JP2003035892A - 光シャッタ - Google Patents
光シャッタInfo
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- JP2003035892A JP2003035892A JP2001223955A JP2001223955A JP2003035892A JP 2003035892 A JP2003035892 A JP 2003035892A JP 2001223955 A JP2001223955 A JP 2001223955A JP 2001223955 A JP2001223955 A JP 2001223955A JP 2003035892 A JP2003035892 A JP 2003035892A
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- birefringent element
- polarization
- optical path
- faraday rotator
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2202/00—Materials and properties
- G02F2202/40—Materials having a particular birefringence, retardation
Abstract
(57)【要約】
【課題】 可動部分を無くして光透過・遮断の切換速度
を速くし、小型化でき、特性劣化が生じ難く、信頼性を
向上でき、それによって受光素子などを確実に保護でき
るようにする。 【解決手段】 偏波方向が直交関係にある同じ光路の入
力光を分離する平行平面型の分離用複屈折素子１０と、
偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成して出
力する平行平面型の合成用複屈折素子１２を間隔をおい
て設置し、それらの間に、ファラデー回転子を備え偏波
方向を９０度回転させるか偏波方向を維持するかを制御
する偏波回転手段１４を配置する。そしてファラデー回
転子による偏波方向の切り換えにより出力光の透過・遮
断を制御する。偏波回転手段は、例えば±４５度可変フ
ァラデー回転子と、偏波方向を４５度回転させるように
光学軸を設定した１／２波長板の組み合わせからなる。
を速くし、小型化でき、特性劣化が生じ難く、信頼性を
向上でき、それによって受光素子などを確実に保護でき
るようにする。 【解決手段】 偏波方向が直交関係にある同じ光路の入
力光を分離する平行平面型の分離用複屈折素子１０と、
偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成して出
力する平行平面型の合成用複屈折素子１２を間隔をおい
て設置し、それらの間に、ファラデー回転子を備え偏波
方向を９０度回転させるか偏波方向を維持するかを制御
する偏波回転手段１４を配置する。そしてファラデー回
転子による偏波方向の切り換えにより出力光の透過・遮
断を制御する。偏波回転手段は、例えば±４５度可変フ
ァラデー回転子と、偏波方向を４５度回転させるように
光学軸を設定した１／２波長板の組み合わせからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力光の透過・遮
断を制御する光シャッタに関し、更に詳しく述べると、
複数の平行平面構造の複屈折素子と、可変ファラデー回
転子を具備し、該可変ファラデー回転子による偏波方向
の切り換えにより光のオン・オフ制御を行う磁気光学式
の光シャッタに関するものである。
断を制御する光シャッタに関し、更に詳しく述べると、
複数の平行平面構造の複屈折素子と、可変ファラデー回
転子を具備し、該可変ファラデー回転子による偏波方向
の切り換えにより光のオン・オフ制御を行う磁気光学式
の光シャッタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信や光計測システムなどの分野で
は、受光素子の保護機構として光シャッタが組み込まれ
ている。メインスイッチを投入したような場合、システ
ムの関係で瞬間的に（例えば数ｍ秒〜数秒の間）高エネ
ルギーの光が生じることがあり、それによって受光素子
が破壊されることがある。そこで、受光素子の入力側に
光シャッタを設置して、光が一定のレベルになり安定し
てから光路をオンにするように制御している。その他、
何らかの原因で瞬間的に高エネルギーの光が生じること
もある。
は、受光素子の保護機構として光シャッタが組み込まれ
ている。メインスイッチを投入したような場合、システ
ムの関係で瞬間的に（例えば数ｍ秒〜数秒の間）高エネ
ルギーの光が生じることがあり、それによって受光素子
が破壊されることがある。そこで、受光素子の入力側に
光シャッタを設置して、光が一定のレベルになり安定し
てから光路をオンにするように制御している。その他、
何らかの原因で瞬間的に高エネルギーの光が生じること
もある。
【０００３】従来の光シャッタは機械式である。例え
ば、光路にミラーを配置し、そのミラーをモータで駆動
するような構成である。ミラーの向きや位置を切り換え
ることによって出力光の通過・遮断を制御する。
ば、光路にミラーを配置し、そのミラーをモータで駆動
するような構成である。ミラーの向きや位置を切り換え
ることによって出力光の通過・遮断を制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、機械式の光シ
ャッタは、モータなどの駆動機構によりミラーなどの光
学部品を駆動するものであるために、装置が大型化する
ばかりでなく、可動部分の摩耗や破損により特性劣化が
起こり易く、信頼性に欠ける問題がある。また、駆動に
必要な時間が長く、瞬時の動作には対応できない。
ャッタは、モータなどの駆動機構によりミラーなどの光
学部品を駆動するものであるために、装置が大型化する
ばかりでなく、可動部分の摩耗や破損により特性劣化が
起こり易く、信頼性に欠ける問題がある。また、駆動に
必要な時間が長く、瞬時の動作には対応できない。
【０００５】本発明の目的は、可動部分を持たないため
透過・遮断の切換速度が速く、小型化でき、特性劣化が
生じ難く、信頼性を向上でき、受光素子などを確実に保
護できるような磁気光学式の光シャッタを提供すること
である。
透過・遮断の切換速度が速く、小型化でき、特性劣化が
生じ難く、信頼性を向上でき、受光素子などを確実に保
護できるような磁気光学式の光シャッタを提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、偏波方向が直
交関係にある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の
分離用複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異なる
光路の光を合成して出力する平行平面型の合成用複屈折
素子を間隔をおいて設置し、分離用複屈折素子と合成用
複屈折素子との間に、可変ファラデー回転子を備え偏波
方向を制御する偏波回転手段を配置し、該可変ファラデ
ー回転子による偏波方向の切り換えにより出力光の透過
・遮断を制御することを特徴とする光シャッタである。
交関係にある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の
分離用複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異なる
光路の光を合成して出力する平行平面型の合成用複屈折
素子を間隔をおいて設置し、分離用複屈折素子と合成用
複屈折素子との間に、可変ファラデー回転子を備え偏波
方向を制御する偏波回転手段を配置し、該可変ファラデ
ー回転子による偏波方向の切り換えにより出力光の透過
・遮断を制御することを特徴とする光シャッタである。
【０００７】ここで偏波回転手段は、例えば±４５度可
変ファラデー回転子と、偏波方向を４５度回転させるよ
うに光学軸を設定した１／２波長板の組み合わせからな
る。あるいは偏波回転手段は、偏波方向を４５度回転さ
せる１／２波長板と、該１／２波長板の通過光をそのま
ま通過させるように光学軸を両側光路で対称に設定した
一対の偏光子と、±４５度可変ファラデー回転子とを、
その順序に配列した構造でもよい。
変ファラデー回転子と、偏波方向を４５度回転させるよ
うに光学軸を設定した１／２波長板の組み合わせからな
る。あるいは偏波回転手段は、偏波方向を４５度回転さ
せる１／２波長板と、該１／２波長板の通過光をそのま
ま通過させるように光学軸を両側光路で対称に設定した
一対の偏光子と、±４５度可変ファラデー回転子とを、
その順序に配列した構造でもよい。
【０００８】また本発明は、偏波方向が直交関係にある
同じ光路の入力光を分離する平行平面型の分離用複屈折
素子と、偏波方向に応じて光路を制御する平行平面型の
光路制御用複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異
なる光路の光を合成して出力する平行平面型の合成用複
屈折素子を間隔をおいて設置し、分離用複屈折素子と光
路制御用複屈折素子との間、及び光路制御用複屈折素子
と合成用複屈折素子との間に、それぞれ偏波方向を４５
度回転させる偏波回転手段を配置し、少なくとも一方の
偏波回転手段は±４５度可変ファラデー回転子を有し、
該可変ファラデー回転子による偏波方向の切り換えによ
り出力光の透過・遮断を制御することを特徴とする光シ
ャッタである。
同じ光路の入力光を分離する平行平面型の分離用複屈折
素子と、偏波方向に応じて光路を制御する平行平面型の
光路制御用複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異
なる光路の光を合成して出力する平行平面型の合成用複
屈折素子を間隔をおいて設置し、分離用複屈折素子と光
路制御用複屈折素子との間、及び光路制御用複屈折素子
と合成用複屈折素子との間に、それぞれ偏波方向を４５
度回転させる偏波回転手段を配置し、少なくとも一方の
偏波回転手段は±４５度可変ファラデー回転子を有し、
該可変ファラデー回転子による偏波方向の切り換えによ
り出力光の透過・遮断を制御することを特徴とする光シ
ャッタである。
【０００９】更に本発明は、偏波方向が直交関係にある
同じ光路の入力光を分離する平行平面型の分離用複屈折
素子と、偏波方向に応じて光路を制御する平行平面型の
光路制御用複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異
なる光路の光を合成して出力する平行平面型の合成用複
屈折素子を間隔をおいて設置し、分離用複屈折素子と光
路制御用複屈折素子との間に、偏波方向を直交から平行
に変換する第１の偏波回転手段を配置し、光路制御用複
屈折素子と合成用複屈折素子との間にも、偏波方向を直
交から平行に変換する第２の偏波回転手段を配置し、少
なくとも一方の偏波回転手段は±４５度可変ファラデー
回転子を有し、該ファラデー回転子による偏波方向の切
り換えにより出力光の透過・遮断を制御することを特徴
とする光シャッタである。
同じ光路の入力光を分離する平行平面型の分離用複屈折
素子と、偏波方向に応じて光路を制御する平行平面型の
光路制御用複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異
なる光路の光を合成して出力する平行平面型の合成用複
屈折素子を間隔をおいて設置し、分離用複屈折素子と光
路制御用複屈折素子との間に、偏波方向を直交から平行
に変換する第１の偏波回転手段を配置し、光路制御用複
屈折素子と合成用複屈折素子との間にも、偏波方向を直
交から平行に変換する第２の偏波回転手段を配置し、少
なくとも一方の偏波回転手段は±４５度可変ファラデー
回転子を有し、該ファラデー回転子による偏波方向の切
り換えにより出力光の透過・遮断を制御することを特徴
とする光シャッタである。
【００１０】また本発明は、偏波方向が直交関係にある
同じ光路の入力光を分離する平行平面型の第１の分離用
複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の
光を合成して出力する平行平面型の第１の合成用複屈折
素子を間隔をおいて設置すると共に、その後段に偏波方
向が直交関係にある同じ光路の入力光を分離する平行平
面型の第２の分離用複屈折素子と、偏波方向が直交関係
にある異なる光路の光を合成して出力する平行平面型の
第２の合成用複屈折素子を間隔をおいて設置し、第１の
分離用複屈折素子と第１の合成用複屈折素子との間に、
可変ファラデー回転子を備え偏波方向を制御する第１の
偏波回転手段を配置すると共に、第２の分離用複屈折素
子と第２の合成用複屈折素子との間に、可変ファラデー
回転子を備え偏波方向を制御する第２の偏波回転手段を
配置し、両可変ファラデー回転子による偏波方向の切り
換えにより出力光の透過・遮断を制御することを特徴と
する光シャッタである。
同じ光路の入力光を分離する平行平面型の第１の分離用
複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の
光を合成して出力する平行平面型の第１の合成用複屈折
素子を間隔をおいて設置すると共に、その後段に偏波方
向が直交関係にある同じ光路の入力光を分離する平行平
面型の第２の分離用複屈折素子と、偏波方向が直交関係
にある異なる光路の光を合成して出力する平行平面型の
第２の合成用複屈折素子を間隔をおいて設置し、第１の
分離用複屈折素子と第１の合成用複屈折素子との間に、
可変ファラデー回転子を備え偏波方向を制御する第１の
偏波回転手段を配置すると共に、第２の分離用複屈折素
子と第２の合成用複屈折素子との間に、可変ファラデー
回転子を備え偏波方向を制御する第２の偏波回転手段を
配置し、両可変ファラデー回転子による偏波方向の切り
換えにより出力光の透過・遮断を制御することを特徴と
する光シャッタである。
【００１１】本発明において可変ファラデー回転子は、
例えばファラデー素子と可変磁界印加手段とからなり、
該可変磁界印加手段はコイルを具備しギャップを有する
磁気回路から構成され、印加磁界方向の制御によりファ
ラデー回転方向を切り換える構造とする。複数の可変フ
ァラデー回転子を組み込む場合には、個々のファラデー
素子に対してコイルを具備する磁気回路をそれぞれ設け
てもよいが、コイルを具備し複数のギャップを有する単
一の（共通の）磁気回路を用いてもよい。角形のヒステ
リシス特性を呈する半硬質磁性材料により磁気回路を構
成すれば、コイル通電電流を遮断してもファラデー回転
方向が維持可能となり、省電力化が可能である。
例えばファラデー素子と可変磁界印加手段とからなり、
該可変磁界印加手段はコイルを具備しギャップを有する
磁気回路から構成され、印加磁界方向の制御によりファ
ラデー回転方向を切り換える構造とする。複数の可変フ
ァラデー回転子を組み込む場合には、個々のファラデー
素子に対してコイルを具備する磁気回路をそれぞれ設け
てもよいが、コイルを具備し複数のギャップを有する単
一の（共通の）磁気回路を用いてもよい。角形のヒステ
リシス特性を呈する半硬質磁性材料により磁気回路を構
成すれば、コイル通電電流を遮断してもファラデー回転
方向が維持可能となり、省電力化が可能である。
【００１２】
【実施例】図１は本発明に係る光シャッタの一実施例を
示す部品配列図である。なお各光部品中における矢印
は、光学軸の方向もしくはファラデー回転の方向を示し
ている。また、説明を分かり易くするために、次のよう
な座標軸を設定する。光部品の配列方向をｚ方向（図面
では奥行き方向）とし、それに対して直交する２方向を
ｘ方向（図面では水平方向）、ｙ方向（図面では垂直方
向）とする。また回転方向は、ｚ方向を見て時計回りを
プラス側とする。
示す部品配列図である。なお各光部品中における矢印
は、光学軸の方向もしくはファラデー回転の方向を示し
ている。また、説明を分かり易くするために、次のよう
な座標軸を設定する。光部品の配列方向をｚ方向（図面
では奥行き方向）とし、それに対して直交する２方向を
ｘ方向（図面では水平方向）、ｙ方向（図面では垂直方
向）とする。また回転方向は、ｚ方向を見て時計回りを
プラス側とする。
【００１３】偏波方向が直交関係にある同じ光路の入力
光をｘ方向に分離する平行平面型の分離用複屈折素子１
０と、偏波方向が直交関係にあるｘ方向で異なる光路の
光を合成して出力する平行平面型の合成用複屈折素子１
２を間隔をおいてｚ方向に設置する。ここで「平行平面
型」とは、入射面と出射面が平行である形状（入射面が
入射光に対して厳密に垂直である必要はない）をいい、
平行平板形状のみならず平行四辺形のブロック形状ある
いは直方体形状なども含まれる。この実施例では、複屈
折素子１０，１２として直方体状のルチル結晶を用いて
いる。分離用複屈折素子と合成用複屈折素子は同じもの
でよい。そして両者の間に、偏波方向を９０度回転させ
るか偏波方向をそのままの状態に維持するかを制御する
偏波回転手段１４を配置する。この実施例で偏波回転手
段１４は、±４５度可変ファラデー回転子１６と、偏波
方向を４５度回転させるようにｘ軸に対して−２２．５
度傾いた光学軸を有する１／２波長板１８の組み合わせ
からなる。これら±４５度可変ファラデー回転子１６と
１／２波長板１８の配列順序は逆でもよい。
光をｘ方向に分離する平行平面型の分離用複屈折素子１
０と、偏波方向が直交関係にあるｘ方向で異なる光路の
光を合成して出力する平行平面型の合成用複屈折素子１
２を間隔をおいてｚ方向に設置する。ここで「平行平面
型」とは、入射面と出射面が平行である形状（入射面が
入射光に対して厳密に垂直である必要はない）をいい、
平行平板形状のみならず平行四辺形のブロック形状ある
いは直方体形状なども含まれる。この実施例では、複屈
折素子１０，１２として直方体状のルチル結晶を用いて
いる。分離用複屈折素子と合成用複屈折素子は同じもの
でよい。そして両者の間に、偏波方向を９０度回転させ
るか偏波方向をそのままの状態に維持するかを制御する
偏波回転手段１４を配置する。この実施例で偏波回転手
段１４は、±４５度可変ファラデー回転子１６と、偏波
方向を４５度回転させるようにｘ軸に対して−２２．５
度傾いた光学軸を有する１／２波長板１８の組み合わせ
からなる。これら±４５度可変ファラデー回転子１６と
１／２波長板１８の配列順序は逆でもよい。
【００１４】この光シャッタの構造例を図２に示す。分
離用複屈折素子１０に対向して入力ポート２０が位置
し、合成用複屈折素子１２に対向して出力ポート２２が
位置する。±４５度可変ファラデー回転子１６は、光路
中に挿入された４５度ファラデー素子（例えばガーネッ
ト構造の磁気光学結晶など）２４と、コイル２６を有す
る磁気回路２８からなり、該磁気回路２８のギャップに
ファラデー素子２４を挿入する。磁気回路の材料として
は、角形ヒステリシス特性を呈する半硬質磁性材料が好
ましい。
離用複屈折素子１０に対向して入力ポート２０が位置
し、合成用複屈折素子１２に対向して出力ポート２２が
位置する。±４５度可変ファラデー回転子１６は、光路
中に挿入された４５度ファラデー素子（例えばガーネッ
ト構造の磁気光学結晶など）２４と、コイル２６を有す
る磁気回路２８からなり、該磁気回路２８のギャップに
ファラデー素子２４を挿入する。磁気回路の材料として
は、角形ヒステリシス特性を呈する半硬質磁性材料が好
ましい。
【００１５】可変ファラデー回転子の動作を図３に示
す。コイルに一方向（例えば正方向）に通電したとき、
磁気回路が磁化して図３のＡに示すように一方向の外部
磁界が印加され、それによって＋４５度のファラデー回
転が生じる。この状態は、通電を遮断しても磁気回路の
残留磁化のために継続する。コイルに逆方向（例えば負
方向）に通電すると、磁気回路は逆方向に磁化して図３
のＢに示すように逆方向の外部磁界が印加され、それに
よって−４５度のファラデー回転が生じる。この状態
は、通電を遮断しても磁気回路の残留磁化のために継続
する。このようにして、コイル電流の向きを切り換えて
印加磁界方向を変えることで、ファラデー回転角を±４
５度に切り換えることができる。
す。コイルに一方向（例えば正方向）に通電したとき、
磁気回路が磁化して図３のＡに示すように一方向の外部
磁界が印加され、それによって＋４５度のファラデー回
転が生じる。この状態は、通電を遮断しても磁気回路の
残留磁化のために継続する。コイルに逆方向（例えば負
方向）に通電すると、磁気回路は逆方向に磁化して図３
のＢに示すように逆方向の外部磁界が印加され、それに
よって−４５度のファラデー回転が生じる。この状態
は、通電を遮断しても磁気回路の残留磁化のために継続
する。このようにして、コイル電流の向きを切り換えて
印加磁界方向を変えることで、ファラデー回転角を±４
５度に切り換えることができる。
【００１６】この光シャッタの光路と偏波方向を図４に
示す。同図において、Ａはオン状態（光透過状態）を、
Ｂはオフ状態（光遮断状態）を表しており、それぞれ上
段はｙｚ面（側面）を表し、下段はｘｚ面（平面）を表
している。
示す。同図において、Ａはオン状態（光透過状態）を、
Ｂはオフ状態（光遮断状態）を表しており、それぞれ上
段はｙｚ面（側面）を表し、下段はｘｚ面（平面）を表
している。
【００１７】（オン状態・光透過状態：図４のＡ参照）
コイル電流を制御して、可変ファラデー回転子１６のフ
ァラデー回転方向を＋４５度にセットする（図３のＡ参
照）。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子１０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして可変ファラデー回転子１６で偏波
方向がそれぞれ＋４５度回転し、１／２波長板１８に入
力する。１／２波長板１８は入力光の偏波方向をその光
学軸に関して対称に変換する性質があるので、入力光は
更に＋４５度回転する。左側光路の光は合成用複屈折素
子１２に対しては異常光であるため屈折し、右側光路の
光は合成用複屈折素子１２に対しては常光となるのでそ
のまま直進する。それら両光が合成されて出力ポートか
ら出力する。
コイル電流を制御して、可変ファラデー回転子１６のフ
ァラデー回転方向を＋４５度にセットする（図３のＡ参
照）。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子１０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして可変ファラデー回転子１６で偏波
方向がそれぞれ＋４５度回転し、１／２波長板１８に入
力する。１／２波長板１８は入力光の偏波方向をその光
学軸に関して対称に変換する性質があるので、入力光は
更に＋４５度回転する。左側光路の光は合成用複屈折素
子１２に対しては異常光であるため屈折し、右側光路の
光は合成用複屈折素子１２に対しては常光となるのでそ
のまま直進する。それら両光が合成されて出力ポートか
ら出力する。
【００１８】（オフ状態・光遮断状態：図４のＢ参照）
コイル電流を制御して、可変ファラデー回転子１６のフ
ァラデー回転方向を−４５度にセットする（図３のＢ参
照）。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子１０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして可変ファラデー回転子１６で偏波
方向がそれぞれ−４５度回転し、１／２波長板に入力す
る。１／２波長板１８では入力光は＋４５度回転する。
左側光路の光は合成用複屈折素子１２に対しては常光で
あるためそのまま直進し、右側光路の光は合成用複屈折
素子１２に対しては異常光となるので常光とは離れる方
向に屈折する。そのため、両光は合成されず、出力ポー
トには結合しない。
コイル電流を制御して、可変ファラデー回転子１６のフ
ァラデー回転方向を−４５度にセットする（図３のＢ参
照）。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子１０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして可変ファラデー回転子１６で偏波
方向がそれぞれ−４５度回転し、１／２波長板に入力す
る。１／２波長板１８では入力光は＋４５度回転する。
左側光路の光は合成用複屈折素子１２に対しては常光で
あるためそのまま直進し、右側光路の光は合成用複屈折
素子１２に対しては異常光となるので常光とは離れる方
向に屈折する。そのため、両光は合成されず、出力ポー
トには結合しない。
【００１９】このようにして、可変ファラデー回転子１
６への通電電流を制御し、ファラデー回転方向を＋４５
度と−４５度に切り換えることで、光の透過・遮断を高
速で切り換えることができる。可変ファラデー回転子１
６の磁気回路に前記のような角形ヒステリシス特性を有
する半硬質磁性材料を用いれば、光透過と光遮断の切り
換えの時のみ通電すればよく、それ以外の切り換えを必
要としない間は通電しなくてもよいために、省電力化を
達成できる。
６への通電電流を制御し、ファラデー回転方向を＋４５
度と−４５度に切り換えることで、光の透過・遮断を高
速で切り換えることができる。可変ファラデー回転子１
６の磁気回路に前記のような角形ヒステリシス特性を有
する半硬質磁性材料を用いれば、光透過と光遮断の切り
換えの時のみ通電すればよく、それ以外の切り換えを必
要としない間は通電しなくてもよいために、省電力化を
達成できる。
【００２０】図５は本発明の他の実施例を示す光路説明
図である。Ａはオン状態（光透過状態）を表し、Ｂはオ
フ状態（光遮断状態）を表している。ここでも、前記実
施例と同様、偏波方向が直交関係にある同じ光路の入力
光をｘ方向に分離する平行平面型の分離用複屈折素子１
０と、偏波方向が直交関係にあるｘ方向で異なる光路の
光を合成して出力する平行平面型の合成用複屈折素子１
２を間隔をおいてｚ方向に設置する。そして両者の間
に、偏波方向を９０度回転させるか偏波方向を維持する
かを制御する偏波回転手段３０を配置する。この実施例
では、偏波回転手段３０は、１／２波長板１８と、一対
の偏光子３２と、±４５度可変ファラデー回転子１６の
組み合わせからなる。１／２波長板１８は、偏波方向を
４５度回転させるようにｘ軸に対して−２２．５度傾い
た光学軸を有する。左右に並置した一対の偏光子３２
は、左側光路では＋４５度、右側光路では−４５度、そ
れぞれ光学軸がｘ軸から傾いている。
図である。Ａはオン状態（光透過状態）を表し、Ｂはオ
フ状態（光遮断状態）を表している。ここでも、前記実
施例と同様、偏波方向が直交関係にある同じ光路の入力
光をｘ方向に分離する平行平面型の分離用複屈折素子１
０と、偏波方向が直交関係にあるｘ方向で異なる光路の
光を合成して出力する平行平面型の合成用複屈折素子１
２を間隔をおいてｚ方向に設置する。そして両者の間
に、偏波方向を９０度回転させるか偏波方向を維持する
かを制御する偏波回転手段３０を配置する。この実施例
では、偏波回転手段３０は、１／２波長板１８と、一対
の偏光子３２と、±４５度可変ファラデー回転子１６の
組み合わせからなる。１／２波長板１８は、偏波方向を
４５度回転させるようにｘ軸に対して−２２．５度傾い
た光学軸を有する。左右に並置した一対の偏光子３２
は、左側光路では＋４５度、右側光路では−４５度、そ
れぞれ光学軸がｘ軸から傾いている。
【００２１】（オン状態・光透過状態：図５のＡ参照）
コイル電流を制御して、可変ファラデー回転子１６のフ
ァラデー回転方向を＋４５度にセットする（図３のＡ参
照）。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子１０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして１／２波長板１８に入力し、それ
ぞれ偏波方向が＋４５度回転する。それらの光は、その
まま偏光子３２を通過し、可変ファラデー回転子１６で
偏波方向がそれぞれ更に＋４５度回転する。左側光路の
光は合成用複屈折素子１２に対しては異常光であるため
屈折し、右側光路の光は合成用複屈折素子１２に対して
は常光となるのでそのまま直進する。それら両光は合成
されて出力ポートから出力する。
コイル電流を制御して、可変ファラデー回転子１６のフ
ァラデー回転方向を＋４５度にセットする（図３のＡ参
照）。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子１０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして１／２波長板１８に入力し、それ
ぞれ偏波方向が＋４５度回転する。それらの光は、その
まま偏光子３２を通過し、可変ファラデー回転子１６で
偏波方向がそれぞれ更に＋４５度回転する。左側光路の
光は合成用複屈折素子１２に対しては異常光であるため
屈折し、右側光路の光は合成用複屈折素子１２に対して
は常光となるのでそのまま直進する。それら両光は合成
されて出力ポートから出力する。
【００２２】（オフ状態・光遮断状態：図５のＢ参照）
コイル電流を制御して、可変ファラデー回転子１６のフ
ァラデー回転方向を−４５度にセットする（図３のＢ参
照）。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子１０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして１／２波長板１８に入力し、それ
ぞれ偏波方向が＋４５度回転する。それらの光は、その
まま一対の偏光子３２を通過し、可変ファラデー回転子
１６で偏波方向がそれぞれ逆に−４５度回転する。左側
光路の光は合成用複屈折素子１２に対しては常光である
ためそのまま直進し、右側光路の光は合成用複屈折素子
１２に対しては異常光となるので常光から離れる方向に
屈折する。そのため、両光は合成されず、出力ポートに
は結合しない。
コイル電流を制御して、可変ファラデー回転子１６のフ
ァラデー回転方向を−４５度にセットする（図３のＢ参
照）。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子１０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして１／２波長板１８に入力し、それ
ぞれ偏波方向が＋４５度回転する。それらの光は、その
まま一対の偏光子３２を通過し、可変ファラデー回転子
１６で偏波方向がそれぞれ逆に−４５度回転する。左側
光路の光は合成用複屈折素子１２に対しては常光である
ためそのまま直進し、右側光路の光は合成用複屈折素子
１２に対しては異常光となるので常光から離れる方向に
屈折する。そのため、両光は合成されず、出力ポートに
は結合しない。
【００２３】図６は本発明に係る光シャッタの更に他の
実施例を示す部品配列図である。偏波方向が直交関係に
ある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の分離用複
屈折素子４０と、偏波方向に応じて光路を制御する平行
平面型の光路制御用複屈折素子４２と、偏波方向が直交
関係にある異なる光路の光を合成して出力する平行平面
型の合成用複屈折素子４４を間隔をおいて設置する。そ
して、分離用複屈折素子４０と光路制御用複屈折素子４
２との間、及び光路制御用複屈折素子４２と合成用複屈
折素子４４との間に、それぞれ±４５度可変ファラデー
回転子４６，４８を配置し、該可変ファラデー回転子４
６，４８による偏波方向の切り換えにより出力光の透過
・遮断を制御する構成である。各光部品中における矢印
は、光学軸の方向もしくはファラデー回転の方向を示し
ている。分離用複屈折素子と合成用複屈折素子は向きは
９０度異なるが同じものでよいが、光路制御用複屈折素
子は光学軸は図示のようにｘ、ｙ、ｚ軸のそれぞれに対
して傾いている。この構成は、実質的に１．５段光シャ
ッタとなる。
実施例を示す部品配列図である。偏波方向が直交関係に
ある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の分離用複
屈折素子４０と、偏波方向に応じて光路を制御する平行
平面型の光路制御用複屈折素子４２と、偏波方向が直交
関係にある異なる光路の光を合成して出力する平行平面
型の合成用複屈折素子４４を間隔をおいて設置する。そ
して、分離用複屈折素子４０と光路制御用複屈折素子４
２との間、及び光路制御用複屈折素子４２と合成用複屈
折素子４４との間に、それぞれ±４５度可変ファラデー
回転子４６，４８を配置し、該可変ファラデー回転子４
６，４８による偏波方向の切り換えにより出力光の透過
・遮断を制御する構成である。各光部品中における矢印
は、光学軸の方向もしくはファラデー回転の方向を示し
ている。分離用複屈折素子と合成用複屈折素子は向きは
９０度異なるが同じものでよいが、光路制御用複屈折素
子は光学軸は図示のようにｘ、ｙ、ｚ軸のそれぞれに対
して傾いている。この構成は、実質的に１．５段光シャ
ッタとなる。
【００２４】この光シャッタの構造例を図７に示す。分
離用複屈折素子４０に対向して入力ポート２０が位置
し、合成用複屈折素子４４に対向して出力ポート２２が
位置する。±４５度可変ファラデー回転子は、光路中に
挿入された４５度ファラデー素子２４と、コイルを有す
る磁気回路からなり、該磁気回路のギャップにファラデ
ー素子を挿入する構成である。磁気回路の材料として
は、前記同様、角形ヒステリシス特性を呈する半硬質磁
性材料が好ましい。図７のＡに示す例は、１箇所のファ
ラデー素子２４に対して１つの磁気回路２８を用いる構
成であり、図７のＢに示す例は、２箇所のファラデー素
子２４に対して共通する１つの磁気回路２９を用いる構
成である。
離用複屈折素子４０に対向して入力ポート２０が位置
し、合成用複屈折素子４４に対向して出力ポート２２が
位置する。±４５度可変ファラデー回転子は、光路中に
挿入された４５度ファラデー素子２４と、コイルを有す
る磁気回路からなり、該磁気回路のギャップにファラデ
ー素子を挿入する構成である。磁気回路の材料として
は、前記同様、角形ヒステリシス特性を呈する半硬質磁
性材料が好ましい。図７のＡに示す例は、１箇所のファ
ラデー素子２４に対して１つの磁気回路２８を用いる構
成であり、図７のＢに示す例は、２箇所のファラデー素
子２４に対して共通する１つの磁気回路２９を用いる構
成である。
【００２５】（オン状態・光透過状態：図８のＡ参照）
コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転子４
６，４８のファラデー回転方向を共に−４５度にセット
する。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子４０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして最初の可変ファラデー回転子４６
で偏波方向がそれぞれ−４５度回転する。右側光路の光
は光路制御用複屈折素子４２に対しては常光であるため
そのまま直進するが、左側光路の光は光路制御用複屈折
素子４２に対しては異常光となるので屈折し光路が変更
される。そして次の可変ファラデー回転子４８で偏波方
向がそれぞれ−４５度回転する。右上光路の光は合成用
複屈折素子４４に対しては常光となるのでそのまま直進
し、右下光路の光は合成用複屈折素子４４に対しては異
常光であるため互いに接近する方向に屈折する。それら
両光は合成されて出力ポートから出力する。
コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転子４
６，４８のファラデー回転方向を共に−４５度にセット
する。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子４０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして最初の可変ファラデー回転子４６
で偏波方向がそれぞれ−４５度回転する。右側光路の光
は光路制御用複屈折素子４２に対しては常光であるため
そのまま直進するが、左側光路の光は光路制御用複屈折
素子４２に対しては異常光となるので屈折し光路が変更
される。そして次の可変ファラデー回転子４８で偏波方
向がそれぞれ−４５度回転する。右上光路の光は合成用
複屈折素子４４に対しては常光となるのでそのまま直進
し、右下光路の光は合成用複屈折素子４４に対しては異
常光であるため互いに接近する方向に屈折する。それら
両光は合成されて出力ポートから出力する。
【００２６】（オフ状態・光遮断状態：図８のＢ参照）
コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転子４
６，４８のファラデー回転方向を共に＋４５度にセット
する。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子４０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして最初の可変ファラデー回転子４６
で偏波方向がそれぞれ＋４５度回転する。一方の光は光
路制御用複屈折素子４２に対しては常光であるためその
まま直進するが、他方の光は光路制御用複屈折素子４２
に対しては異常光となるので屈折し光路が変更される。
そして次の可変ファラデー回転子４８で偏波方向がそれ
ぞれ＋４５度回転する。一方の光は合成用複屈折素子４
４に対しては常光であるためそのまま直進し、他方の光
は合成用複屈折素子４４に対しては異常光となり、互い
に離れる方向に屈折する。そのため、両光は合成され
ず、出力ポートには結合しない。
コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転子４
６，４８のファラデー回転方向を共に＋４５度にセット
する。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複
屈折素子４０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向
に光分離する。そして最初の可変ファラデー回転子４６
で偏波方向がそれぞれ＋４５度回転する。一方の光は光
路制御用複屈折素子４２に対しては常光であるためその
まま直進するが、他方の光は光路制御用複屈折素子４２
に対しては異常光となるので屈折し光路が変更される。
そして次の可変ファラデー回転子４８で偏波方向がそれ
ぞれ＋４５度回転する。一方の光は合成用複屈折素子４
４に対しては常光であるためそのまま直進し、他方の光
は合成用複屈折素子４４に対しては異常光となり、互い
に離れる方向に屈折する。そのため、両光は合成され
ず、出力ポートには結合しない。
【００２７】図９は本発明に係る光シャッタの更に他の
実施例を示す部品配列図である。偏波方向が直交関係に
ある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の分離用複
屈折素子５０と、偏波方向に応じて光路を制御する平行
平面型の光路制御用複屈折素子５２と、偏波方向が直交
関係にある異なる光路の光を合成して出力する平行平面
型の合成用複屈折素子５４を間隔をおいて設置する。そ
して、分離用複屈折素子５０と光路制御用複屈折素子５
２との間、及び光路制御用複屈折素子５２と合成用複屈
折素子５４との間に、それぞれ偏波方向を４５度回転さ
せる偏波回転手段５６を配置する。ここで偏波回転手段
５６，５８は、それぞれ±４５度可変ファラデー回転子
６０，６６と一対の１／２波長板６２，６４とからな
る。可変ファラデー回転子６０，６６による偏波方向の
切り換えにより出力光の透過・遮断を制御する。一対の
１／２波長板６２，６４は、左右の光路において光学軸
がｘ軸からそれぞれ−２２．５度、＋２２．５度傾いた
ものである。
実施例を示す部品配列図である。偏波方向が直交関係に
ある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の分離用複
屈折素子５０と、偏波方向に応じて光路を制御する平行
平面型の光路制御用複屈折素子５２と、偏波方向が直交
関係にある異なる光路の光を合成して出力する平行平面
型の合成用複屈折素子５４を間隔をおいて設置する。そ
して、分離用複屈折素子５０と光路制御用複屈折素子５
２との間、及び光路制御用複屈折素子５２と合成用複屈
折素子５４との間に、それぞれ偏波方向を４５度回転さ
せる偏波回転手段５６を配置する。ここで偏波回転手段
５６，５８は、それぞれ±４５度可変ファラデー回転子
６０，６６と一対の１／２波長板６２，６４とからな
る。可変ファラデー回転子６０，６６による偏波方向の
切り換えにより出力光の透過・遮断を制御する。一対の
１／２波長板６２，６４は、左右の光路において光学軸
がｘ軸からそれぞれ−２２．５度、＋２２．５度傾いた
ものである。
【００２８】（オン状態・光透過状態：図１０のＡ参
照）コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転
子６０のファラデー回転方向を共に−４５度にセットす
る。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複屈
折素子５０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向に
光分離する。そして最初の可変ファラデー回転子６０で
偏波方向がそれぞれ−４５度回転し、１／２波長板６２
で左側は＋４５度、右側は−４５度回転して互いに平行
になる。これら両光は光路制御用複屈折素子５２に対し
ては異常光であるため屈折し光路が変更される。そして
次の１／２波長板６４で、左側は−４５度、右側は＋４
５度回転し、次の可変ファラデー回転子６６で偏波方向
がそれぞれ−４５度回転し、偏波方向は互いに直交する
関係となる。一方の光は合成用複屈折素子５４に対して
は常光となるのでそのまま直進し、他方の光は合成用複
屈折素子５４に対しては異常光であるため、互いに接近
する方向に屈折する。それら両光は合成されて出力ポー
トから出力する。
照）コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転
子６０のファラデー回転方向を共に−４５度にセットす
る。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離用複屈
折素子５０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ方向に
光分離する。そして最初の可変ファラデー回転子６０で
偏波方向がそれぞれ−４５度回転し、１／２波長板６２
で左側は＋４５度、右側は−４５度回転して互いに平行
になる。これら両光は光路制御用複屈折素子５２に対し
ては異常光であるため屈折し光路が変更される。そして
次の１／２波長板６４で、左側は−４５度、右側は＋４
５度回転し、次の可変ファラデー回転子６６で偏波方向
がそれぞれ−４５度回転し、偏波方向は互いに直交する
関係となる。一方の光は合成用複屈折素子５４に対して
は常光となるのでそのまま直進し、他方の光は合成用複
屈折素子５４に対しては異常光であるため、互いに接近
する方向に屈折する。それら両光は合成されて出力ポー
トから出力する。
【００２９】（オフ状態・光遮断状態：図１０のＢ参
照）コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転
子６０，６６のファラデー回転方向を共に＋４５度にセ
ットする。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離
用複屈折素子５０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ
方向に光分離する。そして最初の可変ファラデー回転子
６０で偏波方向がそれぞれ＋４５度回転し、１／２波長
板６２で左側は＋４５度、右側は−４５度回転して互い
に平行になる。これら両光は光路制御用複屈折素子５２
に対しては常光であるためそのまま直進し光路は変更さ
れない。そして次の１／２波長板６４で左側は−４５
度、右側は＋４５度回転し、次の可変ファラデー回転子
６６で偏波方向がそれぞれ＋４５度回転し、偏波方向は
互いに直交する関係となる。一方の光は合成用複屈折素
子に対しては常光であるためそのまま直進し、他方の光
は合成用複屈折素子に対しては異常光となり、互いに接
近する方向に屈折する。その結果、両光は合成される
が、前記の出力ポートとは別の位置に結合し、出力ポー
トには結合しない。出力ポートの位置を逆に設定すれ
ば、オンとオフとで可変ファラデー回転子の回転方向を
逆にすればよい。
照）コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転
子６０，６６のファラデー回転方向を共に＋４５度にセ
ットする。入力ポートからｚ方向に入力する光は、分離
用複屈折素子５０で常光は直進し、異常光は屈折してｘ
方向に光分離する。そして最初の可変ファラデー回転子
６０で偏波方向がそれぞれ＋４５度回転し、１／２波長
板６２で左側は＋４５度、右側は−４５度回転して互い
に平行になる。これら両光は光路制御用複屈折素子５２
に対しては常光であるためそのまま直進し光路は変更さ
れない。そして次の１／２波長板６４で左側は−４５
度、右側は＋４５度回転し、次の可変ファラデー回転子
６６で偏波方向がそれぞれ＋４５度回転し、偏波方向は
互いに直交する関係となる。一方の光は合成用複屈折素
子に対しては常光であるためそのまま直進し、他方の光
は合成用複屈折素子に対しては異常光となり、互いに接
近する方向に屈折する。その結果、両光は合成される
が、前記の出力ポートとは別の位置に結合し、出力ポー
トには結合しない。出力ポートの位置を逆に設定すれ
ば、オンとオフとで可変ファラデー回転子の回転方向を
逆にすればよい。
【００３０】図１１は本発明に係る光シャッタの更に他
の実施例を示す部品配列図である。偏波方向が直交関係
にある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の第１の
分離用複屈折素子７０と、偏波方向が直交関係にある異
なる光路の光を合成して出力する平行平面型の第１の合
成用複屈折素子７２を間隔をおいて設置すると共に、そ
の後段に偏波方向が直交関係にある同じ光路の入力光を
分離する平行平面型の第２の分離用複屈折素子７４と、
偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成して出
力する平行平面型の第２の合成用複屈折素子７６を間隔
をおいて設置する。第１の分離用複屈折素子７０と第１
の合成用複屈折素子７２との間に、±４５度可変ファラ
デー回転子７８と１／２波長板８０を配置すると共に、
第２の分離用複屈折素子７４と第２の合成用複屈折素子
７６との間に、１／２波長板８２と、±４５度可変ファ
ラデー回転子８４を配置する。そして、両可変ファラデ
ー回転子７８，８４による偏波方向の切り換えにより出
力光の透過・遮断を制御する。１／２波長板８０，８２
は、光学軸がｘ軸からそれぞれ−２２．５度傾いたもの
である。この構成は２段光シャッタとなる。
の実施例を示す部品配列図である。偏波方向が直交関係
にある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の第１の
分離用複屈折素子７０と、偏波方向が直交関係にある異
なる光路の光を合成して出力する平行平面型の第１の合
成用複屈折素子７２を間隔をおいて設置すると共に、そ
の後段に偏波方向が直交関係にある同じ光路の入力光を
分離する平行平面型の第２の分離用複屈折素子７４と、
偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成して出
力する平行平面型の第２の合成用複屈折素子７６を間隔
をおいて設置する。第１の分離用複屈折素子７０と第１
の合成用複屈折素子７２との間に、±４５度可変ファラ
デー回転子７８と１／２波長板８０を配置すると共に、
第２の分離用複屈折素子７４と第２の合成用複屈折素子
７６との間に、１／２波長板８２と、±４５度可変ファ
ラデー回転子８４を配置する。そして、両可変ファラデ
ー回転子７８，８４による偏波方向の切り換えにより出
力光の透過・遮断を制御する。１／２波長板８０，８２
は、光学軸がｘ軸からそれぞれ−２２．５度傾いたもの
である。この構成は２段光シャッタとなる。
【００３１】（オン状態・光透過状態：図１２のＡ参
照）コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転
子７８，８４のファラデー回転方向を共に＋４５度にセ
ットする。入力ポートからｚ方向に入力する光は、第１
の分離用複屈折素子７０で常光は直進し、異常光は屈折
してｙ方向に光分離する。そして最初の可変ファラデー
回転子７８で偏波方向がそれぞれ＋４５度回転し、１／
２波長板８０で更に＋４５度回転する。これら両光は第
１の合成用複屈折素子７２で合成される。そして第２の
合成用複屈折素子７４で再び光分離し、次の１／２波長
板８２で偏波方向が＋４５度回転し、次の可変ファラデ
ー回転子８４では偏波方向がそれぞれ＋４５度回転す
る。一方の光は第２の合成用複屈折素子７６に対しては
常光となるのでそのまま直進し、他方の光は合成用複屈
折素子７６に対しては異常光であるため、互いに接近す
る方向に屈折する。それら両光は合成されて出力ポート
から出力する。
照）コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転
子７８，８４のファラデー回転方向を共に＋４５度にセ
ットする。入力ポートからｚ方向に入力する光は、第１
の分離用複屈折素子７０で常光は直進し、異常光は屈折
してｙ方向に光分離する。そして最初の可変ファラデー
回転子７８で偏波方向がそれぞれ＋４５度回転し、１／
２波長板８０で更に＋４５度回転する。これら両光は第
１の合成用複屈折素子７２で合成される。そして第２の
合成用複屈折素子７４で再び光分離し、次の１／２波長
板８２で偏波方向が＋４５度回転し、次の可変ファラデ
ー回転子８４では偏波方向がそれぞれ＋４５度回転す
る。一方の光は第２の合成用複屈折素子７６に対しては
常光となるのでそのまま直進し、他方の光は合成用複屈
折素子７６に対しては異常光であるため、互いに接近す
る方向に屈折する。それら両光は合成されて出力ポート
から出力する。
【００３２】（オフ状態・光遮断状態：図１２のＢ参
照）コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転
子７８，８４のファラデー回転方向を共に−４５度にセ
ットする。入力ポートからｚ方向に入力する光は、第１
の分離用複屈折素子７８で常光は直進し、異常光は屈折
してｙ方向に光分離する。そして最初の可変ファラデー
回転子７８で偏波方向がそれぞれ−４５度回転し、１／
２波長板８０では＋４５度回転する。一方の光は第１の
合成用複屈折素子７２に対しては常光であるためそのま
ま直進し、他方の光は第１の合成用複屈折素子７２に対
しては異常光であるため更にｙ方向に離れる方向に屈折
する。そして次の第２の分離用複屈折素子７４で光は更
に離れるように屈折する。１／２波長板８２で偏光方向
が＋４５度回転し、次の可変ファラデー回転子８４で偏
波方向がそれぞれ−４５度回転する。一方の光は第２の
合成用複屈折素子７６に対しては常光であるためそのま
ま直進し、他方の光は第２の合成用複屈折素子７６に対
しては異常光となり、更に離れる方向に屈折する。その
結果、両光は更に大きく分離し、出力ポートには結合し
ない。
照）コイル電流を制御して、両方の可変ファラデー回転
子７８，８４のファラデー回転方向を共に−４５度にセ
ットする。入力ポートからｚ方向に入力する光は、第１
の分離用複屈折素子７８で常光は直進し、異常光は屈折
してｙ方向に光分離する。そして最初の可変ファラデー
回転子７８で偏波方向がそれぞれ−４５度回転し、１／
２波長板８０では＋４５度回転する。一方の光は第１の
合成用複屈折素子７２に対しては常光であるためそのま
ま直進し、他方の光は第１の合成用複屈折素子７２に対
しては異常光であるため更にｙ方向に離れる方向に屈折
する。そして次の第２の分離用複屈折素子７４で光は更
に離れるように屈折する。１／２波長板８２で偏光方向
が＋４５度回転し、次の可変ファラデー回転子８４で偏
波方向がそれぞれ−４５度回転する。一方の光は第２の
合成用複屈折素子７６に対しては常光であるためそのま
ま直進し、他方の光は第２の合成用複屈折素子７６に対
しては異常光となり、更に離れる方向に屈折する。その
結果、両光は更に大きく分離し、出力ポートには結合し
ない。
【００３３】図９に示すような部品配列で２個の±４５
度可変ファラデー回転子を１つのコイルにて切り換える
構成の光シャッタについて、いくつか試作し特性を測定
したところ、次に示すような良好な結果が得られた。 ・挿入損失（透過時の入力ポート→出力ポート）：０．
４５〜０．６０ｄＢ ・アイソレーション（透過時の出力ポート→入力ポー
ト）：５８．０〜６３．７ｄＢ ・クロストーク（遮断時の入力ポート→出力ポート）：
５８．２〜６３．１ｄＢ ・応答時間：０．５５〜０．６５ミリ秒
度可変ファラデー回転子を１つのコイルにて切り換える
構成の光シャッタについて、いくつか試作し特性を測定
したところ、次に示すような良好な結果が得られた。 ・挿入損失（透過時の入力ポート→出力ポート）：０．
４５〜０．６０ｄＢ ・アイソレーション（透過時の出力ポート→入力ポー
ト）：５８．０〜６３．７ｄＢ ・クロストーク（遮断時の入力ポート→出力ポート）：
５８．２〜６３．１ｄＢ ・応答時間：０．５５〜０．６５ミリ秒
【００３４】上記の各実施例では、ファラデー素子に外
部磁界を印加するための磁気回路に角形ヒステリシス特
性を呈する半硬磁性材料を用いてパルス的に短時間電流
を流すことで磁化方向を切り換え保持する構成である。
しかし、磁気回路に軟磁性材料を用いて、常時一方向に
電流を流し続け、反転させたいときには逆方向に電流を
流し続けるような構成としてもよい。
部磁界を印加するための磁気回路に角形ヒステリシス特
性を呈する半硬磁性材料を用いてパルス的に短時間電流
を流すことで磁化方向を切り換え保持する構成である。
しかし、磁気回路に軟磁性材料を用いて、常時一方向に
電流を流し続け、反転させたいときには逆方向に電流を
流し続けるような構成としてもよい。
【００３５】
【発明の効果】本発明は上記のように構成した磁気光学
式の光シャッタであるので、可動部分を持たないために
透過・遮断の切換速度が速く、小型化でき、特性劣化が
生じ難く、信頼性を向上でき、受光素子などを確実に保
護することができる。
式の光シャッタであるので、可動部分を持たないために
透過・遮断の切換速度が速く、小型化でき、特性劣化が
生じ難く、信頼性を向上でき、受光素子などを確実に保
護することができる。
【００３６】また本発明に係る光シャッタは平行平面型
の複屈折素子を用いるために、加工が容易であり、比較
的安価であるし、光軸に垂直方向の位置ずれは光透過・
遮断の精度に大きな影響を及ぼさないために、組み立て
も容易となる。
の複屈折素子を用いるために、加工が容易であり、比較
的安価であるし、光軸に垂直方向の位置ずれは光透過・
遮断の精度に大きな影響を及ぼさないために、組み立て
も容易となる。
【図１】本発明に係る光シャッタの一実施例を示す部品
配列図。
配列図。
【図２】その構造例の説明図。
【図３】可変ファラデー回転子の動作説明図。
【図４】その光路説明図。
【図５】本発明に係る光シャッタの他の実施例を示す光
路説明図。
路説明図。
【図６】本発明に係る光シャッタの他の実施例を示す部
品配列図。
品配列図。
【図７】その構造例の説明図。
【図８】その光路説明図。
【図９】本発明に係る光シャッタの更に他の実施例を示
す部品配列図。
す部品配列図。
【図１０】その光路説明図。
【図１１】本発明に係る光シャッタの更に他の実施例を
示す部品配列図。
示す部品配列図。
【図１２】その光路説明図。
１０ 分離用複屈折素子
１２ 合成用複屈折素子
１４ 偏波回転手段
１６ ±４５度可変ファラデー回転子
１８ １／２波長板
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 竹下 秀生
東京都港区新橋５丁目36番11号 エフ・デ
ィー・ケイ株式会社内
(72)発明者 和田 秀亮
東京都港区新橋５丁目36番11号 エフ・デ
ィー・ケイ株式会社内
Ｆターム(参考） 2H079 AA03 BA01 CA22 EA11 EB18
HA11 HA15 KA17 KA20
2H099 AA01 CA05 CA08 DA09
Claims (9)
- 【請求項１】 偏波方向が直交関係にある同じ光路の入
力光を分離する平行平面型の分離用複屈折素子と、偏波
方向が直交関係にある異なる光路の光を合成して出力す
る平行平面型の合成用複屈折素子を間隔をおいて設置
し、 分離用複屈折素子と合成用複屈折素子との間に、可変フ
ァラデー回転子を備え偏波方向を磁気光学的に制御する
偏波回転手段を配置し、該可変ファラデー回転子による
偏波方向の切り換えにより出力光の透過・遮断を制御す
ることを特徴とする光シャッタ。 - 【請求項２】 偏波回転手段は、±４５度可変ファラデ
ー回転子と、偏波方向を４５度回転させるように光学軸
を設定した１／２波長板の組み合わせからなる請求項１
記載の光シャッタ。 - 【請求項３】 偏波回転手段は、偏波方向を４５度回転
させる１／２波長板と、該１／２波長板の通過光をその
まま通過させるように光学軸を両側光路で対称に設定し
た一対の偏光子と、±４５度可変ファラデー回転子と
を、その順序に配列した構造である請求項１記載の光シ
ャッタ。 - 【請求項４】 偏波方向が直交関係にある同じ光路の入
力光を分離する平行平面型の分離用複屈折素子と、偏波
方向に応じて光路を制御する平行平面型の光路制御用複
屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光
を合成して出力する平行平面型の合成用複屈折素子を間
隔をおいて設置し、 分離用複屈折素子と光路制御用複屈折素子との間、及び
光路制御用複屈折素子と合成用複屈折素子との間に、そ
れぞれ偏波方向を４５度回転させる偏波回転手段を配置
し、少なくとも一方の偏波回転手段は±４５度可変ファ
ラデー回転子を有し、該可変ファラデー回転子による偏
波方向の切り換えにより出力光の透過・遮断を制御する
ことを特徴とする光シャッタ。 - 【請求項５】 偏波方向が直交関係にある同じ光路の入
力光を分離する平行平面型の分離用複屈折素子と、偏波
方向に応じて光路を制御する平行平面型の光路制御用複
屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光
を合成して出力する平行平面型の合成用複屈折素子を間
隔をおいて設置し、 分離用複屈折素子と光路制御用複屈折素子との間に、偏
波方向を直交から平行に変換する第１の偏波回転手段を
配置し、光路制御用複屈折素子と合成用複屈折素子との
間にも、偏波方向を直交から平行に変換する第２の偏波
回転手段を配置し、少なくとも一方の偏波回転手段は±
４５度可変ファラデー回転子を有し、該可変ファラデー
回転子による偏波方向の切り換えにより出力光の透過・
遮断を制御することを特徴とする光シャッタ。 - 【請求項６】 偏波方向が直交関係にある同じ光路の入
力光を分離する平行平面型の第１の分離用複屈折素子
と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成し
て出力する平行平面型の第１の合成用複屈折素子とを間
隔をおいて設置すると共に、その後段に偏波方向が直交
関係にある同じ光路の入力光を分離する平行平面型の第
２の分離用複屈折素子と、偏波方向が直交関係にある異
なる光路の光を合成して出力する平行平面型の第２の合
成用複屈折素子を間隔をおいて設置し、 第１の分離用複屈折素子と第１の合成用複屈折素子との
間に、可変ファラデー回転子を備え偏波方向を制御する
第１の偏波回転手段を配置すると共に、第２の分離用複
屈折素子と第２の合成用複屈折素子との間に、可変ファ
ラデー回転子を備え偏波方向を制御する第２の偏波回転
手段を配置し、両可変ファラデー回転子による偏波方向
の切り換えにより出力光の透過・遮断を制御することを
特徴とする光シャッタ。 - 【請求項７】 可変ファラデー回転子は、ファラデー素
子と可変磁界印加手段とからなり、該可変磁界印加手段
はコイルを具備しギャップを有する磁気回路から構成さ
れ、印加磁界方向の制御によりファラデー回転方向を切
り換える請求項１乃至６のいずれかに記載の光シャッ
タ。 - 【請求項８】 可変ファラデー回転子は、ファラデー素
子と可変磁界印加手段とからなり、該可変磁界印加手段
はコイルを具備し複数のギャップを有する単一の磁気回
路から構成され、印加磁界方向の制御によりファラデー
回転方向を切り換える請求項４乃至６のいずれかに記載
の光シャッタ。 - 【請求項９】 磁気回路は半硬質磁性材料からなり、コ
イル通電電流を遮断してもファラデー回転方向を維持可
能とした請求項７又は８記載の光シャッタ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001223955A JP2003035892A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | 光シャッタ |
| US10/205,148 US6667827B2 (en) | 2001-07-25 | 2002-07-23 | Beam shutter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001223955A JP2003035892A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | 光シャッタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003035892A true JP2003035892A (ja) | 2003-02-07 |
Family
ID=19057204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001223955A Pending JP2003035892A (ja) | 2001-07-25 | 2001-07-25 | 光シャッタ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6667827B2 (ja) |
| JP (1) | JP2003035892A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105116562A (zh) * | 2014-06-23 | 2015-12-02 | 莱特尔科技公司 | 用于90度偏振旋转的光学组件 |
Families Citing this family (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7901630B2 (en) * | 2002-08-20 | 2011-03-08 | Illumina, Inc. | Diffraction grating-based encoded microparticle assay stick |
| US7164533B2 (en) | 2003-01-22 | 2007-01-16 | Cyvera Corporation | Hybrid random bead/chip based microarray |
| US7872804B2 (en) * | 2002-08-20 | 2011-01-18 | Illumina, Inc. | Encoded particle having a grating with variations in the refractive index |
| US7441703B2 (en) * | 2002-08-20 | 2008-10-28 | Illumina, Inc. | Optical reader for diffraction grating-based encoded optical identification elements |
| US7508608B2 (en) | 2004-11-17 | 2009-03-24 | Illumina, Inc. | Lithographically fabricated holographic optical identification element |
| US7900836B2 (en) * | 2002-08-20 | 2011-03-08 | Illumina, Inc. | Optical reader system for substrates having an optically readable code |
| US20050227252A1 (en) * | 2002-08-20 | 2005-10-13 | Moon John A | Diffraction grating-based encoded articles for multiplexed experiments |
| US7923260B2 (en) | 2002-08-20 | 2011-04-12 | Illumina, Inc. | Method of reading encoded particles |
| US20100255603A9 (en) | 2002-09-12 | 2010-10-07 | Putnam Martin A | Method and apparatus for aligning microbeads in order to interrogate the same |
| US7092160B2 (en) * | 2002-09-12 | 2006-08-15 | Illumina, Inc. | Method of manufacturing of diffraction grating-based optical identification element |
| US20060057729A1 (en) * | 2003-09-12 | 2006-03-16 | Illumina, Inc. | Diffraction grating-based encoded element having a substance disposed thereon |
| US7554757B2 (en) * | 2003-11-21 | 2009-06-30 | Agere Systems Inc. | Magnetic storage write heads using micro-electro mechanical shutters |
| US7433123B2 (en) | 2004-02-19 | 2008-10-07 | Illumina, Inc. | Optical identification element having non-waveguide photosensitive substrate with diffraction grating therein |
| WO2006020363A2 (en) * | 2004-07-21 | 2006-02-23 | Illumina, Inc. | Method and apparatus for drug product tracking using encoded optical identification elements |
| US7604173B2 (en) * | 2004-11-16 | 2009-10-20 | Illumina, Inc. | Holographically encoded elements for microarray and other tagging labeling applications, and method and apparatus for making and reading the same |
| EP2194485B1 (en) | 2004-11-16 | 2012-10-17 | Illumina, Inc. | Method and apparatus for reading coded microbeads |
| US7623624B2 (en) * | 2005-11-22 | 2009-11-24 | Illumina, Inc. | Method and apparatus for labeling using optical identification elements characterized by X-ray diffraction |
| US7830575B2 (en) * | 2006-04-10 | 2010-11-09 | Illumina, Inc. | Optical scanner with improved scan time |
| CA2773798A1 (en) * | 2009-09-09 | 2011-03-17 | Absolute Software Corporation | Alert for real-time risk of theft or loss |
| KR101656183B1 (ko) * | 2015-04-21 | 2016-09-09 | 인하대학교 산학협력단 | 평면 도파로 집적형 비가역 편광 회전기 |
| EP3166258B1 (en) * | 2015-11-09 | 2019-01-02 | Airbus Operations GmbH | System and method for configuring a network for an aircraft or spacecraft |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5867291A (en) * | 1996-10-29 | 1999-02-02 | Chorum Technologies Inc. | Programmable wavelength router |
| US6166838A (en) * | 1997-03-24 | 2000-12-26 | Chorum Technologies, Inc. | Optical add/drop wavelength switch |
-
2001
- 2001-07-25 JP JP2001223955A patent/JP2003035892A/ja active Pending
-
2002
- 2002-07-23 US US10/205,148 patent/US6667827B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105116562A (zh) * | 2014-06-23 | 2015-12-02 | 莱特尔科技公司 | 用于90度偏振旋转的光学组件 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030021003A1 (en) | 2003-01-30 |
| US6667827B2 (en) | 2003-12-23 |
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