JP2003241141A - 非相反光デバイス - Google Patents
非相反光デバイスInfo
- Publication number
- JP2003241141A JP2003241141A JP2002044474A JP2002044474A JP2003241141A JP 2003241141 A JP2003241141 A JP 2003241141A JP 2002044474 A JP2002044474 A JP 2002044474A JP 2002044474 A JP2002044474 A JP 2002044474A JP 2003241141 A JP2003241141 A JP 2003241141A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- faraday rotator
- faraday
- optical device
- degrees
- optical
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
- G02B6/4208—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2746—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means comprising non-reciprocal devices, e.g. isolators, FRM, circulators, quasi-isolators
-
- 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
- G02F1/093—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 used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 広い波長帯域または広い温度範囲で十分なア
イソレーションと低損失を低コストで実現する光非相反
テバイスを提供すること。 【解決手段】 光進行方向に対して直列に配置される複
数のファラデー回転子を具備してなる非相反光デバイス
であって、前記複数のファラデー回転子には、互いに異
なる材料組成を有し、かつ互いに逆向きの偏波面回転方
向を有し、かつその間に異方性物質が介在しない２種類
のファラデー回転子からなるファラデー回転子群が含ま
れる構成とする。
イソレーションと低損失を低コストで実現する光非相反
テバイスを提供すること。 【解決手段】 光進行方向に対して直列に配置される複
数のファラデー回転子を具備してなる非相反光デバイス
であって、前記複数のファラデー回転子には、互いに異
なる材料組成を有し、かつ互いに逆向きの偏波面回転方
向を有し、かつその間に異方性物質が介在しない２種類
のファラデー回転子からなるファラデー回転子群が含ま
れる構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置あるい
は光情報処理装置などで使用される非相反光デバイスに
関し、特に広帯域での動作が可能なファラデー回転子を
用いた非相反光デバイスに関する。
は光情報処理装置などで使用される非相反光デバイスに
関し、特に広帯域での動作が可能なファラデー回転子を
用いた非相反光デバイスに関する。
【０００２】
【従来の技術】非相反光デバイスとして、例えば、光ア
イソレータは半導体レーザ、光ファイバアンプにおいて
戻り光による雑音防止のために用いられる。また、光サ
ーキュレータは光経路の整理に用いられる。現在、ＤＷ
ＤＭ技術の進歩や光ファイバアンプの広帯域化により、
光アイソレータ、光サーキュレータに対しても広帯域化
への対応が求められている。
イソレータは半導体レーザ、光ファイバアンプにおいて
戻り光による雑音防止のために用いられる。また、光サ
ーキュレータは光経路の整理に用いられる。現在、ＤＷ
ＤＭ技術の進歩や光ファイバアンプの広帯域化により、
光アイソレータ、光サーキュレータに対しても広帯域化
への対応が求められている。
【０００３】光アイソレータ、光サーキュレータには、
光学結晶の組み合わせによるバルク型と、光導波路に機
能を組み込んだ導波路型があるが、現在、産業上、主に
利用されているのはバルク型であり、ほぼ例外なくファ
ラデー回転子を用いている。このように、現在主流の非
相反光デバイスには、ファラデー回転子が使用されてい
る。
光学結晶の組み合わせによるバルク型と、光導波路に機
能を組み込んだ導波路型があるが、現在、産業上、主に
利用されているのはバルク型であり、ほぼ例外なくファ
ラデー回転子を用いている。このように、現在主流の非
相反光デバイスには、ファラデー回転子が使用されてい
る。
【０００４】図７に、４５度ファラデー回転子７１、第
１の偏光子７２及び第２の偏光子７３を用いた光アイソ
レータを従来例として示す。図７の構成の光アイソレー
タのアイソレーション特性の温度依存性及び波長依存性
は、デシベル表示では以下の式で表すことができる。
１の偏光子７２及び第２の偏光子７３を用いた光アイソ
レータを従来例として示す。図７の構成の光アイソレー
タのアイソレーション特性の温度依存性及び波長依存性
は、デシベル表示では以下の式で表すことができる。
【０００５】
アイソレーション（ｄＢ）＝−１０×log10Ｉ ・・・・・（１ａ）
ただし、
Ｉ＝１０−EP1/10＋１０−EFR/10＋１０−EP2/10＋sin2(Ｃλ×Δλ＋ＣＴ×
ΔＴ)
・・・・・（１ｂ）
【０００６】ここで、ＥＰ１、ＥＰ２、ＥＦＲは、それ
ぞれ第１の偏光子７２、第２の偏光子７３、ファラデー
回転子７１の偏光消光比を表し、Ｃλ、ＣＴは、それぞ
れ、ある設定波長、ある設定温度において回転角が４５
度であるファラデー回転子７１の波長係数（設定波長か
ら１ｎｍ入射波長がずれた場合のファラデー回転角変化
量、deg/ｎｍ）、及び温度係数（設定温度から１Ｋ温度
がずれた場合のファラデー回転角変化量、deg/Ｋ）であ
り、Δλ、ΔＴはそれぞれ設定波長、設定温度からのず
れである。ここで、ＥＰ１＝６０ｄＢ、ＥＰ２＝６０ｄ
Ｂ、ＥＦＲ＝４２ｄＢ、Ｃλ＝０.０７ deg/ｎｍ、ＣＴ
＝０.０６ deg/Ｋ、設定波長１５５０ｎｍ、Δλ＝−５
０〜＋５０ｎｍ、設定温度２９６Ｋ（２３℃）、ΔＴ＝
０Ｋ、つまり温度一定とし、その計算結果によるアイソ
レーションの波長依存性のグラフを図８に示す。
ぞれ第１の偏光子７２、第２の偏光子７３、ファラデー
回転子７１の偏光消光比を表し、Ｃλ、ＣＴは、それぞ
れ、ある設定波長、ある設定温度において回転角が４５
度であるファラデー回転子７１の波長係数（設定波長か
ら１ｎｍ入射波長がずれた場合のファラデー回転角変化
量、deg/ｎｍ）、及び温度係数（設定温度から１Ｋ温度
がずれた場合のファラデー回転角変化量、deg/Ｋ）であ
り、Δλ、ΔＴはそれぞれ設定波長、設定温度からのず
れである。ここで、ＥＰ１＝６０ｄＢ、ＥＰ２＝６０ｄ
Ｂ、ＥＦＲ＝４２ｄＢ、Ｃλ＝０.０７ deg/ｎｍ、ＣＴ
＝０.０６ deg/Ｋ、設定波長１５５０ｎｍ、Δλ＝−５
０〜＋５０ｎｍ、設定温度２９６Ｋ（２３℃）、ΔＴ＝
０Ｋ、つまり温度一定とし、その計算結果によるアイソ
レーションの波長依存性のグラフを図８に示す。
【０００７】また、図７の構成の光アイソレータを多数
段直列に接続することでアイソレーションを段数倍にす
ることが可能である。さらに、直列接続にする２つの光
アイソレータの設定波長（中心波長）を互いに異なる波
長に設定する手法も存在する。
段直列に接続することでアイソレーションを段数倍にす
ることが可能である。さらに、直列接続にする２つの光
アイソレータの設定波長（中心波長）を互いに異なる波
長に設定する手法も存在する。
【０００８】例えば、中心波長を１５００ｎｍと１６０
０ｎｍに設定した光アイソレータを直列接続した例のア
イソレーション計算結果を図９に示す。
０ｎｍに設定した光アイソレータを直列接続した例のア
イソレーション計算結果を図９に示す。
【０００９】ところで、波長特性の改善手段としてこれ
まで多くの手段が提案されており、相澤らによる１９９
２年電子情報通信学会春季大会予稿集Ｃ−２４９に示さ
れている水晶の旋光性の波長依存性とファラデー回転子
の回転角の波長依存性の相殺が提案されてきた。この方
法は、通常のファラデー回転子に換えて、ファラデー回
転子と旋光子からなる偏波面回転部を用いる。
まで多くの手段が提案されており、相澤らによる１９９
２年電子情報通信学会春季大会予稿集Ｃ−２４９に示さ
れている水晶の旋光性の波長依存性とファラデー回転子
の回転角の波長依存性の相殺が提案されてきた。この方
法は、通常のファラデー回転子に換えて、ファラデー回
転子と旋光子からなる偏波面回転部を用いる。
【００１０】なお、光アイソレータの全般に関しては、
川上彰二郎、白石和男、大橋正治、共著「光ファイバと
ファイバ形デバイス」（培風館アドバンストエレクトロ
ニクスシリーズ）に詳しい。
川上彰二郎、白石和男、大橋正治、共著「光ファイバと
ファイバ形デバイス」（培風館アドバンストエレクトロ
ニクスシリーズ）に詳しい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ＤＷＤＭ技術や光ファ
イバアンプの広帯域化は、急速に進展しており、現在で
も２００ｎｍ以上の波長範囲での動作が求められてい
る。
イバアンプの広帯域化は、急速に進展しており、現在で
も２００ｎｍ以上の波長範囲での動作が求められてい
る。
【００１２】まず、１段構成では、図８より３０ｄＢ以
上のアイソレーションが得られるのは中心波長から±２
５ｎｍ程度の範囲であることがわかる。なお、図８の計
算結果は、最良の状態であって、実際の波長依存性は図
８の場合より劣ることが多い。
上のアイソレーションが得られるのは中心波長から±２
５ｎｍ程度の範囲であることがわかる。なお、図８の計
算結果は、最良の状態であって、実際の波長依存性は図
８の場合より劣ることが多い。
【００１３】また、既述の通り、多数段直列接続するこ
とでアイソレーションを段数倍にすることが可能である
が、挿入損失も同時に段数倍になることと部品点数が多
くなり高価な偏光子とファラデー回転子のコスト、さら
にはアセンブリ費用が増大するため段数を増やす手法は
２段程度が限界となる。
とでアイソレーションを段数倍にすることが可能である
が、挿入損失も同時に段数倍になることと部品点数が多
くなり高価な偏光子とファラデー回転子のコスト、さら
にはアセンブリ費用が増大するため段数を増やす手法は
２段程度が限界となる。
【００１４】さらにまた図９の場合は、１５５０ｎｍ±
１００ｎｍの範囲で４０ｄＢ近いアイソレーションが得
られるが、単純な２段構成よりも損失が増大する。ま
た、最も基本的な改善法はファラデー回転子材料の波長
や温度に対する依存性を抑えることであるが、従来の技
術では実現が容易ではない。
１００ｎｍの範囲で４０ｄＢ近いアイソレーションが得
られるが、単純な２段構成よりも損失が増大する。ま
た、最も基本的な改善法はファラデー回転子材料の波長
や温度に対する依存性を抑えることであるが、従来の技
術では実現が容易ではない。
【００１５】相澤らによる１９９２年電子情報通信学会
春季大会予稿集Ｃ−２４９に示されている水晶の旋光性
の波長依存性とファラデー回転子のファラデー回転の波
長依存性の相殺による波長依存性の改善は、顕著な効果
が見込めるが、例えば水晶旋光子を用いた場合、１０ｍ
ｍを越える長さの結晶が必要になり、大幅な部材費増の
原因となる。また、前記改善法はアイソレーションまた
は挿入損失の一方のみの波長依存性の相殺が可能であ
り、もう一方の波長依存性は逆に倍になる。
春季大会予稿集Ｃ−２４９に示されている水晶の旋光性
の波長依存性とファラデー回転子のファラデー回転の波
長依存性の相殺による波長依存性の改善は、顕著な効果
が見込めるが、例えば水晶旋光子を用いた場合、１０ｍ
ｍを越える長さの結晶が必要になり、大幅な部材費増の
原因となる。また、前記改善法はアイソレーションまた
は挿入損失の一方のみの波長依存性の相殺が可能であ
り、もう一方の波長依存性は逆に倍になる。
【００１６】以上から４０ｄＢ以上のアイソレーション
を２００ｎｍの範囲で要求する高増幅度の光ファイバア
ンプなどに低コストで対応でき、かつ損失の波長または
温度依存性も小さい光アイソレータは実現が非常に困難
である。同様のことは光サーキュレータでもいえる。
を２００ｎｍの範囲で要求する高増幅度の光ファイバア
ンプなどに低コストで対応でき、かつ損失の波長または
温度依存性も小さい光アイソレータは実現が非常に困難
である。同様のことは光サーキュレータでもいえる。
【００１７】そこで、本発明は、光アイソレータ、光サ
ーキュレータなどの非相反光デバイスに用いられるファ
ラデー回転子の偏波面回転角の波長依存性、温度依存性
が原因で生じるアイソレーションの波長依存性または温
度依存性を低減することを課題とする。
ーキュレータなどの非相反光デバイスに用いられるファ
ラデー回転子の偏波面回転角の波長依存性、温度依存性
が原因で生じるアイソレーションの波長依存性または温
度依存性を低減することを課題とする。
【００１８】言い換えると、本発明の課題は、広い波長
帯域または広い温度範囲で十分なアイソレーションと低
損失を低コストで実現する光非相反テバイスを提供する
ことである。
帯域または広い温度範囲で十分なアイソレーションと低
損失を低コストで実現する光非相反テバイスを提供する
ことである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】本発明の非相反光デバイ
スは、波長依存性及び温度依存性を有するファラデー回
転子を、複数枚かつ複数種類組み合わせることにより、
ファラデー回転角の波長依存性及び温度依存性を補償
し、全体として低減する手段を有する。
スは、波長依存性及び温度依存性を有するファラデー回
転子を、複数枚かつ複数種類組み合わせることにより、
ファラデー回転角の波長依存性及び温度依存性を補償
し、全体として低減する手段を有する。
【００２０】具体的には４５度以上の偏波面回転角を有
する主ファラデー回転子と前記主ファラデー回転子と逆
方向の偏波面回転方向を有する従ファラデー回転子を用
い、主ファラデー回転子と従ファラデー回転子の偏波面
回転角の和が広い波長帯域または温度領域で＋４５度ま
たは−４５度になるようにすることである。
する主ファラデー回転子と前記主ファラデー回転子と逆
方向の偏波面回転方向を有する従ファラデー回転子を用
い、主ファラデー回転子と従ファラデー回転子の偏波面
回転角の和が広い波長帯域または温度領域で＋４５度ま
たは−４５度になるようにすることである。
【００２１】本解決手段においては、光の入射方向にか
かわらず偏波面回転部における回転角は＋４５度または
−４５度に保たれるため、アイソレーションと挿入損失
の双方の波長依存性または温度依存性を抑制できる。
かわらず偏波面回転部における回転角は＋４５度または
−４５度に保たれるため、アイソレーションと挿入損失
の双方の波長依存性または温度依存性を抑制できる。
【００２２】さらに主ファラデー回転子または従ファラ
デー回転子は、１枚の結晶厚膜である必要はなく、主フ
ァラデー回転子と従ファラデー回転子の偏波面回転角度
の和が広い帯域で＋４５度または−４５度になることを
満たせば何枚でもかまわない。
デー回転子は、１枚の結晶厚膜である必要はなく、主フ
ァラデー回転子と従ファラデー回転子の偏波面回転角度
の和が広い帯域で＋４５度または−４５度になることを
満たせば何枚でもかまわない。
【００２３】ただし、ファラデー回転子間に偏光子があ
ると、その偏光子の偏光透過方向と直交する電界振動方
向成分が失われるため、主ファラデー回転子と従ファラ
デー回転子の間に偏光子が存在してはならない。
ると、その偏光子の偏光透過方向と直交する電界振動方
向成分が失われるため、主ファラデー回転子と従ファラ
デー回転子の間に偏光子が存在してはならない。
【００２４】ところで、ファラデー回転角の波長依存性
の大きさは、ファラデー回転子の厚さに比例する。ま
た、ファラデー回転角の大きさ自体も厚さに比例する。
そのため、主ファラデー回転子と従ファラデー回転子が
同一の材料では、本解決手段は実現し得ない。
の大きさは、ファラデー回転子の厚さに比例する。ま
た、ファラデー回転角の大きさ自体も厚さに比例する。
そのため、主ファラデー回転子と従ファラデー回転子が
同一の材料では、本解決手段は実現し得ない。
【００２５】また、主ファラデー回転子と従ファラデー
回転子の偏波面回転方向は互いに逆方向である必要があ
るが、この要求事項に対しては同一磁界中において偏波
面回転方向が逆向きのファラデー回転子材料を選択した
上で同一方向の磁界中に主ファラデー回転子と従ファラ
デー回転子を配置するか、また、同一磁界中においては
偏波面回転方向が同じ向きのファラデー回転子材料を選
択した上で、交番磁界の符号が異なるピーク位置に主フ
ァラデー回転子と従ファラデー回転子を配置することで
も実現できる。
回転子の偏波面回転方向は互いに逆方向である必要があ
るが、この要求事項に対しては同一磁界中において偏波
面回転方向が逆向きのファラデー回転子材料を選択した
上で同一方向の磁界中に主ファラデー回転子と従ファラ
デー回転子を配置するか、また、同一磁界中においては
偏波面回転方向が同じ向きのファラデー回転子材料を選
択した上で、交番磁界の符号が異なるピーク位置に主フ
ァラデー回転子と従ファラデー回転子を配置することで
も実現できる。
【００２６】即ち、本発明の非相反光デバイスは、光進
行方向に対して直列に配置される複数のファラデー回転
子を具備してなる非相反光デバイスであって、前記複数
のファラデー回転子には、互いに異なる材料組成を有
し、かつ互いに逆向きの偏波面回転方向を有し、かつそ
の間に異方性物質が介在しない２種類のファラデー回転
子からなるファラデー回転子群が含まれる。
行方向に対して直列に配置される複数のファラデー回転
子を具備してなる非相反光デバイスであって、前記複数
のファラデー回転子には、互いに異なる材料組成を有
し、かつ互いに逆向きの偏波面回転方向を有し、かつそ
の間に異方性物質が介在しない２種類のファラデー回転
子からなるファラデー回転子群が含まれる。
【００２７】また、本発明の非相反光デバイスは、光進
行方向に対して直列に配置される複数のファラデー回転
子を具備してなる非相反光デバイスであって、前記複数
のファラデー回転子が、ファラデー回転子以外の異方性
物質が間に介在しないファラデー回転子群を含み、さら
に、このファラデー回転子群に含まれるファラデー回転
子のうち少なくとも１個が同じファラデー回転子群に含
まれる他のファラデー回転子と逆向きの偏波面回転方向
及び異なる材料組成を有し、かつ前記ファラデー回転子
群における偏波面回転角度の合計がほぼ４５度またはほ
ぼ−４５度とすることができる。
行方向に対して直列に配置される複数のファラデー回転
子を具備してなる非相反光デバイスであって、前記複数
のファラデー回転子が、ファラデー回転子以外の異方性
物質が間に介在しないファラデー回転子群を含み、さら
に、このファラデー回転子群に含まれるファラデー回転
子のうち少なくとも１個が同じファラデー回転子群に含
まれる他のファラデー回転子と逆向きの偏波面回転方向
及び異なる材料組成を有し、かつ前記ファラデー回転子
群における偏波面回転角度の合計がほぼ４５度またはほ
ぼ−４５度とすることができる。
【００２８】また、本発明の非相反光デバイスは、偏波
面回転角の合計がほぼ４５度またはほぼ−４５度をなす
ファラデー回転子群の光入射側及び光出射側の双方にお
いて、少なくとも１つの偏光子が配置されて構成するこ
とができる。
面回転角の合計がほぼ４５度またはほぼ−４５度をなす
ファラデー回転子群の光入射側及び光出射側の双方にお
いて、少なくとも１つの偏光子が配置されて構成するこ
とができる。
【００２９】また、本発明の非相反光デバイスは、偏波
面回転角の合計がほぼ４５度またはほぼ−４５度をなす
ファラデー回転子群を複数含み、かつ前記ファラデー回
転子群のすべての光入射側及び光出射側に、少なくとも
１つの偏光子が配置されて構成することができる。
面回転角の合計がほぼ４５度またはほぼ−４５度をなす
ファラデー回転子群を複数含み、かつ前記ファラデー回
転子群のすべての光入射側及び光出射側に、少なくとも
１つの偏光子が配置されて構成することができる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。
施の形態を説明する。
【００３１】（実施の形態１）初めに、本発明の非相反
光デバイスの実施の形態１である光アイソレータに用い
るファラデー回転子群について説明する。
光デバイスの実施の形態１である光アイソレータに用い
るファラデー回転子群について説明する。
【００３２】図１は、本発明の実施の形態１におけるフ
ァラデー回転子群を示す模式的な斜視図である。４及び
５はＹＩＧ結晶であり、６はビスマス置換テルビウム鉄
ガーネット厚膜である。また、７はＳｍＣｏマグネット
である。
ァラデー回転子群を示す模式的な斜視図である。４及び
５はＹＩＧ結晶であり、６はビスマス置換テルビウム鉄
ガーネット厚膜である。また、７はＳｍＣｏマグネット
である。
【００３３】ＹＩＧ結晶４及び５は、各々１５５０ｎ
ｍ、室温の条件下で４５度偏波面回転する。これらは、
入射波長１５５０ｎｍ近辺で波長依存性が０.０４ deg/
ｎｍであり、ＹＩＧ結晶４、５合わせて１５５０ｎｍで
９０度偏波面を回転させ、かつ合わせて１５５０ｎｍ近
辺で０.０８ deg/ｎｍの波長依存性を有する。
ｍ、室温の条件下で４５度偏波面回転する。これらは、
入射波長１５５０ｎｍ近辺で波長依存性が０.０４ deg/
ｎｍであり、ＹＩＧ結晶４、５合わせて１５５０ｎｍで
９０度偏波面を回転させ、かつ合わせて１５５０ｎｍ近
辺で０.０８ deg/ｎｍの波長依存性を有する。
【００３４】他方、ビスマス置換テルビウム鉄ガーネッ
ト厚膜６は、１５５０ｎｍ、室温の条件下で−４５度の
偏波面回転角と１５５０ｎｍ近辺で０.０６４deg/ｎｍ
の波長依存性を有する。
ト厚膜６は、１５５０ｎｍ、室温の条件下で−４５度の
偏波面回転角と１５５０ｎｍ近辺で０.０６４deg/ｎｍ
の波長依存性を有する。
【００３５】また、７はＳｍＣｏマグネットで１つのマ
グネットで全てのファラデー回転子に対する印加磁界を
発生する。これは、ＹＩＧ結晶とビスマス置換テルビウ
ム鉄ガーネット厚膜が同一磁界で逆方向のファラデー回
転の向きを有することから可能になっている。
グネットで全てのファラデー回転子に対する印加磁界を
発生する。これは、ＹＩＧ結晶とビスマス置換テルビウ
ム鉄ガーネット厚膜が同一磁界で逆方向のファラデー回
転の向きを有することから可能になっている。
【００３６】図２に、ＹＩＧ結晶４及び５の組み合わせ
のファラデー回転角の波長依存性と、ビスマス置換テル
ビウム鉄ガーネット厚膜６（以下、ＴＢＩＧ厚膜と略す
る）のファラデー回転角の波長依存性、及びＹＩＧ結晶
４,５とＴＢＩＧ厚膜６の組み合わせにおけるファラデ
ー回転角の波長依存性を示す。即ち、図２は、本実施の
形態１におけるファラデー回転角の波長依存性を示す図
である。
のファラデー回転角の波長依存性と、ビスマス置換テル
ビウム鉄ガーネット厚膜６（以下、ＴＢＩＧ厚膜と略す
る）のファラデー回転角の波長依存性、及びＹＩＧ結晶
４,５とＴＢＩＧ厚膜６の組み合わせにおけるファラデ
ー回転角の波長依存性を示す。即ち、図２は、本実施の
形態１におけるファラデー回転角の波長依存性を示す図
である。
【００３７】図２によれば、ＹＩＧ結晶４，５と、ＴＢ
ＩＧ厚膜６の組み合わせにおける１４００ｎｍから１７
３０ｎｍの範囲で、ファラデー回転角の総和は４５度±
１度の範囲に収まる。
ＩＧ厚膜６の組み合わせにおける１４００ｎｍから１７
３０ｎｍの範囲で、ファラデー回転角の総和は４５度±
１度の範囲に収まる。
【００３８】また、ＹＩＧ結晶４及び５のファラデー回
転係数の温度依存性は、入射波長１５５０ｎｍ近辺で温
度依存性が０.０４２deg/Ｋであり、ＹＩＧ結晶４及び
５を合わせて１５５０ｎｍで９０度偏波面を回転させ、
かつ合わせて１５５０ｎｍ近辺で０.０８４ deg/Ｋの温
度依存性を有する。
転係数の温度依存性は、入射波長１５５０ｎｍ近辺で温
度依存性が０.０４２deg/Ｋであり、ＹＩＧ結晶４及び
５を合わせて１５５０ｎｍで９０度偏波面を回転させ、
かつ合わせて１５５０ｎｍ近辺で０.０８４ deg/Ｋの温
度依存性を有する。
【００３９】ＴＢＩＧ厚膜６は１５５０ｎｍで−４５度
の偏波面回転角と１５５０ｎｍ近辺で０.０６２ deg/Ｋ
の温度依存性を有する。
の偏波面回転角と１５５０ｎｍ近辺で０.０６２ deg/Ｋ
の温度依存性を有する。
【００４０】温度依存性は、温度範囲に依らずほぼ一定
であるため、ＹＩＧ結晶４，５とＴＢＩＧ厚膜６の組み
合わせの温度依存性は０.０２２deg/Ｋとなり、ファラ
デー回転子単体に比べ明らかに温度依存性が小さくな
る。
であるため、ＹＩＧ結晶４，５とＴＢＩＧ厚膜６の組み
合わせの温度依存性は０.０２２deg/Ｋとなり、ファラ
デー回転子単体に比べ明らかに温度依存性が小さくな
る。
【００４１】従って、このようなファラデー回転子を用
いた非相反光デバイスにおいては、アイソレーションの
波長依存性と温度依存性を小さく抑えることができる。
いた非相反光デバイスにおいては、アイソレーションの
波長依存性と温度依存性を小さく抑えることができる。
【００４２】図３は、本実施の形態１の光アイソレータ
を示す模式的な側面図である。本実施の形態１は、上記
のＹＩＧ結晶４，５、及びＴＢＩＧ厚膜６からなるファ
ラデー回転子群の入射側と出射側に、銀微粒子を含む偏
光ガラスからなる偏光子８，９を加えた実施の形態であ
り、偏光依存型の光アイソレータとして動作する。
を示す模式的な側面図である。本実施の形態１は、上記
のＹＩＧ結晶４，５、及びＴＢＩＧ厚膜６からなるファ
ラデー回転子群の入射側と出射側に、銀微粒子を含む偏
光ガラスからなる偏光子８，９を加えた実施の形態であ
り、偏光依存型の光アイソレータとして動作する。
【００４３】図４に、本実施の形態における温度一定状
態でのアイソレーションの波長依存性を示す。本実施の
形態は、１段構成であるにもかかわらず、図９にその特
性を示した従来例の２段構成より広い波長帯域で高いア
イソレーションを得られることがわかる。
態でのアイソレーションの波長依存性を示す。本実施の
形態は、１段構成であるにもかかわらず、図９にその特
性を示した従来例の２段構成より広い波長帯域で高いア
イソレーションを得られることがわかる。
【００４４】（実施の形態２）図５は、本発明の実施の
形態２である光アイソレータを示す模式的な側面図であ
る。本実施の形態２は、実施の形態１のファラデー回転
子群を２つ用い、 ＹＩＧ結晶１０，１１とＴＢＩＧ厚
膜１２からなる第１のファラデー回転子群とＹＩＧ結晶
１３，１４とＴＢＩＧ厚膜１５からなる第２のファラデ
ー回転子群との間と、入射側、出射側に銀微粒子を含む
偏光ガラスからなる偏光子１６，１７，１８を加えた実
施の形態である。また、磁界印加手段として、ＳｍＣｏ
マグネット１９を用いた。
形態２である光アイソレータを示す模式的な側面図であ
る。本実施の形態２は、実施の形態１のファラデー回転
子群を２つ用い、 ＹＩＧ結晶１０，１１とＴＢＩＧ厚
膜１２からなる第１のファラデー回転子群とＹＩＧ結晶
１３，１４とＴＢＩＧ厚膜１５からなる第２のファラデ
ー回転子群との間と、入射側、出射側に銀微粒子を含む
偏光ガラスからなる偏光子１６，１７，１８を加えた実
施の形態である。また、磁界印加手段として、ＳｍＣｏ
マグネット１９を用いた。
【００４５】本実施の形態２は、実施の形態１を２台接
続した形態に比べ、偏光子１枚だけ構成要素が少ない。
続した形態に比べ、偏光子１枚だけ構成要素が少ない。
【００４６】図６に、本実施の形態２の温度一定状態で
のアイソレーションの波長依存性を示す。図６によれ
ば、１４００ｎｍから１７５０ｎｍの範囲で６０ｄＢ近
いアイソレーションが得られている。
のアイソレーションの波長依存性を示す。図６によれ
ば、１４００ｎｍから１７５０ｎｍの範囲で６０ｄＢ近
いアイソレーションが得られている。
【００４７】本実施の形態２及び実施の形態１は、偏光
依存型光アイソレータに関するものであるが、銀微粒子
を含む偏光ガラスからなる偏光子をルチル結晶平板など
のウォークオフ偏光子に変更すれば、偏光無依存型に容
易に拡張可能である。
依存型光アイソレータに関するものであるが、銀微粒子
を含む偏光ガラスからなる偏光子をルチル結晶平板など
のウォークオフ偏光子に変更すれば、偏光無依存型に容
易に拡張可能である。
【００４８】 また光アイソレータの拡張形態でもある
光サーキュレータにも適用が可能である。例えば、特願
２０００−１１３３１０号記載の光サーキュレータは、
ウォークオフ偏光子とファラデー回転子のみからなるた
め、ファラデー回転子に実施の形態１記載の構成を適用
すれば、本実施の形態と同等のアイソレーション特性が
得られる。
光サーキュレータにも適用が可能である。例えば、特願
２０００−１１３３１０号記載の光サーキュレータは、
ウォークオフ偏光子とファラデー回転子のみからなるた
め、ファラデー回転子に実施の形態１記載の構成を適用
すれば、本実施の形態と同等のアイソレーション特性が
得られる。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、本発明により、ファラデ
ー回転子の波長依存性または温度依存性を実質的に打ち
消し、非相反光デバイスの特にアイソレーション特性の
波長依存性を大幅に低減することが出来た。
ー回転子の波長依存性または温度依存性を実質的に打ち
消し、非相反光デバイスの特にアイソレーション特性の
波長依存性を大幅に低減することが出来た。
【００５０】従って、本発明によれば、広い波長帯域ま
たは広い温度範囲で十分なアイソレーションと低損失を
低コストで実現した光非相反テバイスを提供することが
できる。
たは広い温度範囲で十分なアイソレーションと低損失を
低コストで実現した光非相反テバイスを提供することが
できる。
【図１】実施の形態１におけるファラデー回転子群を示
す模式的な斜視図。
す模式的な斜視図。
【図２】実施の形態１におけるファラデー回転角の波長
依存性を示す図。
依存性を示す図。
【図３】実施の形態１の光アイソレータを示す模式的な
側面図。
側面図。
【図４】実施の形態１における温度一定状態でのアイソ
レーションの波長依存性を示す図。
レーションの波長依存性を示す図。
【図５】実施の形態２の光アイソレータを示す模式的な
側面図。
側面図。
【図６】実施の形態２における温度一定状態でのアイソ
レーションの波長依存性。
レーションの波長依存性。
【図７】従来の光アイソレータを示す模式的な斜視図。
【図８】従来の光アイソレータにおけるアイソレーショ
ンの波長依存性を示す図。
ンの波長依存性を示す図。
【図９】中心波長を１５００ｎｍと１６００ｎｍに設定
した光アイソレータを直列接続した場合のアイソレーシ
ョンの波長依存性を示す図。
した光アイソレータを直列接続した場合のアイソレーシ
ョンの波長依存性を示す図。
４，５，１０，１１，１３，１４ ＹＩＧ結晶
６，１２，１５ ビスマス置換テルビウム鉄ガーネッ
ト（ＴＢＩＧ）厚膜 ７，１９ ＳｍＣｏマグネット ８，９，１６，１７，１８ 銀微粒子を含む偏光ガラ
スからなる偏光子
ト（ＴＢＩＧ）厚膜 ７，１９ ＳｍＣｏマグネット ８，９，１６，１７，１８ 銀微粒子を含む偏光ガラ
スからなる偏光子
Claims (4)
- 【請求項１】 光進行方向に対して直列に配置される複
数のファラデー回転子を具備してなる非相反光デバイス
において、前記複数のファラデー回転子には、互いに異
なる材料組成を有し、かつ互いに逆向きの偏波面回転方
向を有し、かつその間に異方性物質が介在しない２種類
のファラデー回転子からなるファラデー回転子群が含ま
れることを特徴とする非相反光デバイス。 - 【請求項２】 光進行方向に対して直列に配置される複
数のファラデー回転子を具備してなる非相反光デバイス
において、前記複数のファラデー回転子が、ファラデー
回転子以外の異方性物質が間に介在しないファラデー回
転子群を含み、さらに、このファラデー回転子群に含ま
れるファラデー回転子のうち少なくとも１個が同じファ
ラデー回転子群に含まれる他のファラデー回転子と逆向
きの偏波面回転方向及び異なる材料組成を有し、かつ前
記ファラデー回転子群における偏波面回転角度の合計が
ほぼ４５度またはほぼ−４５度であることを特徴とする
請求項１記載の非相反光デバイス。 - 【請求項３】 前記偏波面回転角の合計がほぼ４５度ま
たはほぼ−４５度をなすファラデー回転子群の光入射側
及び光出射側の双方において、少なくとも１つの偏光子
が配置されることを特徴とする請求項２記載の非相反光
デバイス。 - 【請求項４】 前記偏波面回転角の合計がほぼ４５度ま
たはほぼ−４５度をなすファラデー回転子群を複数含
み、かつ前記ファラデー回転子群のすべての光入射側及
び光出射側に、少なくとも１つの偏光子が配置されるこ
とを特徴とする請求項２記載の非相反光デバイス。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002044474A JP2003241141A (ja) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | 非相反光デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002044474A JP2003241141A (ja) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | 非相反光デバイス |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003241141A true JP2003241141A (ja) | 2003-08-27 |
Family
ID=27783846
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002044474A Withdrawn JP2003241141A (ja) | 2002-02-21 | 2002-02-21 | 非相反光デバイス |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003241141A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007083419A1 (ja) * | 2006-01-19 | 2007-07-26 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | 導波路型広帯域光アイソレータ |
| JP2013041882A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-28 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置 |
-
2002
- 2002-02-21 JP JP2002044474A patent/JP2003241141A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007083419A1 (ja) * | 2006-01-19 | 2007-07-26 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | 導波路型広帯域光アイソレータ |
| US7664346B2 (en) | 2006-01-19 | 2010-02-16 | Mitsumi Electric Co., Ltd. | Waveguide-type broadband optical isolator |
| JP2013041882A (ja) * | 2011-08-11 | 2013-02-28 | Fujitsu Ltd | 光増幅装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA2141109C (en) | Polarization independent optical isolator | |
| US6876480B2 (en) | Farady rotation device and optical device comprising it | |
| JPH09189885A (ja) | 光学装置 | |
| US6288827B1 (en) | Faraday rotator | |
| JP4696830B2 (ja) | 偏波無依存型光アイソレータ | |
| JP2003241141A (ja) | 非相反光デバイス | |
| JP2542532B2 (ja) | 偏光無依存型光アイソレ―タの製造方法 | |
| JP4596460B2 (ja) | 可変光アッテネータ | |
| US20030053209A1 (en) | Dual stage optical isolator with reduced polarization mode dispersion and beam offset | |
| JP2019012135A (ja) | 光アイソレータモジュール | |
| JPH0244310A (ja) | 光アイソレータ | |
| JP3881505B2 (ja) | ファラデー回転装置及びそれを用いた光デバイス | |
| JP2565945B2 (ja) | 光アイソレータ | |
| JP2001117060A (ja) | 光スイッチ | |
| JP3881532B2 (ja) | 可変光アッテネータ | |
| JP2786016B2 (ja) | 光アイソレータ | |
| JP2839042B2 (ja) | 光アイソレータ | |
| JP2004012771A (ja) | 非相反光デバイス | |
| JPH04264515A (ja) | 光アイソレータ | |
| JP2001013460A (ja) | 光サーキュレータ | |
| AU674234B2 (en) | An optical isolator | |
| JP2000241760A (ja) | 光サーキュレータ | |
| JP2000275580A (ja) | 光アイソレータ | |
| JPH11142789A (ja) | 光非相反回路装置及びそれを用いた光スイッチ | |
| JP2000235167A (ja) | 光サーキュレータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040820 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051208 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051213 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Effective date: 20060123 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 |