JP2003107407A - 偏光分離合成装置 - Google Patents
偏光分離合成装置Info
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Abstract
合に適した偏光分離合成要素を用いた偏光分離合成装置
を提供すること。 【解決手段】 本発明の偏光分離合成装置は、2つの偏
光分離合成素子を有する偏光分離合成装置であって、前
記偏光分離合成素子の偏光分離合成方向である光軸がほ
ぼ直交している構成とする。また、光導波路と、少なく
とも1枚のレンズ、および前記光導波路と対向する併置
された2つの偏波保持光導波路とを有する構成とする。
また、前記併置された2つの偏光分離合成素子が2つの
ウォークオフ偏光子であって、該2つのウォークオフ偏
光子が互いに同量の偏光分離距離を有し、かつ前記2つ
の偏波保持光導波路の間隔が、ウォークオフ偏光子の偏
光分離距離の約21/2倍とする。
Description
た光受動部品として、特に光ファイバアンプにおける2
つの励起光源からの直交する2つの偏光の合成に用いる
偏光合成器、あるいは波長/偏光多重分離システムの受
信部などで必要とされる偏光分離装置に関する。
しては、基本的に偏光分離(合成)素子と、前記偏光分
離(合成)素子と組み合わせる光学系とからなる構成が
ある。
ので、入射と出射を逆転すれば偏光合成素子になる。偏
光分離素子の代表的な例には、複屈折結晶平板(ウォー
クオフ偏光子)、複屈折結晶プリズム、あるいは誘電体
多層膜を用いたものなどが挙げられる。
としては、アメリカ合衆国特許6,014,475号のF
1G.4記載の構成が知られる。
波長で用いられる偏波保持ファイバはMFD(モードフ
ィールド直径)が10μmと小さいが、一般にMFDが
小さくなるほど光軸ミスアライメントによる損失が大き
くなる。
効率ηの一般式としては、ミスアライメント量を△X、
モードフィールド半径をωとすれば、η=exp(−△
X2/ω2)となる。
場合には、結合損失=−10・log[exp(−△X
2/ω2)]となる。
化された部品(以下2芯ファイバアレイと呼称する)に
おける、2つの光ファイバ中心間距離(以下ピッチと呼
称する)は、作製時の光ファイバの固定精度によって決
定される。例えば、精度がよいとされる焼結ジルコニア
キャピラリに2本の穴を形成した中に光ファイバを固定
する場合でも、±3μm程度のピッチのズレが発生し、
2芯ファイバアレイは個体ごとに、ばらつきを持つ。
の光ファイバに光ビームを結合させようとすれば、ピッ
チのズレを2本の光ファイバに均等に割り当てたとして
も、△X=1.5μmで、このピッチのズレによる結合
損失は約0.45dBとなり、実用性に欠ける。
の個体ごとに、ばらつきを持ち、ピッチを調整すること
は実質的には不可能である。そのため2芯ファイバアレ
イに入射する偏光ビームの間隔を調整する必要がある。
号のFIG.4記載の構成においても、レンズ・ファイ
バ間距離、レンズ間距離を調整することで2芯ファイバ
アレイに入射する偏光ビームの間隔の調整が可能であ
る。しかし、2芯ファイバアレイに入射する偏光ビーム
の間隔の調整に伴い、光ファイバへのビーム入射角度と
モードフィールド径まで変化するという問題があり、モ
ードフィールド径の小さい光導波路との結合には適さな
い。
小さい光導波路との結合に適した偏光分離合成要素を用
いた偏光分離合成装置を提供することを課題とする。
同一の2枚の複屈折結晶平板を互いに異常光分離方向が
ほぼ90度の角度を持つように組み合わせ、その角度を
調整することで、2つの偏光ビームの間隔を調整するこ
とで解決できる。ただし、併置された2つの光導波路の
ピッチは、複屈折結晶偏光子の異常光シフト量の約2
1/2倍である必要がある。
結晶平板による偏光分離量とピッチを直接対応させうる
1枚(あるいは1群)レンズを用いた収束系が適する。
特に1つのシングルモードファイバ、1つのレンズ群、
第1の複屈折結晶偏光子、第2の複屈折結晶偏光子、併
置された2つの偏波保持光ファイバの順での配置が適す
る。
置における2枚の複屈折結晶平板に光ビームを入射した
ときの偏光分離の様子を示す光学的な模式図であり、図
1(a)は、その上面図、図1(b)は、その側面図で
ある。1は光路、2は第1の複屈折結晶平板、3は第2
の複屈折結晶平板を示す。
平面での偏光分離を示す投影図である。なお、XY平面
とは、3次元の直交座標系(X,Y,Z)において、光
の進行方向をZ軸方向にとったときのX軸とY軸を含む
平面である。
折結晶平板を、2枚が、互いに図2のX軸から、時計ま
わりにθ、また反時計回りにφの角度を持つように組み
合わせ、これらに、例えば円偏光を原点に入射する。た
だし、θ+φは約90°である。
て、異常光はXY平面上の(a・cosθ,a・sinθ)の位
置にシフトし、常光は直進する。次に、第2の複屈折結
晶平板に光は入射する。このとき、第1の複屈折結晶平
板における異常光は、第2の複屈折結晶平板において常
光であり、直進し、第1の複屈折結晶平板における常光
は第2の複屈折結晶平板において異常光であり、この異
常光はXY平面上の(a・cosφ,−a・sinφ)の位置に
シフトする。
置は、XY平面上で(a・cosθ,a・sinθ)および(a
・cosφ,−a・sinφ)となり、その距離(間隔)は、a
((cosφ−cosθ)2+(sinφ+sinθ)2)1/2で
ある。
整することで偏光分離間隔が調整できることがわかる。
ただし複屈折結晶平板に合わせ、2芯ファイバアレイ全
体の位置または回転の調整も必要である。
の角度を変えることで損失が生じるが、角度の変化量を
Ψとすると、損失(dB)=−10・log(cos(2
Ψ))であり、例えば、5度ずれた場合でも、損失は
0.1dB程度である。
で、偏光分離間隔は2芯ファイバアレイのピッチの5%
程度の調整が可能であり、これは、作製時のピッチのば
らつきに対して十分な調整量である。
場合の偏光分離間隔をdで表し、θ+φ′が90°から
ずれたときの偏光分離間隔をd′で表している。
結晶平板のZ軸のまわりの角度を変えることで偏光分離
間隔(距離)を調整可能であるが、それ以外にビームの
方向や光路長には影響を与えない。
光分離距離を他方の偏光分離距離aとは異なる量に変更
することも可能であるが、特に利点はない。
を述べてきたが、相反性素子のみを用いていることか
ら、入射と出射を逆にすれば、偏光合成装置としても動
作することが分かる。
的な模式図であり、図3(a)は、その上面図、図3
(b)は、その側面図である。
0μmで、ジルコニアキャピラリ5に接着剤で固定され
ている。偏波保持ファイバ9および10は、MFDが1
0μmでジルコニアキャピラリ11に接着剤で固定さ
れ、2芯ファイバアレイとなっている。
持ファイバ9および10、そしてレンズ6は、等倍の光
学系をなす。ルチル結晶板7および8は、厚さ1.06
mmであり、互いにほぼ90°の角度をなす異常光分離
方向を持つ。
m、および153μmの2芯ファイバアレイに対して、
ルチル結晶板7および8の光軸(c軸)角度調整を行
い、2つの偏波保持ファイバからの出力光の損失の和を
2芯ファイバアレイ間で比較したところ、同程度に収ま
ることが分かった。
に構成されているので、本発明によれば、モードフィー
ルド径の小さい光導波路との結合に適した偏光分離合成
要素を用いた単純な構成で組立調整が容易な偏光分離合
成装置を提供することができる。
折結晶平板に光ビームを入射したときの偏光分離の様子
を示す光学的な模式図。図1(a)は、その上面図、図
1(b)は、その側面図。
示す投影図。
図。図3(a)は、その上面図、図3(b)は、その側
面図。
Claims (4)
- 【請求項1】 2つの偏光分離合成素子を有する偏光分
離合成装置であって、前記偏光分離合成素子の偏光分離
合成方向である光軸がほぼ直交していることを特徴とす
る偏光分離合成装置。 - 【請求項2】 光導波路と、少なくとも1枚のレンズ、
および前記光導波路と対向する併置された2つの偏波保
持光導波路とを有することを特徴とする請求項1記載の
偏光分離合成装置。 - 【請求項3】 前記2つの偏光分離合成素子が2つのウ
ォークオフ偏光子であって、該2つのウォークオフ偏光
子が互いに同量の偏光分離距離を有し、かつ前記併置さ
れた2つの偏波保持光導波路の間隔が、ウォークオフ偏
光子の偏光分離距離の約21/2倍であることを特徴と
する請求項2記載の偏光分離合成装置。 - 【請求項4】 構成要素が1つの光導波路、1つのレン
ズ、第1のウォークオフ偏光子、第2のウォークオフ偏
光子、併置された2つの偏波保持光導波路の順で配置さ
れることを特徴とする請求項1から3のいずれか記載の
偏光分離合成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001302728A JP2003107407A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 偏光分離合成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001302728A JP2003107407A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 偏光分離合成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003107407A true JP2003107407A (ja) | 2003-04-09 |
Family
ID=19122921
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001302728A Pending JP2003107407A (ja) | 2001-09-28 | 2001-09-28 | 偏光分離合成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003107407A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012098601A (ja) * | 2010-11-04 | 2012-05-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 偏波合成分離装置 |
JP2015532432A (ja) * | 2012-10-18 | 2015-11-09 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 分析システムのための装置、該装置を有する分析システム及び該装置を使用する方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05241106A (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | Nec Corp | 偏光分離装置 |
JP2002023111A (ja) * | 2000-04-20 | 2002-01-23 | Jds Uniphase Inc | 偏光ビームスプリッター/コンバイナ |
-
2001
- 2001-09-28 JP JP2001302728A patent/JP2003107407A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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JPH05241106A (ja) * | 1992-02-27 | 1993-09-21 | Nec Corp | 偏光分離装置 |
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JP2015532432A (ja) * | 2012-10-18 | 2015-11-09 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. | 分析システムのための装置、該装置を有する分析システム及び該装置を使用する方法 |
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