beam distance expanding unit 111.

【0065】また、図5(A)を参照して説明した偏波
合成モジュールの構成において、光線間距離拡大部11
1の代わりに、図5(B)に示した様な光線間距離拡大
部120を設けても良い。すなわち、平行に対向する第
1および第2の面121a、121bと、第1の面12
1aに対し45度の角度で接し、第2の面121bに対
し135度の角度で接する第3の面121cと、第3の
面121cに平行でかつ第1および第2の面に接する第
4の面121dとを有し、かつ、p偏光に対し透明な材
料から成る部材121と、第1の面121aに設けた反
射防止膜123と、第4の面121dに設けた反射防止
膜125とを具える光線間距離拡大部120、いわゆる
45度平行四辺形プリズムからなる光線間距離拡大部1
20を設けても良い。
Further, in the configuration of the polarization combining module described with reference to FIG.
Instead of 1, an inter-beam distance enlarging unit 120 as shown in FIG. 5B may be provided. That is, the first and second surfaces 121a and 121b opposed in parallel and the first surface 12
A third surface 121c that contacts the first surface 1a at an angle of 45 degrees and contacts the second surface 121b at an angle of 135 degrees, and a fourth surface 121c that is parallel to the third surface 121c and contacts the first and second surfaces. A member 121 made of a material transparent to p-polarized light, an antireflection film 123 provided on the first surface 121a, and an antireflection film 125 provided on the fourth surface 121d. , A so-called 45-degree parallelogram prism;
20 may be provided.

【0066】[0066]

【発明の効果】上述した説明から明らかなように、この
発明の偏波合成素子によれば、平行平面板と、これに所
定関係で設けた、第1の反射防止膜と、反射膜または第
1の偏光膜と、第2の偏光膜と、第2の反射防止膜とを
具える。
As is clear from the above description, according to the polarization combining element of the present invention, the parallel plane plate, the first antireflection film provided in a predetermined relationship with the plane parallel plate, and the reflection film or the reflection film are provided. A first polarizing film, a second polarizing film, and a second antireflection film.

【0067】このため、偏波合成素子へのp偏光および
s偏光の入射角が正規の入射角からずれても、出力光を
正規の入射角での出力光と平行に出力でき、かつ、出力
位置のズレも従来より小さくできる。従って、方解石な
どの結晶を用いない構造で然も、従来に比べて製造し易
くかつ製造後の安定性にも優れる偏波合成素子を実現す
ることができる。
For this reason, even if the incident angles of the p-polarized light and the s-polarized light to the polarization combining element deviate from the normal incident angles, the output light can be output in parallel with the output light at the normal incident angle. The displacement can be made smaller than before. Therefore, it is possible to realize a polarization combining element which is easy to manufacture and has excellent stability after manufacturing, even though the structure does not use crystals such as calcite.

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

【図1】第1の実施の形態の偏波合成素子および偏波合
成モジュールを説明する図である。
FIG. 1 is a diagram illustrating a polarization combining element and a polarization combining module according to a first embodiment.

【図2】この発明の偏波合成素子の効果を説明する図で
ある。
FIG. 2 is a diagram illustrating the effect of the polarization combining element of the present invention.

【図3】第2の実施の形態の偏波合成素子及び偏波合成
モジュールを説明する図である。
FIG. 3 is a diagram illustrating a polarization combining element and a polarization combining module according to a second embodiment.

【図4】第3の実施の形態の偏波合成モジュールを説明
する図である。
FIG. 4 is a diagram illustrating a polarization combining module according to a third embodiment.

【図5】第4の実施の形態の偏波合成モジュールを説明
する図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating a polarization combining module according to a fourth embodiment.

【図6】従来の偏波合成素子を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a conventional polarization combining element.

【図7】従来の偏波合成素子の問題点を説明する図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating a problem of a conventional polarization combining element.

【図8】従来の偏波合成素子の問題点を詳細に説明する
図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating in detail the problems of the conventional polarization combining element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

30:第1の実施の形態の偏波合成素子 31:平行平面板 31a:第1の面 31b:第2の面 33:第1の反射防止膜 35:反射膜または第1の偏光膜 37:第2の偏光膜 39:第2の反射防止膜 40:筐体 51:第1の入出力部 51a:光ファイバコネクタ 51b:コリメータレンズ 53:第2の入出力部 53a:光ファイバコネクタ 53b:コリメータレンズ 55:第3の入出力部 55a:光ファイバコネクタ 55b:コリメータレンズ 60:第1の実施の形態の偏波合成モジュール 70:第2の実施の形態の偏波合成素子 71:平行平面板 73:第1の反射防止膜 75:反射膜または第1の偏光膜 77:第2の偏光膜 79:第2の反射防止膜 80:第2の実施の形態の偏波合成モジュール 91:筐体 93:第1の入出力部 95:第2の入出力部 97:第3の入出力部 100:第3の実施の形態の偏波合成モジュール 101:光線間距離拡大部 101a:第1の面 101b:第2の面 110:第4の実施の形態の偏波合成モジュール 111:光線間距離拡大部 113a〜113d:第1〜第4の面 115、117:反射膜 30: Polarization combining element of the first embodiment 31: Parallel plane plate 31a: First surface 31b: Second surface 33: First antireflection film 35: Reflection film or first polarizing film 37: Second polarizing film 39: Second anti-reflection film 40: Housing 51: First input / output unit 51a: Optical fiber connector 51b: Collimator lens 53: Second input / output unit 53a: Optical fiber connector 53b: Collimator Lens 55: Third input / output unit 55a: Optical fiber connector 55b: Collimator lens 60: Polarization combining module of the first embodiment 70: Polarization combining element of the second embodiment 71: Parallel plane plate 73 : First antireflection film 75: Reflection film or first polarizing film 77: Second polarization film 79: Second antireflection film 80: Polarization combining module of second embodiment 91: Housing 93 : First entry Power unit 95: Second input / output unit 97: Third input / output unit 100: Polarization combining module of the third embodiment 101: Inter-beam distance expanding unit 101a: First surface 101b: Second surface 110: Polarization combining module of the fourth embodiment 111: Inter-beam distance enlargement unit 113a to 113d: First to fourth surfaces 115, 117: Reflective film

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 東 伸 東京都杉並区和田1丁目13番23号 株式会 社応用光電研究室内 Fターム(参考) 2H049 BA05 BA43 BB03 BB65 BC25 2H099 AA01 BA17 CA02  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Shin Shin Higashi 1-13-13 Wada, Suginami-ku, Tokyo F-term (reference) 2H049 BA05 BA43 BB03 BB65 BC25 2H099 AA01 BA17 CA02

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 平行関係をもって対向する第1および第
2の面を有し、かつ、扱う光に対し透明な材料からなる
平行平面板と、 前記第1の面の一部領域に設けられ、前記平行平面板外
部からブルースター角またはその近傍の角度の入射角を
もってs偏光が入射され、該s偏光を透過する第1の反
射防止膜と、 前記第2の面の、前記第1の反射防止膜を透過した前記
s偏光が到達する地点を含む一部領域に設けられ、該到
達するs偏光を前記平行平面板内に反射する反射膜また
は第1の偏光膜と、 前記第1の面の、前記反射膜または第1の偏光膜で反射
された前記s偏光が到達する地点を含む一部領域に設け
られた第2の偏光膜であって、該s偏光到達地点相当位
置またはその近傍に前記平行平面板外部から前記入射s
偏光と平行なp偏光が入射され、然も、該p偏光を透過
しかつ前記反射されてきたs偏光を前記平行平面板内に
反射する第2の偏光膜と、 前記第2の面の、前記第2の偏光膜により反射される前
記s偏光および前記第2の偏光膜を透過する前記p偏光
が到達する地点を含む一部領域に設けられた第2の反射
防止膜とを具えたことを特徴とする偏波合成素子。
1. A parallel flat plate having first and second surfaces facing each other in a parallel relationship and made of a material transparent to light to be handled, provided in a partial area of the first surface, S-polarized light is incident from the outside of the plane-parallel plate at an incident angle of Brewster's angle or an angle close to the Brewster's angle, and a first anti-reflection film transmitting the s-polarized light; and a first reflection of the second surface A reflecting film or a first polarizing film, which is provided in a partial area including a point where the s-polarized light transmitted through the prevention film reaches, and reflects the s-polarized light reaching the inside of the parallel plane plate, and the first surface A second polarizing film provided in a partial area including a point at which the s-polarized light reflected by the reflection film or the first polarizing film reaches, at or near a position corresponding to the s-polarized light reaching point The incident s from the outside of the plane parallel plate
A second polarizing film that receives p-polarized light parallel to the polarized light and transmits the p-polarized light and reflects the reflected s-polarized light into the parallel plane plate; and A second antireflection film provided in a partial area including a point at which the s-polarized light reflected by the second polarizing film and the p-polarized light transmitted through the second polarizing film reach. A polarization combining element.
【請求項2】 請求項1に記載の偏波合成素子におい
て、 前記平行平面板をガラスで構成してあることを特徴とす
る偏波合成素子。
2. The polarization combining device according to claim 1, wherein said plane-parallel plate is made of glass.
【請求項3】 請求項1に記載の偏波合成素子におい
て、 前記第1の反射防止膜を透過した前記s偏光が、前記反
射膜または第1の偏光膜と、前記第2の偏光膜とで、そ
れぞれ1回ずつ反射された後に前記第2の反射防止膜に
到達するように、前記反射膜または第1の偏光膜と、前
記第2の偏光膜との配置領域を決めてあることを特徴と
する偏波合成素子。
3. The polarization combining device according to claim 1, wherein the s-polarized light transmitted through the first anti-reflection film is a reflection film or a first polarization film and a second polarization film. The arrangement area of the reflective film or the first polarizing film and the second polarizing film is determined so that the light is reflected once and reaches the second anti-reflection film. Characteristic polarization combining element.
【請求項4】 請求項1に記載の偏波合成素子におい
て、 前記第1の反射防止膜を透過した前記s偏光が、前記反
射膜または第1の偏光膜と、前記第2の偏光膜とで、そ
れぞれ2以上の同じ回数ずつ反射された後に前記第2の
反射防止膜に到達するように、前記反射膜または第1の
偏光膜と、前記第2の偏光膜との配置領域を決めてある
ことを特徴とする偏波合成素子。
4. The polarization combining device according to claim 1, wherein the s-polarized light transmitted through the first anti-reflection film is a reflection film or a first polarization film and a second polarization film. Then, an arrangement area of the reflection film or the first polarization film and the second polarization film is determined so that the reflection film or the first polarization film reaches the second antireflection film after being reflected two or more times by the same number. A polarization combining element.
【請求項5】 請求項1〜4のいずれか1項に記載の偏
波合成素子と、 該偏波合成素子に入力する前記p偏光の光路上に設けら
れ、該偏波合成素子に前記s偏光およびp偏光が入射す
るときのこれら偏光の光線間距離に比べて、これら偏光
の光源側での該光線間距離を広くするための光線間距離
拡大素子とを具えることを特徴とする偏波合成モジュー
ル。
5. The polarization combining device according to claim 1, wherein the polarization combining device is provided on an optical path of the p-polarized light input to the polarization combining device. A polarization beam splitter for widening the distance between the polarized light and the p-polarized light when the polarized light and the p-polarized light are incident on the light source side of the polarized light. Wave synthesis module.
【請求項6】 請求項5に記載の偏波合成モジュールに
おいて、 前記光線間距離拡大素子は、該偏波合成モジュールでの
前記p偏光の光路長を、該偏波合成モジュールでの前記
s偏光の光路長と等しいかまたはその近傍の値にする光
路長を有した素子であることを特徴とする偏波合成モジ
ュール。
6. The polarization combining module according to claim 5, wherein the inter-beam distance enlarging element sets the optical path length of the p-polarized light in the polarization combining module to the s-polarized light in the polarization combining module. A polarization combining module having an optical path length equal to or close to the optical path length of the polarization combining module.
【請求項7】 請求項5または6に記載の偏波合成モジ
ュールにおいて、 前記光線間距離拡大素子を、前記p偏光に対し透明な第
2の平行平面板であって、該第2の平行平面板の第1の
面に対し前記p偏光がブルースター角またはその近傍の
角度の入射角をもって入射され、かつ、該第2の平行平
面板の第2の面から出力されるp偏光が前記偏波合成素
子の前記p偏光入射点に入射するように配置した第2の
平行平面板を含む光部品で構成したことを特徴とする偏
波合成モジュール。
7. The polarization combining module according to claim 5, wherein the inter-beam distance expanding element is a second plane-parallel plate transparent to the p-polarized light, The p-polarized light is incident on the first surface of the face plate at an incident angle at or near the Brewster angle, and the p-polarized light output from the second surface of the second plane-parallel plate is polarized. A polarization combining module comprising an optical component including a second parallel plane plate arranged so as to be incident on the p-polarized light incident point of the wave combining element.
【請求項8】 請求項5または6に記載の偏波合成モジ
ュールにおいて、 前記光線間距離拡大素子を、 平行に対向する第1および第2の面と、該第1の面に対
し45度の角度で接し該第2の面に対し135度の角度
で接する第3の面と、該第3の面に平行でかつ前記第1
および第2の面に接する第4の面とを有しかつp偏光に
対し透明な材料から成る部材であって、前記第1の面に
p偏光が垂直入射され、かつ、第3の面および第4の面
を経由後第2の面から出力される該p偏光が前記偏波合
成素子の前記p偏光入射点に入射するように配置した光
部品で構成したことを特徴とする偏波合成モジュール。
8. The polarization combining module according to claim 5, wherein the inter-beam distance enlarging element is provided with first and second surfaces facing in parallel, and 45 ° with respect to the first surface. A third surface contacting at an angle and contacting the second surface at an angle of 135 degrees; and a third surface parallel to the third surface and the first surface.
A member made of a material transparent to p-polarized light and having a fourth surface in contact with the second surface, wherein p-polarized light is perpendicularly incident on the first surface, and a third surface and Polarization combining comprising: an optical component arranged so that the p-polarized light output from the second surface after passing through the fourth surface is incident on the p-polarized light incidence point of the polarization combining device. module.
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