JP2001042263A - Faraday rotation mirror - Google Patents

Faraday rotation mirror

Info

Publication number
JP2001042263A
JP2001042263A JP11218055A JP21805599A JP2001042263A JP 2001042263 A JP2001042263 A JP 2001042263A JP 11218055 A JP11218055 A JP 11218055A JP 21805599 A JP21805599 A JP 21805599A JP 2001042263 A JP2001042263 A JP 2001042263A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical fiber
faraday
optical
mirror
faraday rotator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11218055A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiyuki Shigeoka
義之 重岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP11218055A priority Critical patent/JP2001042263A/en
Publication of JP2001042263A publication Critical patent/JP2001042263A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a Faraday rotation mirror of a small size and a simple structure which make alignment of the optical axes of optical parts easy and which has low insertion loss, extremely small unnecessary reflected light and high characteristics. SOLUTION: The Faraday rotation mirror 1 consists of an optical fiber 2, a Faraday rotator 4 disposed at the output end of the optical fiber 2 and a total reflection mirror disposed on the opposite side of the Faraday rotator 4 with respect to the optical fiber 2. The optical fiber 2 has an end face perpendicular to the optical axis. The face of the Faraday rotator 4 facing the optical fiber 2 is formed as a convex curved plane, and the face of the rotator opposite to the optical fiber 2 is formed to be perpendicular to the optical axis, and the total reflection film mirror 5 is formed on that face.

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、光ファイバセンサ
ーシステムあるいは光増幅器システム等に用いられるフ
ァラデ回転ミラーに関するものである。ファラデ回転ミ
ラーは、これらのシステムを安定して動作させるために
用いる光受動部品である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a Faraday rotating mirror used in an optical fiber sensor system or an optical amplifier system. Faraday rotating mirrors are optical passive components used to stably operate these systems.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバセンサーは、系の経路が主と
して光ファイバで構成され、検知要素を光路のどこかに
もつもので、検知要素は測定したい量によって何らかの
光学的な特性が変化を受けるものである。検知要素とし
てシングルモードファイバを用いる場合、振動、圧力、
温度、電界、磁界、音波等の外力を検知する事が出来
る。これらの外力によって光ファイバの光路長が変化す
るので、光路長の変化をファイバ干渉計によって検出す
る。
2. Description of the Related Art An optical fiber sensor is one in which a system path is mainly constituted by an optical fiber and has a sensing element somewhere in an optical path. The sensing element undergoes some optical characteristic change depending on an amount to be measured. It is. When using a single mode fiber as the sensing element, vibration, pressure,
External force such as temperature, electric field, magnetic field, sound wave, etc. can be detected. Since the optical path length of the optical fiber changes due to these external forces, the change in the optical path length is detected by a fiber interferometer.

【0003】このような光ファイバセンサーにおいて
は、光ファイバ中の複屈折による光の偏波状態の偶発的
な変化により、出力干渉縞のゆらぎ、信号の消滅が発生
することが問題となる。このような問題に対し、199
1年、A.D.KERSEYらによってファイバ干渉計
にファラデ回転ミラーを使用することが提案されてい
る。ファラデ回転ミラーは光ファイバ中の複屈折により
発生する偏波状態の変動を除去し、任意の入力偏波状態
を保存する光部品である。このファラデ回転ミラー素子
の中を光が通過する毎に、偏波状態が非相互的に45°
回転する。このときミラー面で反射による偏波面の左右
転換と併せて、入射偏波面と打ち消し合い元来の信号と
同一の偏波状態にもどる。
In such an optical fiber sensor, there is a problem in that the incident interference pattern fluctuates and the signal disappears due to an accidental change in the polarization state of light due to birefringence in the optical fiber. For such a problem, 199
One year, A. D. It has been proposed by KERSEY et al. To use a Faraday rotating mirror in a fiber interferometer. A Faraday rotating mirror is an optical component that removes fluctuations in the polarization state caused by birefringence in an optical fiber and preserves an arbitrary input polarization state. Each time light passes through the Faraday rotating mirror element, the polarization state is non-reciprocally 45 °.
Rotate. At this time, together with the left and right conversion of the polarization plane by reflection on the mirror surface, the incident polarization plane is canceled to return to the same polarization state as the original signal.

【0004】図7に従来のファラデ回転ミラーの構成概
略図を示す。ファラデ回転ミラー11は光ファイバ1
2,結合用レンズ13、ファラデ回転子14、全反射ミ
ラー15、磁石6を用いた構成である。
FIG. 7 is a schematic view showing the structure of a conventional Faraday rotation mirror. Faraday rotating mirror 11 is optical fiber 1
2, a configuration using a coupling lens 13, a Faraday rotator 14, a total reflection mirror 15, and a magnet 6.

【0005】ファラデ回転子14はビスマス置換ガーネ
ット等で形成されており、磁石6によって光軸方向に平
行な方向にガーネットの飽和磁界強度以上の磁界が加え
られている。また、その厚みは入射した光の偏波方向を
45°回転させるように調整されている。全反射ミラー
15および結合用レンズ13は、光ファイバ12から出
射された光が全反射ミラーで反射され、再び光ファイバ
12に効率よく結合するように設置されている。
[0005] The Faraday rotator 14 is made of bismuth-substituted garnet or the like, and a magnetic field greater than the saturation magnetic field strength of the garnet is applied by a magnet 6 in a direction parallel to the optical axis direction. The thickness is adjusted so as to rotate the polarization direction of the incident light by 45 °. The total reflection mirror 15 and the coupling lens 13 are installed such that the light emitted from the optical fiber 12 is reflected by the total reflection mirror and is efficiently coupled to the optical fiber 12 again.

【0006】図8は光ファイバ12の方向からみた、従
来のファラデ回転ミラー11の動作原理を説明する図で
ある。便宜上、光ファイバ12から出射した光を入射光
とし、全反射ミラーで反射された光を反射光と呼ぶ。ま
た入射偏波方向を一直線偏波としたが、本発明はこれに
限ることなく、任意の偏波方向に適応される。
FIG. 8 is a view for explaining the operation principle of the conventional Faraday rotation mirror 11 as viewed from the direction of the optical fiber 12. For convenience, light emitted from the optical fiber 12 is referred to as incident light, and light reflected by the total reflection mirror is referred to as reflected light. In addition, although the incident polarization direction is linearly polarized, the present invention is not limited to this, and is applicable to any polarization direction.

【0007】光ファイバ12から出射した入射光の偏波
方向aはファラデ回転子14を透過し、その偏波方向が
光の進行方向に対し時計回りに45°回転させられ偏波
方向bとなる。その後全反射ミラー15で反射された反
射光は、再び逆方向から偏波方向cでファラデ回転子1
4に入射する。ファラデ回転子14を逆方向に透過した
反射光はさらにその偏波方向を45°回転させられ、偏
波方向dで光ファイバ12に入射する。その結果、ファ
ラデ回転ミラー11の反射光は入射光に対して直交する
偏波方向となり、入射光がうけたのとちょうど逆の複屈
折をうけるため、任意の入力偏波状態に対して出力偏波
状態はそれと直交する状態に安定化される。
The polarization direction a of the incident light emitted from the optical fiber 12 is transmitted through the Faraday rotator 14, and the polarization direction is rotated clockwise by 45 ° with respect to the traveling direction of the light to become the polarization direction b. . Thereafter, the reflected light reflected by the total reflection mirror 15 is again reflected in the Faraday rotator 1 in the polarization direction c from the opposite direction.
4 is incident. The reflected light that has passed through the Faraday rotator 14 in the opposite direction is further rotated by 45 ° in the polarization direction, and enters the optical fiber 12 in the polarization direction d. As a result, the reflected light of the Faraday rotation mirror 11 has a polarization direction orthogonal to the incident light, and undergoes birefringence just opposite to the incident light, so that the output polarization is changed with respect to an arbitrary input polarization state. The wave state is stabilized to a state orthogonal thereto.

【0008】又、従来のファラデ回転ミラー11は、光
ファイバセンサーシステムの他、光ファイバ増幅システ
ムにも応用されている。光ファイバ増幅器においては、
励起光を発振する励起光源と、前記励起光によって信号
光を増幅し得る増幅用光ファイバと、この増幅用光ファ
イバの一端側に設けられて前記励起光源からの励起光と
前記信号光とを当該増幅用光ファイバ内に導く光結合器
と、前記増幅用光ファイバの他端側に設けられて少なく
とも前記信号光をこの増幅用光ファイバの一端側へ反射
させる光反射手段としてファラデ回転ミラーとを備える
ことができる。
Further, the conventional Faraday rotation mirror 11 is applied to an optical fiber amplification system in addition to an optical fiber sensor system. In an optical fiber amplifier,
An excitation light source that oscillates excitation light, an amplification optical fiber that can amplify signal light by the excitation light, and an excitation light and the signal light from the excitation light source that are provided at one end of the amplification optical fiber. An optical coupler that guides the light into the amplification optical fiber, and a Faraday rotation mirror as light reflection means provided at the other end of the amplification optical fiber and reflecting at least the signal light to one end of the amplification optical fiber. Can be provided.

【0009】光ファイバ増幅システムは一般に、エルビ
ウムをドープしたシングルモードファイバを数10〜数
100m 用いているため、光ファイバ中の複屈折により
偏波状態が変化する。また、もう一つの問題として、長
距離光ファイバ通信システムで信号波形劣化をもたらす
偏波モード分散の存在がある。これらの問題は、ファラ
デ回転ミラー11を用いることにより補償され、安定し
た出力を得ることができる。
Since an optical fiber amplification system generally uses an erbium-doped single mode fiber of several tens to several hundreds of meters, the polarization state changes due to birefringence in the optical fiber. Another problem is the existence of polarization mode dispersion that causes signal waveform degradation in long-haul optical fiber communication systems. These problems are compensated for by using the Faraday rotation mirror 11, and a stable output can be obtained.

【0010】[0010]

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら上述のよ
うな従来のファラデ回転ミラー11においては、部品点
数が多く、装置が大型化するだけでなく、各構成部品を
精密に光学調整しなければならないため、工程数が多く
組立が煩雑であり時間がかかるという問題があった。
However, in the conventional Faraday rotation mirror 11 as described above, the number of parts is large, not only the size of the apparatus is increased, but also each component must be precisely optically adjusted. In addition, there is a problem that the number of steps is large, the assembly is complicated, and it takes time.

【0011】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的は、小型で、構造が簡単で、挿入損失が
小さく、各光学部品の光軸調整が容易なファラデ回転ミ
ラーを提供することである。
The present invention has been made in view of the above points, and has as its object to provide a Faraday rotation mirror which is small in size, has a simple structure, has a small insertion loss, and can easily adjust the optical axis of each optical component. It is to be.

【0012】[0012]

【課題を解決する為の手段】本発明は、従来技術のこれ
らの課題を解決するために、光ファイバとその出力端に
配置されたファラデ回転子と、該ファラデ回転子の上記
光ファイバと反対側に配置された全反射ミラーからなる
ファラデ回転ミラーにおいて、前記光ファイバは光軸に
対して垂直な端面を有し、前記ファラデ回転子は光ファ
イバに対向する面を凸曲面状とし、光ファイバと反射側
の面を光軸に垂直な面として、この面に全反射膜ミラー
を形成したことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve these problems of the prior art, the present invention provides an optical fiber and a Faraday rotator disposed at an output end thereof, and an optical fiber of the Faraday rotator opposed to the optical fiber. In a Faraday rotation mirror consisting of a total reflection mirror arranged on the side, the optical fiber has an end surface perpendicular to the optical axis, and the Faraday rotator has a surface facing the optical fiber with a convex curved surface, The surface on the reflection side is perpendicular to the optical axis, and a total reflection film mirror is formed on this surface.

【0013】また、光ファイバからの入射光がファラデ
回転子内を透過し、全反射ミラー膜で全反射され入射光
路上を逆方向に進むように設定したことを特徴とする。
[0013] Further, it is characterized in that the incident light from the optical fiber is set to pass through the Faraday rotator, be totally reflected by the total reflection mirror film, and travel in the opposite direction on the incident optical path.

【0014】[0014]

【作用】本発明によれば、レンズ作用を有するファラデ
回転子を用い、しかもこのファラデ回転子の一面に全反
射ミラー膜を形成することによって、光軸調整が容易と
なり、部品点数が削減される。
According to the present invention, by using a Faraday rotator having a lens function and forming a total reflection mirror film on one surface of the Faraday rotator, the optical axis can be easily adjusted and the number of parts can be reduced. .

【0015】また、不要反射光が少なく、挿入損失が非
常に小さい高特性のファラデ回転ミラーが実現する。
Further, a high-performance Faraday rotating mirror with little unnecessary reflected light and very small insertion loss is realized.

【0016】さらに、光ファイバとファラデ回転子とを
光学接着剤を介して密着させることによって、組立容易
で、小型のファラデ回転ミラーが実現する。
Further, by bringing the optical fiber and the Faraday rotator into close contact with each other via an optical adhesive, a small-sized Faraday rotating mirror which is easy to assemble is realized.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0018】図1、2は本発明のファラデ回転ミラーの
構成図を示す。ファラデ回転ミラー1は、光ファイバ2
(2’は光ファイバの被覆)、フェルール3、ファラデ
回転子4、全反射ミラー5、磁石6、光学接着剤7より
なる。磁石6は円筒形の磁石で内部のファラデ回転子4
に光軸と平行な飽和磁界を考える。フェルール3は、光
ファイバ2を保持しており、該光ファイバ2及び該フェ
ルール3は、ファラデ回転子4との接続端面を、光軸に
垂直な面に対してフラット研磨されている。
FIGS. 1 and 2 show the configuration of a Faraday rotation mirror according to the present invention. The Faraday rotating mirror 1 includes an optical fiber 2
(2 'is an optical fiber coating), a ferrule 3, a Faraday rotator 4, a total reflection mirror 5, a magnet 6, and an optical adhesive 7. The magnet 6 is a cylindrical magnet and has an internal Faraday rotator 4.
Consider a saturation magnetic field parallel to the optical axis. The ferrule 3 holds the optical fiber 2, and the optical fiber 2 and the ferrule 3 have their connection end faces with the Faraday rotator 4 polished flat with respect to a plane perpendicular to the optical axis.

【0019】ファラデ回転子4は片面が平面4bで、も
う一方の光ファイバ2に対向する片面がレンズ作用をな
す凸曲面4aであり、材料としてはビスマス置換ガーネ
ット結晶等が用いられ、その厚さは入射光の偏波方向が
45°回転するように調整されている。
The Faraday rotator 4 has a flat surface 4b on one side and a convex surface 4a on the other side facing the optical fiber 2 acting as a lens. The material is a bismuth-substituted garnet crystal or the like. Is adjusted so that the polarization direction of the incident light is rotated by 45 °.

【0020】全反射ミラー膜5は多層誘電体からなり、
ファラデ回転子4の平面4bに直接形成されている。多
層誘電体からなる全反射ミラー膜5は、光の損失が小さ
く、99%以上の反射率を有する。このようにファラデ
回転子4と全反射ミラー膜5を一体化することにより、
部品点数の削減が実現する。
The total reflection mirror film 5 is made of a multilayer dielectric,
It is formed directly on the plane 4 b of the Faraday rotator 4. The total reflection mirror film 5 made of a multilayer dielectric has a small loss of light and has a reflectance of 99% or more. By integrating the Faraday rotator 4 and the total reflection mirror film 5 in this manner,
The number of parts can be reduced.

【0021】又、光ファイバ2の端面2aは、光ファイ
バ2の光軸に垂直となるように研磨しており、さらにフ
ァラデ回転子4の凸曲面4aの中心は、端面2aの中心
光軸上となるように設置されている。また、ファラデ回
転子4の平面4bは、光ファイバ2の光軸に垂直な面と
する。そのためファラデ回転子4内を入射光8は光軸と
平行に透過し、面4aを透過した光がファラデ回転子4
内部で光軸と平行に進み面4bの全反射ミラー膜5で全
反射され入射光路上を逆方向に進み光ファイバ2に再度
入射するように設定及び配設されている。
The end face 2a of the optical fiber 2 is polished so as to be perpendicular to the optical axis of the optical fiber 2, and the center of the convex curved surface 4a of the Faraday rotator 4 is located on the center optical axis of the end face 2a. It is installed to be. The plane 4b of the Faraday rotator 4 is a plane perpendicular to the optical axis of the optical fiber 2. Therefore, the incident light 8 passes through the Faraday rotator 4 in parallel with the optical axis, and the light transmitted through the surface 4a is
It is set and arranged so that the light is totally reflected by the total reflection mirror film 5 on the surface 4b in parallel with the optical axis and travels on the incident optical path in the opposite direction and enters the optical fiber 2 again.

【0022】また、フェルール3及び該フェルール3に
保持された光ファイバ2の端面2aと、ファラデ回転子
4の凸曲面4aとは、光学接着剤7を介して密着してい
る。この光学接着剤7は光学的に透明で、屈折率が光フ
ァイバ2のコアの屈折率に近いものを用いることが望ま
しい。光学接着剤としては、例えば、光硬化性接着剤、
熱硬化性接着剤、あるいは低融点ガラス等がある。
The ferrule 3, the end face 2 a of the optical fiber 2 held by the ferrule 3, and the convex curved surface 4 a of the Faraday rotator 4 are in close contact with each other via an optical adhesive 7. The optical adhesive 7 is preferably optically transparent and has a refractive index close to that of the core of the optical fiber 2. As the optical adhesive, for example, a photo-curable adhesive,
There is a thermosetting adhesive, a low-melting glass, or the like.

【0023】このように、光ファイバ2とファラデ回転
子4を密着させると、ファイバ間距離が短くなるため
に、ファラデ回転ミラー1の挿入損失をより小さくでき
る。また、フラット研磨したフェルール3の端面に直接
ファラデ回転子4を接着したので、該ファラデ回転子4
を保持するホルダーを用いる必要がなくなり、組立調整
が不要で、より部品点数が少ないファラデ回転ミラーを
構成できる。
As described above, when the optical fiber 2 and the Faraday rotator 4 are brought into close contact with each other, the insertion loss of the Faraday rotation mirror 1 can be further reduced because the distance between the fibers becomes short. Further, since the Faraday rotator 4 is directly adhered to the end face of the flat-polished ferrule 3, the Faraday rotator 4
There is no need to use a holder for holding the Faraday mirror, and no assembly adjustment is required, and a Faraday rotation mirror with a smaller number of parts can be configured.

【0024】次に、本発明のファラデ回転ミラー1の作
動について説明する。
Next, the operation of the Faraday rotation mirror 1 of the present invention will be described.

【0025】光ファイバ2の端面2aから入射光8が光
学接着剤7の中を透過すると、光学接着剤7と凸曲面4
aの境界面に入射すると、光はその面の所で一部分は境
界面で反射し、光学接着剤7に戻り、他の部分は境界面
を透過屈折し、ファラデ回転子4へ進んで行く。凸曲面
4aに入射する光を入射光8、戻される光を不要反射光
17とすると不要反射光17は凸曲面4aの法線と入射
光8方向とでつくる面に平行に進み、そのとき、凸曲面
4aにおける不要反射光17は、光軸に対して2倍の角
度ズレをもって反射されるため、光ファイバ2にほとん
ど結合せず、不要反射光17は除去される。
When the incident light 8 passes through the optical adhesive 7 from the end face 2a of the optical fiber 2, the optical adhesive 7 and the convex curved surface 4
When the light enters the interface a, the light is partially reflected at the interface at that surface and returns to the optical adhesive 7, and the other portion is transmitted and refracted at the interface and proceeds to the Faraday rotator 4. Assuming that the light incident on the convex curved surface 4a is incident light 8, and the returned light is unnecessary reflected light 17, the unnecessary reflected light 17 travels in parallel to the surface formed by the normal of the convex curved surface 4a and the direction of the incident light 8; Since the unnecessary reflected light 17 on the convex curved surface 4a is reflected with an angle shift of twice with respect to the optical axis, it is hardly coupled to the optical fiber 2 and the unnecessary reflected light 17 is removed.

【0026】このように凸曲面4aを形成することで、
レンズ作用を持たせるとともに不要反射光17を除去す
る作用も成すことができる。なお、凸曲面4aとして
は、例えば、球面型形状又は非球面型形状とすれば良
い。
By forming the convex curved surface 4a as described above,
In addition to providing a lens function, the function of removing unnecessary reflected light 17 can be achieved. The convex curved surface 4a may have, for example, a spherical shape or an aspherical shape.

【0027】入射光8は、ファラデ回転子4を透過する
毎に偏波方向が光の進行に対し非相互的に45°回転さ
せられ、平行全反射ミラー膜5で全反射されて反射光9
となる。反射光9はファラデ回転子4内で入射光8と同
じ光路を通り、偏波方向をさらに45°回転させられ透
過する。さらに反射光9は凸曲面4aと光学接着剤7の
境界面で透過屈折し、反射光9は光学接着剤7を進行
し、端面2aに入射し光ファイバ2に挿入する。
Each time the incident light 8 passes through the Faraday rotator 4, the polarization direction is non-reciprocally rotated by 45 ° with respect to the progress of the light, and is totally reflected by the parallel total reflection mirror film 5 to be reflected light 9.
Becomes The reflected light 9 passes through the same optical path as that of the incident light 8 in the Faraday rotator 4 and is transmitted after the polarization direction is further rotated by 45 °. Further, the reflected light 9 is transmitted and refracted at the boundary between the convex curved surface 4a and the optical adhesive 7, and the reflected light 9 travels through the optical adhesive 7, enters the end face 2a, and is inserted into the optical fiber 2.

【0028】その結果、反射光9は入射光8に対して直
交する偏波方向となり、入射光8がうけたのとちょうど
逆の複屈折をうけるため、任意の入力偏波状態に対して
出力偏波状態はそれと直交する状態に安定化される。
As a result, the reflected light 9 has a polarization direction orthogonal to the incident light 8 and undergoes a birefringence just opposite to that of the incident light 8. The polarization state is stabilized to a state orthogonal thereto.

【0029】以上説明した通り、平面4bからの反射光
9は入射光8と同じ光路を通り、屈折による入射軸ズレ
や角度ズレが発生しないため、光ファイバ2に効率良く
入射する。凸曲面4aで発生する不要反射光17は、光
軸に対して2倍の角度ズレをもって反射されるため光フ
ァイバ2にほとんど結合しない。、従って、挿入損失が
小さく、不要反射光17の非常に小さい高特性のファラ
デ回転ミラー1が実現する。
As described above, the reflected light 9 from the flat surface 4b passes through the same optical path as the incident light 8 and does not cause an incident axis shift or an angle shift due to refraction. Unnecessary reflected light 17 generated on the convex curved surface 4a is hardly coupled to the optical fiber 2 because the unnecessary reflected light 17 is reflected with an angle shift of twice with respect to the optical axis. Accordingly, the Faraday rotation mirror 1 with high insertion characteristics and a high characteristic of the unnecessary reflection light 17 having very small unnecessary reflection light 17 is realized.

【0030】また本発明の他の実装形態として、上記光
ファイバ2の端面のコアを拡大することもできる。
In another embodiment of the present invention, the core at the end face of the optical fiber 2 can be enlarged.

【0031】図3はコア拡大光ファイバを示す断面図で
ある。光ファイバ2は、コア21、クラッド22よりな
り、拡大前のコア21の直径をD、拡大後のコア21の
直径をWとする。このコアを拡大した光ファイバ2の構
造は、通常シングルモードファイバのコア径がテーパ状
に拡大され、終端部で伝送路の3倍から4倍のコア径W
を有している。このコア径の拡大は光ファイバコア21
に含まれるドーパントを熱拡散して実現し、コア拡大領
域の屈折率分布は未拡大部より屈折率が小さくなる。
FIG. 3 is a sectional view showing the core-enlarged optical fiber. The optical fiber 2 includes a core 21 and a clad 22, and the diameter of the core 21 before expansion is D, and the diameter of the core 21 after expansion is W. In the structure of the optical fiber 2 in which the core is enlarged, the core diameter of the single-mode fiber is generally enlarged in a tapered shape, and the core diameter W is three to four times the transmission path at the end.
have. This increase in the core diameter is caused by the optical fiber core 21.
Is realized by thermal diffusion of the dopant contained in the core, and the refractive index distribution of the core enlarged region becomes smaller than that of the unexpanded portion.

【0032】このようなコアを拡大した光ファイバ2を
用いて、本発明のファラデ回転ミラー1を構成すれば、
さらに特性を向上させることができる。
If the Faraday rotation mirror 1 of the present invention is constituted by using such an optical fiber 2 having an enlarged core,
Further, the characteristics can be improved.

【0033】なお、ファラデ回転ミラー1の挿入損失
は、光ファイバ2の終端のコア径Wと、ファイバ間接続
距離Zと、ファラデ回転子4の損失Lと、全反射ミラー
膜5の反射率Rにより計算できる。
The insertion loss of the Faraday rotation mirror 1 is determined by the core diameter W at the end of the optical fiber 2, the inter-fiber connection distance Z, the loss L of the Faraday rotator 4, and the reflectance R of the total reflection mirror film 5. Can be calculated by

【0034】例えば、光学接着剤7は光硬化性接着剤用
いて、実効厚さ170μmのファラデ回転子4の凸曲面
4aを曲率半径350μmとし、ファイバ間接続距離Z
=340μm、コア径W=40μm、損失L=0.1、
反射率R=99%として図1に示すファラデ回転子ミラ
ー1を構成した場合、その挿入損失は約0.5dBとな
り、従来のようにレンズを用いずに十分低い挿入損失が
実現することが判る。
For example, the optical adhesive 7 is a light-curing adhesive, the convex surface 4a of the Faraday rotator 4 having an effective thickness of 170 μm has a radius of curvature of 350 μm, and the fiber connection distance Z
= 340 μm, core diameter W = 40 μm, loss L = 0.1,
When the Faraday rotator mirror 1 shown in FIG. 1 is configured with the reflectance R = 99%, the insertion loss is about 0.5 dB, and it can be seen that a sufficiently low insertion loss can be realized without using a lens as in the related art. .

【0035】図4に光ファイバの接続実験例を示し、同
じコア径を有する2本の光ファイバ2のコアを拡大した
光ファイバのコア拡大領域を対向させて、ファイバ間距
離Zを変化させ、波長1. 55μmの光を結合させた場
合の、ファイバ間距離Zと接続損失量の関係を図5に示
す。
FIG. 4 shows an example of an optical fiber connection experiment, in which the cores of two optical fibers 2 having the same core diameter are expanded so that the core expansion regions of the optical fibers are opposed to each other, and the inter-fiber distance Z is changed. FIG. 5 shows the relationship between the inter-fiber distance Z and the connection loss when light having a wavelength of 1.55 μm is coupled.

【0036】図5において、各曲線は光ファイバ2のコ
アを拡大した光ファイバのコア拡大率W/D=1倍、2
倍、3倍、4倍の場合について計算した結果である。こ
の結果より、接続損失はコア拡大率が大きいほど小さく
なり、光ファイバ間距離Zのトレランス特性が向上する
ことがわかる。コア拡大率1倍である通常のシングルモ
ードファイバの場合、Zが大きくなると急激に接続損失
が増大するので、レンズを用いて損失を小さくする必要
があることがわかる。また、4倍のコア拡大ファイバを
用いると、ファイバ間距離Z=800μmでも接続損失
は1dB程度で、レンズを使用しなくても接続損失の小
さい結合が可能であることがわかる。
In FIG. 5, each curve represents the core expansion ratio W / D of the optical fiber obtained by enlarging the core of the optical fiber 2, which is 1 ×, 2 ×
These are the results calculated for the case of double, triple and quadruple. From this result, it is understood that the connection loss becomes smaller as the core enlargement ratio is larger, and the tolerance characteristic of the distance Z between the optical fibers is improved. In the case of a normal single mode fiber having a core magnification of 1, the splice loss increases sharply as Z increases, and it is understood that it is necessary to reduce the loss by using a lens. Also, when a quadruple core enlarged fiber is used, the connection loss is about 1 dB even when the distance between the fibers is Z = 800 μm, and it can be seen that coupling with a small connection loss is possible without using a lens.

【0037】このように光ファイバ2にコア拡大ファイ
バを用いれば、2本の光ファイバ2間にファラデ回転子
4を挿入しても、光ファイバ間距離に起因する接続損失
を小さく押さえることができる。また、レンズ無しで構
成されるので、光学調整が容易で部品点数が削減され
る。
As described above, when the core expanded fiber is used as the optical fiber 2, even if the Faraday rotator 4 is inserted between the two optical fibers 2, the connection loss due to the distance between the optical fibers can be suppressed to a small value. . In addition, since the configuration is made without a lens, optical adjustment is easy and the number of parts is reduced.

【0038】図6は本発明の第3の実施形態を示す斜視
概略図であって、複数の入出力ポートを有するファラデ
回転ミラー20の斜視概略図である。基板30は、複数
の光ファイバ2を保持するための基板であり、V溝基板
30aとカバー30bとからなる。また、その基板30
のファラデ回転子4との接触端面は光軸に垂直な面をし
ており、光ファイバ2及び基板30とファラデ回転子4
の全反射ミラー膜5の対向面とが、光学接着剤7を介し
て密着している。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing a third embodiment of the present invention, and is a schematic perspective view of a Faraday rotation mirror 20 having a plurality of input / output ports. The substrate 30 is a substrate for holding the plurality of optical fibers 2 and includes a V-groove substrate 30a and a cover 30b. Also, the substrate 30
The contact end face of the Faraday rotator 4 with the Faraday rotator 4 has a surface perpendicular to the optical axis.
And the opposing surface of the total reflection mirror film 5 is in close contact with the optical adhesive 7.

【0039】本実施例によれば、複数の光ファイバ2を
基板30で保持してファラデ回転ミラー20を構成する
ことにより、組立が簡略化でき、また、ファラデ回転ミ
ラー20をシステムに組み込んだ場合の省スペース化が
実現する。さらにコア拡大ファイバの端面の研磨状態が
一定で、複数の光ファイバ2に対応するファラデ回転子
4を一体構造とできるために、各ポートで均一な特性を
得ることができる。
According to the present embodiment, by assembling the Faraday rotation mirror 20 by holding the plurality of optical fibers 2 on the substrate 30, the assembly can be simplified, and when the Faraday rotation mirror 20 is incorporated in a system. Space saving is realized. Furthermore, since the Faraday rotator 4 corresponding to the plurality of optical fibers 2 can be formed as an integral structure, the end surface of the core-enlarged fiber is kept in a polished state, uniform characteristics can be obtained at each port.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のファラデ
回転ミラーによれば、ファラデ回転子と全反射ミラーと
を一体化することにより、部品点数の削減が実現する。
さらにコア拡大光ファイバを用いることにより、光ファ
イバ間距離に起因する接続損失を小さく押さえることが
できる。又、レンズ無しで構成されるので、光学調整が
容易で、さらに部品点数が削減できる。
As described above, according to the Faraday rotation mirror of the present invention, the number of parts can be reduced by integrating the Faraday rotator and the total reflection mirror.
Further, by using the core-expanded optical fiber, the connection loss caused by the distance between the optical fibers can be reduced. Further, since the lens is configured without a lens, optical adjustment is easy, and the number of parts can be reduced.

【0041】さらに、凸曲面を有するファラデ回転子を
用いることによって、不要反射光が非常に少なく、挿入
損失も小さい高特性のファラデ回転ミラーが実現する。
Furthermore, by using a Faraday rotator having a convex curved surface, a high-performance Faraday rotator with very little unnecessary reflected light and small insertion loss is realized.

【0042】また、被覆の光ファイバを基板で保持して
ファラデ回転ミラーを構成することにより、組立が簡略
化でき、又、ファラデ回転ミラーをシステムに組み込ん
だ場合の省スペース化が実現する。
Further, by forming the Faraday rotation mirror by holding the coated optical fiber by the substrate, the assembly can be simplified, and the space can be saved when the Faraday rotation mirror is incorporated in the system.

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

【図1】本発明のファラデ回転ミラーの要部拡大断面図
である。
FIG. 1 is an enlarged sectional view of a main part of a Faraday rotation mirror according to the present invention.

【図2】本発明のガラデ回転ミラーの縦断面図である。FIG. 2 is a vertical cross-sectional view of the Galade rotating mirror of the present invention.

【図3】コア拡大光ファイバを示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an enlarged core optical fiber.

【図4】光ファイバの接続実験例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of an optical fiber connection experiment.

【図5】光ファイバ間距離Zと接続損失の関係を示すグ
ラフである。
FIG. 5 is a graph showing a relationship between a distance Z between optical fibers and a connection loss.

【図6】本説明の他の実施形態を示す斜視概略図であ
る。
FIG. 6 is a schematic perspective view showing another embodiment of the present description.

【図7】従来のファラデ回転ミラーの構成概略図であ
る。
FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a conventional Faraday rotation mirror.

【図8】従来のファラデ回転ミラーの動作原理を説明す
る図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the operation principle of a conventional Faraday rotation mirror.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 :ファラデ回転ミラー 2 :光ファイバ 3 :フェルール 4 :ファラデ回転子 5 :全反射ミラー膜 6 :磁石 7 :光学接着剤 8 :入射光 9 :反射光 17:不要反射光 21:コア 22:クラッド 30:基板 30a:V溝 30b:カバー 1: Faraday rotating mirror 2: Optical fiber 3: Ferrule 4: Faraday rotator 5: Total reflection mirror film 6: Magnet 7: Optical adhesive 8: Incident light 9: Reflected light 17: Unnecessary reflected light 21: Core 22: Cladding 30: substrate 30a: V-groove 30b: cover

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】光ファイバと、該光ファイバの出力端に配
置されたファラデ回転子と、該ファラデ回転子の上記光
ファイバと反対側に配置された全反射ミラーからなるフ
ァラデ回転ミラーにおいて、 前記光ファイバは光軸に対して垂直な端面を有し、前記
ファラデ回転子は光ファイバに対向する面を凸曲面状と
するとともに、光ファイバと反射側の面を光軸に垂直な
面として、この面に全反射膜ミラーを形成したことを特
徴とするファラデ回転ミラー。
1. A Faraday rotator comprising: an optical fiber; a Faraday rotator disposed at an output end of the optical fiber; and a total reflection mirror disposed on an opposite side of the Farade rotator to the optical fiber. The optical fiber has an end surface perpendicular to the optical axis, and the Faraday rotator has a convex surface on the surface facing the optical fiber, and the optical fiber and the reflection side surface are perpendicular to the optical axis, A Faraday rotation mirror characterized in that a total reflection film mirror is formed on this surface.
【請求項2】前記光ファイバからの入射光が前記ファラ
デ回転子内を透過し、全反射ミラー膜で全反射され入射
光路上を逆方向に進むように設定したことを特徴とする
請求項1に記載のファラデ回転ミラー。
2. The apparatus according to claim 1, wherein the incident light from the optical fiber is set so as to pass through the Faraday rotator, be totally reflected by the total reflection mirror film, and travel in the opposite direction on the incident optical path. A Faraday rotating mirror according to 1.
【請求項3】前記光ファイバはフェルールに保持され、
該フェルールと前記ファラデ回転子が、光学接着剤を介
して密着接合されていることを特徴とする請求項1又は
2に記載のファラデ回転ミラー。
3. The optical fiber is held by a ferrule.
The Faraday rotation mirror according to claim 1, wherein the ferrule and the Faraday rotator are closely bonded to each other via an optical adhesive.
【請求項4】前記光ファイバがV溝を有する整列基板上
に複数本に保持され、この整列基板の端面に前記ファラ
デ回転子が密着接合されていることを特徴とする請求項
1又は2に記載のファラデ回転ミラー。
4. A method according to claim 1, wherein a plurality of said optical fibers are held on an alignment substrate having a V-groove, and said Faraday rotator is closely bonded to an end face of said alignment substrate. The described Faraday rotating mirror.
【請求項5】前記ファラデ回転子が一体で構成されてい
ることを特徴とする請求項4に記載のファラデ回転ミラ
ー。
5. The Faraday rotation mirror according to claim 4, wherein said Faraday rotator is integrally formed.
【請求項6】前記光ファイバがコア拡大ファイバである
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のファラデ回転
ミラー。
6. The Faraday rotation mirror according to claim 1, wherein the optical fiber is a core-expanded fiber.
JP11218055A 1999-07-30 1999-07-30 Faraday rotation mirror Pending JP2001042263A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11218055A JP2001042263A (en) 1999-07-30 1999-07-30 Faraday rotation mirror

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11218055A JP2001042263A (en) 1999-07-30 1999-07-30 Faraday rotation mirror

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001042263A true JP2001042263A (en) 2001-02-16

Family

ID=16713952

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11218055A Pending JP2001042263A (en) 1999-07-30 1999-07-30 Faraday rotation mirror

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001042263A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008191037A (en) * 2007-02-06 2008-08-21 Mitsubishi Electric Corp Laser radar device
CN115236867A (en) * 2022-07-26 2022-10-25 苏州微创阿格斯医疗科技有限公司 Matching debugging device and method for optical link

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008191037A (en) * 2007-02-06 2008-08-21 Mitsubishi Electric Corp Laser radar device
CN115236867A (en) * 2022-07-26 2022-10-25 苏州微创阿格斯医疗科技有限公司 Matching debugging device and method for optical link

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6048103A (en) Polarization independent optical isolator with integrally assembled birefringent crystal element and Faraday rotator
JPH03171103A (en) Hybrid optical isolator, circulator or switch and system using the same
JP3548283B2 (en) Faraday rotating mirror
JP3285166B2 (en) Optical fiber functional component and method of manufacturing the same
JP4714811B2 (en) Optical isolator and optical device
JP2002202439A (en) Optical waveguide body, optical waveguide device having it and optical module
JP3602891B2 (en) Faraday rotating mirror
EP0720033B1 (en) Optical connector
JP2001042263A (en) Faraday rotation mirror
JP3517010B2 (en) Optical connector
JP2001044553A (en) Fiber stub optical device and optical module using the same
JPH1172635A (en) Optical device and its production
JP2672307B2 (en) Optical fiber connection structure for waveguide
JP2989982B2 (en) Fiber type optical isolator
JP3077554B2 (en) Optical isolator
JPH0784143A (en) Optical connector
JP3011140B2 (en) Fiber type optical isolator and method of manufacturing the same
JP4227558B2 (en) Inline type optical component and method for manufacturing the same
JP2004233593A (en) Faraday rotation mirror
US5883991A (en) Optical waveguide circulator
JP3690146B2 (en) Waveguide type optical circulator
JP2006276506A (en) Faraday rotation mirror
JP3590226B2 (en) Optical module
CN115421247A (en) Optical coupling structure
JP2937650B2 (en) Light reflectance measuring device