JP2610174B2 - Optical isolator - Google Patents

Optical isolator

Info

Publication number
JP2610174B2
JP2610174B2 JP63245291A JP24529188A JP2610174B2 JP 2610174 B2 JP2610174 B2 JP 2610174B2 JP 63245291 A JP63245291 A JP 63245291A JP 24529188 A JP24529188 A JP 24529188A JP 2610174 B2 JP2610174 B2 JP 2610174B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polarization
angle
incident light
vector
beam splitter
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP63245291A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH0293409A (en
Inventor
進一 金子
純一郎 山下
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP63245291A priority Critical patent/JP2610174B2/en
Publication of JPH0293409A publication Critical patent/JPH0293409A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2610174B2 publication Critical patent/JP2610174B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、光通信や光情報処理に使用される光アイ
ソレータに関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical isolator used for optical communication and optical information processing.

[従来の技術] 光通信や光情報処理においては、光源からの出射光の
一部が、光学部品等で反射して光源に戻ることがあっ
た。光源として半導体レーザを用いた場合、この戻り光
は、半導体レーザの発振特性の不安定化や、雑音増加を
引き起こす原因となっていた。この戻り光による半導体
レーザの諸特性の劣化を防ぐために一般に、光アイソレ
ータが使用される。
[Background Art] In optical communication and optical information processing, a part of light emitted from a light source may be reflected by an optical component or the like and return to the light source. When a semiconductor laser is used as a light source, this return light has caused unstable oscillation characteristics of the semiconductor laser and increased noise. In general, an optical isolator is used to prevent deterioration of various characteristics of the semiconductor laser due to the return light.

従来、この種の光アイソレータとして第8図に示すよ
うなものがあったが、偏光ビームスプリッタ(以下PBS
と略す)の偏光分離膜の法線ベクトルの方向性について
は全く管理されていなかった。第8図は、2つのPBSの
偏光分離膜の膜面の法線ベクトルを、光アイソレータへ
の入射光に垂直な面に投影したベクトルのなす角が135
゜の場合の光アイソレータの構成図である。第8図は
「公開特許公報昭61−113026」に示されたものである。
Conventionally, there is an optical isolator of this type as shown in FIG. 8, but a polarizing beam splitter (hereinafter referred to as PBS
) Of the polarization separation film was not controlled at all. FIG. 8 shows that an angle formed by a vector obtained by projecting a normal vector of the film surface of the polarization separation film of two PBSs onto a plane perpendicular to the light incident on the optical isolator is 135.
FIG. 4 is a configuration diagram of an optical isolator in the case of ゜. FIG. 8 is disclosed in "Publication Patent Publication No. 61-113,026".

図において1a,1bはPBS、2は入射した光の偏光面を45
゜回転させるファラデー回転子、3はファラデー回転子
2に磁場を印加する永久磁石、4は光アイソレータに入
射する光の光軸、5はファラデー回転子2による光の偏
光面の回転方向を示した矢印、6a,6bは光軸4の左側か
ら見たPBS1a,1bの偏光分離膜の膜面の法線ベクトルna,n
bである。また、第9図の7a,7bはベクトル6a,6bを光軸
4に垂直な平面に射影したベクトルna′,nb′である。
In the figure, 1a and 1b are PBS, and 2 is the polarization plane of the incident light.
フ ァ Rotating Faraday rotator, 3 denotes a permanent magnet for applying a magnetic field to Faraday rotator 2, 4 denotes the optical axis of light incident on the optical isolator, 5 denotes the direction of rotation of the polarization plane of light by Faraday rotator arrows, 6a, 6b is PBS1a viewed from the left side of the optical axis 4, the normal vector n a membrane surface of the polarization separation film 1b, n
b . Further, 7a of FIG. 9, 7b is a vector 6a, vector n a obtained by projecting 6b to a plane perpendicular to the optical axis 4 ', n b'.

従来の光アイソレータはこのように構成されているの
で、順方向、すなわち第8図中、右から左に向かう方向
に入射した光は、PBS1bにより直線偏光成分のみが透過
し、ファラデー回転子2により偏光面が、矢印5で示さ
れる方向に45゜回転し、PBS1aを透過する。ここでPBS1a
は、ファラデー回転子2を透過後の光がほとんど損失な
く透過するように、透過偏光方向が合わせてある。一
方、反射戻り光は逆方向、すなわち第8図中、左から右
に向かう方向から入射し、PBS1aを透過し、ファラデー
回転子2を透過後、偏光面がさらに45゜回転されるた
め、PBS1bの透過偏光方向と直交する偏光成分となり、
完全に遮断される。
Since the conventional optical isolator is configured in this manner, light incident in the forward direction, that is, in the direction from right to left in FIG. 8, transmits only the linearly polarized light component by the PBS 1b, and the Faraday rotator 2 The polarization plane rotates 45 ° in the direction indicated by arrow 5 and transmits through PBS1a. Where PBS1a
The transmission polarization directions are adjusted so that the light transmitted through the Faraday rotator 2 is transmitted with little loss. On the other hand, the reflected return light enters in the opposite direction, that is, from left to right in FIG. 8, passes through the PBS 1a, passes through the Faraday rotator 2, and further rotates the polarization plane by 45 °. Becomes a polarization component orthogonal to the transmission polarization direction of
Completely shut off.

しかしながらPBSの透過偏光方向は、入射光の光線ベ
クトルlとPBSの偏光分離膜の膜面の法線ベクトルna,nb
を含む面によって決定される。このため光線の入射方向
が変化すると、PBSの透過偏光方向が変化し、あたかもP
BSが光軸まわりに回転ずれを起こしたようになり、上述
の遮断特性(アイソレーション)が劣化する。
However, the transmission polarization direction of the PBS depends on the ray vector 1 of the incident light and the normal vectors n a and n b of the polarization separation film of the PBS.
Is determined by the plane containing. Therefore, if the incident direction of the light beam changes, the transmitted polarization direction of the PBS changes, as if P
The BS is caused to have a rotational displacement around the optical axis, and the above-described blocking characteristic (isolation) is deteriorated.

第10図に示すように、入射光の光線ベクトルをベクト
ルl1からベクトルl2に変えると、PBS1a,1bの透過偏光方
向は矢印8a,8bで示すように逆方向に回転し、2つのPBS
の透過偏光方向のなす角が大きく変化し、アイソレーシ
ョンが劣化する。このアイソレーションの劣化の計算を
以下に記す。
As shown in FIG. 10, changing the ray vector of the incident light from the vector l 1 into vector l 2, PBSIa, transmitting polarization direction 1b is rotated in the reverse direction as indicated by arrow 8a, 8b, 2 two PBS
The angle formed by the transmitted polarized light direction greatly changes, and the isolation deteriorates. The calculation of the degradation of the isolation is described below.

アイソレーションIsoはPBS1a,1bの透過偏光方向のな
す角θの135゜からのずれ角θdefを用いて Iso=−10log(sin2θder) …(1) 但し、θdef=θ−135 ……(2) と表される。
Iso = Iso = −10 log (sin 2 θder) using the deviation angle θdef of the angle θ between the transmission polarization directions of the PBSs 1a and 1b from 135 °, where θdef = θ−135 (2) ) It is expressed as

第11図に示すように入射光の入射角ξ及び入射の方位
角ηを変えてアイソレーションの計算を行った結果を第
12図に示すなお、第11図において11は光アイソレータ、
15は入射光の光線ベクトル、16は光アイソレータ11の順
方向を示す矢印である。ところで、光アイソレータを光
通信に用いる場合、「M.SIKADA etal,“Evaluation of
Power Penalties Caused by Feedback Noise of Distri
buted Feedback Laser Diodes",J.Light wave Technol.
vol.6,pp.655〜659,1988」に示されているようにアイソ
レーションとして25dB以上が必要となる。第9図に示す
ようにPBSの偏光分離膜の法線ベクトルna,nbを光アイソ
レータへの入射光に垂直な面に射影したベクトルのなす
角が鈍角となるように構成した場合、25dB以上のアイソ
レーションを確保する入射角は3゜と小さい。
As shown in FIG. 11, the results of the isolation calculation performed by changing the incident angle ξ and the azimuth η of the incident light are shown in FIG.
In FIG. 12, 11 is an optical isolator in FIG. 11,
Reference numeral 15 denotes a light beam vector of incident light, and 16 denotes an arrow indicating the forward direction of the optical isolator 11. By the way, when an optical isolator is used for optical communication, “M. SIKADA et al,“ Evaluation of
Power Penalties Caused by Feedback Noise of Distri
buted Feedback Laser Diodes ", J. Light wave Technol.
vol. 6, pp. 655-659, 1988 ", an isolation of 25 dB or more is required. As shown in FIG. 9, when the vector formed by projecting the normal vectors n a and n b of the polarization separation film of PBS onto a plane perpendicular to the light incident on the optical isolator has an obtuse angle, 25 dB The incident angle for ensuring the above isolation is as small as 3 °.

[発明が解決しようとする課題] 従来の光アイソレータは以上のように構成されている
ので、許容入射角が小さく、さまざまな入射角をもつ収
束光学系には用いることができず、また平行光学系にお
いても使用に制限があった。
[Problems to be Solved by the Invention] Since the conventional optical isolator is configured as described above, the allowable incident angle is small and cannot be used for a converging optical system having various incident angles. There were also restrictions on use in the system.

この発明は上記のような課題を解消するためになされ
たもので、収束光学系に用いることができるとともに、
平行光学系においても使いやすい光アイソレータを得る
ことを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and can be used for a converging optical system.
An object of the present invention is to obtain an optical isolator that is easy to use even in a parallel optical system.

[課題を解決するための手段] この発明に係る光アイソレータは、第1の偏光ビーム
スプリッタ1aの偏光分離膜面に対する入射方向側法線ベ
クトル6aを入射光に垂直な面に投影した投影ベクトル7a
と、第2の偏光ビームスプリッタ1bの偏光分離膜面に対
する入射方向側法線ベクトル6bを入射光に垂直な面に投
影した投影ベクトル7bとのなす角が鋭角となるように第
1,第2の偏光ビームスプリッタ1a,1bを入射光の光軸4
上に配置し、入射光の光軸と光アイソレータの光軸との
なす角が変化したときの投影ベクトル7aと投影ベクトル
7bとのなす角の変化を小さくするように、第1及び第2
の偏光ビームスプリッタ1a、1bを入射光の光軸に対して
傾けて、投影ベクトル7a及び投影ベクトル7bを同じ方向
に変化させることを特徴とするものである。
[Means for Solving the Problems] An optical isolator according to the present invention includes a projection vector 7a obtained by projecting a normal vector 6a on an incident direction side of a polarization splitting film surface of a first polarization beam splitter 1a onto a plane perpendicular to incident light.
And the projection vector 7b obtained by projecting the incident-direction-side normal vector 6b with respect to the polarization separation film surface of the second polarization beam splitter 1b onto a plane perpendicular to the incident light so as to form an acute angle.
1. The second polarization beam splitters 1a and 1b are connected to the optical axis 4 of the incident light.
And the projection vector 7a and the projection vector when the angle between the optical axis of the incident light and the optical axis of the optical isolator changes.
In order to reduce the change in the angle between the first and second
The polarization beam splitters 1a and 1b are tilted with respect to the optical axis of the incident light to change the projection vector 7a and the projection vector 7b in the same direction.

[作用] この光アイソレータにおいて、第1,第2の偏光ビーム
スプリッタ1a,1bは投影ベクトル7aと投影ベクトル7bと
のなす角度が鋭角となるように光軸4上に配置し、入射
光の光軸と光アイソレータの光軸とのなす角が変化した
ときの投影ベクトル7aと投影ベクトル7bとのなす角の変
化を小さくするように、第1及び第2の偏光ビームスプ
リッタ1a、1bを入射光の光軸に対して傾けて、投影ベク
トル7a及び投影ベクトル7bを同じ方向に変化させたの
で、第1、第2の偏光ビームスプリッタ1a,1bの透過偏
光方向の変化方向が同じになり、第1,第2の偏光ビーム
スプリッタ1a,1bの透過偏光方向のなす角はあまり変化
しない。
[Operation] In this optical isolator, the first and second polarization beam splitters 1a and 1b are arranged on the optical axis 4 so that the angle between the projection vector 7a and the projection vector 7b is an acute angle, and the light of the incident light is The first and second polarizing beam splitters 1a and 1b are used to reduce the change in the angle between the projection vector 7a and the projection vector 7b when the angle between the axis and the optical axis of the optical isolator changes. Since the projection vector 7a and the projection vector 7b were changed in the same direction by tilting with respect to the optical axis of the first, the change directions of the transmission polarization directions of the first and second polarization beam splitters 1a and 1b become the same. 1. The angle between the transmission polarization directions of the second polarization beam splitters 1a and 1b does not change much.

[発明の実施例] 第1図はこの発明の一実施例に係る光アイソレータの
構成図であり、第8図に示す構成要素に対応するものに
は同一の符号を付し、その説明を省略する。この実施例
の特徴は、第1の偏光ビームスプリッタ1aの偏光分離膜
面に対する入射方向側法線ベクトル6aを入射光に垂直な
面に投影した投影ベクトル7a(第2図)と、第2の偏光
ビームスプリッタ1bの偏光分離膜面に対する入射方向側
法線ベクトル6bを入射光に垂直な面に投影した投影ベク
トル7b(第2図)とのなす角が鋭角(45゜)となるよう
に第1,第2の偏光ビームスプリッタ1a,1bを入射光の光
軸4上に配置したことである。
[Embodiment of the Invention] FIG. 1 is a configuration diagram of an optical isolator according to an embodiment of the present invention. Components corresponding to the components shown in FIG. I do. This embodiment is characterized in that a projection vector 7a (FIG. 2) in which the normal vector 6a on the incident direction side with respect to the polarization splitting film surface of the first polarization beam splitter 1a is projected on a plane perpendicular to the incident light, The angle formed between the normal vector 6b on the incident direction side of the polarization beam splitter 1b of the polarization beam splitter 1b and the projection vector 7b (FIG. 2) projected on a plane perpendicular to the incident light is an acute angle (45 °). First, the second polarization beam splitters 1a and 1b are arranged on the optical axis 4 of the incident light.

次にこの実施例の動作について説明する。順方向、す
なわち第1図中、右から左に向かう方向に入射した光は
PBS1bにより直線偏光成分のみが透過し、ファラデー回
転子2により偏光面が矢印5で示される方向に45゜回転
し、PBS1aを透過する。ここでPBS1aはファラデー回転子
2を透過後の光がほとんど損失なく透過するように透過
偏光方向が合わせてある。一方、反射戻り光は、逆方
向、すなわち第1図中、右から左に向かう方向から入射
し、PBS1aを透過し、ファラデー回転子2を透過後、偏
光面がさらに45゜回転されるため、PBS1bの透過偏光方
向と直交する偏光成分となり、完全に遮断される。
Next, the operation of this embodiment will be described. The light incident in the forward direction, that is, in the direction from right to left in FIG.
Only the linearly polarized light component is transmitted by the PBS 1b, the polarization plane is rotated by 45 degrees in the direction indicated by the arrow 5 by the Faraday rotator 2, and transmits through the PBS 1a. Here, the transmission polarization direction of the PBS 1a is adjusted so that the light transmitted through the Faraday rotator 2 is transmitted with little loss. On the other hand, the reflected return light enters in the opposite direction, that is, from right to left in FIG. 1, passes through the PBS 1a, passes through the Faraday rotator 2, and is further rotated by 45 °, so that The polarization component becomes orthogonal to the transmission polarization direction of PBS1b, and is completely cut off.

光アイソレータ自体からの反射を防ぐため、第3図に
示すように、光アイソレータを配置する人が、入射光の
光軸に対して、PBS1aおよびPBS1bを傾けて、入射光の光
線ベクトルをl1からl2に変え、PBS1a、1bの透過偏光方
向を、矢印8a、8bで示すように同じ方向に回転させるた
め、2つのPBS1a,1bの透過偏光方向のなす角の変化は小
さく、アイソレーションの劣化は小さくなる。
In order to prevent reflection from the optical isolator itself, as shown in FIG. 3, the person who arranges the optical isolator tilts the PBS1a and PBS1b with respect to the optical axis of the incident light, and changes the ray vector of the incident light from l1. l2, the transmission polarization directions of the PBSs 1a and 1b are rotated in the same direction as shown by arrows 8a and 8b. Become smaller.

第1図に示した構成の光アイソレータについて、従来
例の場合と同様にして光線の入射方向とアイソレーショ
ンとの関係を求めた結果を第4図に示す。なお、第1図
の構成においては、第2式は次式で置き換えられる。
FIG. 4 shows the result of obtaining the relationship between the incident direction of light and the isolation in the optical isolator having the configuration shown in FIG. 1 in the same manner as in the conventional example. In the configuration of FIG. 1, the second expression is replaced by the following expression.

θdef=θ−45 第2図に示すように2つのPBSの偏光分離膜の膜面の
法線ベクトルna,nbを、光アイソレータへの入射光に垂
直な面に投影したベクトル7a,7bのなす角が鋭角となる
ように構成した場合、25dB以上のアイソレーションを確
保する入射角は6゜と大きくなる。
θdef = θ-45 normal vector n a membrane surface of the polarization separation film of two PBS as shown in FIG. 2, n b, and vector 7a projected onto a plane perpendicular to the incident light to the optical isolator, 7b When the angle is made to be an acute angle, the incident angle for securing the isolation of 25 dB or more is as large as 6 °.

第5図はこの実施例の光アイソレータを光通信に用い
た光通信機の半導体レーザ・モジュールの構成図であ
る。図において、9は半導体レーザ、10a,10bは集光レ
ンズ、11は光アイソレータ、12は光ファイバ、13は半導
体レーザ9の出射光、14は光アイソレータ11による反射
光である。
FIG. 5 is a configuration diagram of a semiconductor laser module of an optical communication device using the optical isolator of this embodiment for optical communication. In the figure, 9 is a semiconductor laser, 10a and 10b are condenser lenses, 11 is an optical isolator, 12 is an optical fiber, 13 is light emitted from the semiconductor laser 9, and 14 is light reflected by the optical isolator 11.

ところで、第5図に示したような、光通信等で用いら
れる光アイソレータ内蔵の半導体レーザ・Dモジュール
においては、光アイソレータ11からの反射光が半導体レ
ーザ9に結合しないように光アイソレータ11の入射面に
対して斜めに光線が入射するように構成されている。ま
た、光アイソレータ11においては、光アイソレータ11の
光軸に平行に入射した光線に対して最大のアイソレーシ
ョンが得られる。2つのPBSの偏光分離膜の法線ベクト
ルの相対角θPBSは、ファラデー回転角をθFRとすると θPBS=90゜−θFR である。しかしながら、θPBSを90゜−θFRからわずか
な角度Δだけ2つのPBSの偏光分離膜の法線ベクトルの
相対角をずらすことによって、以下のような効果があ
る。例えば、第6図は、Δ=2゜の時に入射光の入射角
と方位角を変えてアイソレーションを計算した結果であ
るが、第6図に示すように6゜という大きな入射角に対
して、40dB以上の高アイソレーションが得られる入射光
の方位角が130゜という広範囲になる。また、例えば第
7図は入射角が3゜の時に、Δと入射光の方位角を変え
てアイソレーションを計算した結果であるが、第7図に
示すように高いアイソレーションが得られる入射光の方
位角の範囲が変えられる。このように、光アイソレータ
11の光軸に対して斜めに光線が入射する場合、2つのPB
Sの偏光分離膜の法線ベクトルの相対角ΔPBSを、90゜−
θFRからわずかにずらすことによって、高アイソレーシ
ョンで使いやすい高アイソレータ11が容易に得られる。
By the way, in a semiconductor laser / D module with a built-in optical isolator used in optical communication or the like as shown in FIG. 5, the incident light of the optical isolator 11 is set so that the reflected light from the optical isolator 11 is not coupled to the semiconductor laser 9. It is configured such that light rays enter the surface obliquely. Further, in the optical isolator 11, the maximum isolation is obtained for the light beam incident parallel to the optical axis of the optical isolator 11. The relative angle θ PBS between the normal vectors of the polarization separation films of the two PBSs is θ PBS = 90 ° −θ FR, where the Faraday rotation angle is θ FR . However, shifting the relative angle of the normal vectors of the polarization separation films of the two PBSs from θ PBS by a small angle Δ from 90 ° -θ FR has the following effects. For example, FIG. 6 shows the result of calculating the isolation by changing the incident angle and the azimuth of the incident light when Δ = 2 °. As shown in FIG. 6, for the large incident angle of 6 °, as shown in FIG. The azimuth angle of the incident light which can obtain a high isolation of 40 dB or more is as wide as 130 °. Also, for example, FIG. 7 shows the result of calculating the isolation by changing Δ and the azimuth angle of the incident light when the incident angle is 3 °. As shown in FIG. 7, the incident light with high isolation is obtained. Azimuth range can be changed. Thus, the optical isolator
When a light beam enters obliquely with respect to the optical axis of 11, two PBs
The relative angle ΔPBS of the normal vector of the polarization separation film of S is calculated as 90 ° −
By slightly deviating from θ FR, a high isolator 11 that is easy to use with high isolation can be easily obtained.

[発明の効果] 以上のように請求項1の発明によれば、第1の偏光ビ
ームスプリッタの偏光分離膜に対する入射方向側法線ベ
クトルを入射光に垂直な面に投影した第1の投影ベクト
ルと、第2の偏光ビームスプリッタの偏光分離膜に対す
る入射方向側法線ベクトルを入射光に垂直な面に投影し
た第2の投影ベクトルとのなす角が鋭角となるように第
1,第2の偏光ビームスプリッタを入射光の光軸上に配置
し、入射光の光軸と光アイソレータの光軸とのなす角が
変化したときの第1の投影ベクトルと第2の投影ベクト
ルとのなす角の変化を小さくするように,第1及び第2
の偏光ビームスプリッタを入射光の光軸に対して傾け
て、第1及び第2の投影ベクトルを同じ方向に変化させ
るので、アイソレーションの劣化を防ぐことができるた
め、許容入射角が大きくなり、これにより収束光学系に
も用いることができるとともに、平行光学系においても
使い易い光アイソレータを提供できるという効果が得ら
れる。
[Effect of the Invention] As described above, according to the first aspect of the present invention, the first projection vector obtained by projecting the normal vector on the incident direction side of the polarization splitting film of the first polarization beam splitter onto a plane perpendicular to the incident light. And a second projection vector obtained by projecting a normal vector on the incident direction side of the polarization splitting film of the second polarization beam splitter onto a plane perpendicular to the incident light so as to form an acute angle.
1. A first projection vector and a second projection vector when the angle between the optical axis of the incident light and the optical axis of the optical isolator is changed by disposing the second polarizing beam splitter on the optical axis of the incident light. So that the change in the angle between the first and second
Since the first and second projection vectors are changed in the same direction by tilting the polarizing beam splitter with respect to the optical axis of the incident light, it is possible to prevent the isolation from deteriorating. As a result, it is possible to obtain an effect that an optical isolator that can be used in a converging optical system and is easy to use in a parallel optical system can be provided.

また、請求項2の発明によれば、θPBSを上記第1の
投影ベクトルと上記第2の投影ベクトルとがなす角、θ
FRを上記ファラデー回転子による上記入射光の偏光面の
回転角、lを入射光の光線ベクトル、naを上記第1の偏
光ビームスプリッタの偏光分離膜の入射方向側法線ベク
トル、nbを上記第2の偏光ビームスプリッタの偏光分離
膜の入射方向側法線ベクトルとしたとき、アイソレーシ
ョンが高い方位角の範囲を広げるように、上記入射光の
光線ベクトルと上記光軸とのなす角に対応して一定の角
Δを により定め、θPBS=90゜−θFR±Δとしたので、さら
に、広範囲の方位角に対して高アイソレーション特性が
得られる効果がある。このことにより、特定の入射角に
対して高性能な光アイソレータが得られる。
Further, according to the second aspect of the present invention, θ PBS is an angle formed by the first projection vector and the second projection vector, θ
Rotation angle of the polarization plane of the incident light FR by the Faraday rotator, ray vector of the incident light l, the incident direction side normal vector of the polarization separation film of the n a the first polarization beam splitter, a n b When a normal vector on the incident direction side of the polarization splitting film of the second polarization beam splitter is used, the angle between the ray vector of the incident light and the optical axis is set so as to widen the range of the azimuth with high isolation. Corresponding constant angle Δ And θ PBS = 90 ° −θ FR ± Δ, so that there is an effect of obtaining high isolation characteristics over a wide range of azimuth angles. As a result, a high-performance optical isolator can be obtained for a specific incident angle.

また、請求項3の発明によれば、アイソレーションが
高い方位をあらかじめ定められた方位に設定する角Δを により定め、θPBS=90゜−θFR±Δとしたので、さら
に、高アイソレーションが得られる入射角の方位角を所
望の方向に調整できる効果がある。このことにより、非
常に使い易い光アイソレータが得られる。
According to the third aspect of the present invention, the angle Δ for setting an azimuth with high isolation to a predetermined azimuth is defined as: Since θ PBS = 90 ° −θ FR ± Δ, the azimuth of the incident angle at which high isolation is obtained can be adjusted in a desired direction. This results in a very easy to use optical isolator.

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

第1図はこの発明の一実施例による光アイソレータの構
成図、第2図はこの実施例における投影ベクトルを説明
するためのベクトル図、第3図はこの実施例における透
過偏光方向の変化を説明するためのベクトル図、第4図
はこの実施例における入射光の方位角とアイソレーショ
ンとの関係を示すグラフ、第5図はこの実施例の光アイ
ソレータを含む半導体レーザ・モジュールの構成図、第
6図および第7図は第5図の半導体レーザ・モジュール
の動作を説明するための入射光の方位角とアイソレーシ
ョンとの関係を示すグラフ、第8図は従来の光アイソレ
ータの構成図、第9図はこの従来例における投影ベクト
ルを説明するためのベクトル図、第10はこの従来におけ
る透過偏光方向の変化を説明するためのベクトル図、第
11図はこの従来例の動作を説明するための図、第12図は
この従来例における入射光の方位角とアイソレーション
との関係を示すグラフである。 1a……第1の偏光ビームスプリッタ、1b……第2の偏光
ビームスプリッタ、2……ファラデー回転子、3……磁
石、4……入射光の光軸、6a,6b……法線ベクトル、7a,
7b……投影ベクトル、11……光アイソレータ。
FIG. 1 is a block diagram of an optical isolator according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a vector diagram for explaining a projection vector in this embodiment, and FIG. FIG. 4 is a graph showing the relationship between the azimuth angle of incident light and isolation in this embodiment, FIG. 5 is a configuration diagram of a semiconductor laser module including the optical isolator of this embodiment, FIG. 6 and 7 are graphs showing the relationship between the azimuth angle of incident light and isolation for explaining the operation of the semiconductor laser module of FIG. 5, and FIG. 8 is a configuration diagram of a conventional optical isolator. FIG. 9 is a vector diagram for explaining a projection vector in this conventional example, FIG. 9 is a vector diagram for explaining a change in transmitted polarization direction in this conventional example, and FIG.
FIG. 11 is a diagram for explaining the operation of this conventional example, and FIG. 12 is a graph showing the relationship between the azimuth of incident light and isolation in this conventional example. 1a: first polarizing beam splitter, 1b: second polarizing beam splitter, 2: Faraday rotator, 3 ... magnet, 4 ... optical axis of incident light, 6a, 6b ... normal vector, 7a,
7b: Projection vector, 11: Optical isolator.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入射光の透過偏光方向が一定角度異なるよ
うに配置された偏光分離膜面を有する第1、第2の偏光
ビームスプリッタと、上記第1の偏光ビームスプリッタ
と上記第2の偏光ビームスプリッタとの間に配置され入
射光の偏光面を一定角度回転させるファラデー回転子
と、このファラデー回転子に磁場を与える磁石とからな
る光アイソレータにおいて、 上記入射光を収束光線または斜めに入射する平行光線と
し、 上記第1の偏光ビームスプリッタの偏光分離膜面に対す
る入射方向側法線ベクトルを入射光に垂直な面に投影し
た第1の投影ベクトルと、上記第2の偏光ビームスプリ
ッタの偏光分離膜面に対する入射方向側法線ベクトルを
入射光に垂直な面に投影した第2の投影ベクトルとのな
す角が鋭角となるように、上記第1、第2の偏光ビーム
スプリッタを入射光の光軸上に配置し、 上記光軸と上記光アイソレータの光軸とのなす角が変化
したときの上記第1の投影ベクトルと上記第2の投影ベ
クトルとのなす角の変化を小さくするように、上記第1
及び第2の偏光ビームスプリッタを上記入射光の光軸に
対して傾けて、上記第1及び第2の投影ベクトルを同じ
方向に変化させることを特徴とする光アイソレータ。
A first polarization beam splitter having polarization separation film surfaces arranged so that transmission polarization directions of incident light are different from each other by a fixed angle; the first polarization beam splitter and the second polarization; In an optical isolator comprising a Faraday rotator disposed between the beam splitter and rotating a polarization plane of incident light by a fixed angle, and a magnet for applying a magnetic field to the Faraday rotator, the incident light is convergent or obliquely incident. A first projection vector obtained by projecting a normal vector on the incident direction side with respect to the polarization splitting film surface of the first polarization beam splitter onto a plane perpendicular to the incident light, and a polarization separation of the second polarization beam splitter; The first and second images are formed so that the angle formed between the normal vector on the incident direction side with respect to the film surface and the second projection vector that is projected on a plane perpendicular to the incident light is an acute angle. Is disposed on the optical axis of the incident light, and the angle between the optical axis and the optical axis of the optical isolator changes when the first projection vector and the second projection vector form an angle. In order to reduce the change in the angle, the first
An optical isolator, wherein the first and second projection vectors are changed in the same direction by tilting a second polarizing beam splitter with respect to an optical axis of the incident light.
【請求項2】θPBSを上記第1の投影ベクトルと上記第
2の投影ベクトルとがなす角、θFRを上記ファラデー回
転子による上記入射光の偏光面の回転角、lを入射光の
光線ベクトル、naを上記第1の偏光ビームスプリッタの
偏光分離膜の入射方向側法線ベクトル、nbを上記第2の
偏光ビームスプリッタの偏光分離膜の入射方向側法線ベ
クトルとしたとき、アイソレーションが高い方位角の範
囲を広げるように、上記入射光の光線ベクトルと上記光
軸とのなす角に対応して一定の角Δを により定め、θPBS=90゜−θFR±Δとしたことを特徴
とする請求項1記載の光アイソレータ。
Wherein theta said first projection vector and the second projection vector and angle formed with PBS, the rotation angle of the polarization plane of the incident light theta FR by the Faraday rotator, ray of the incident light l vector, when a n a and the incident direction side normal vector of the first incident direction normal vectors of the polarization splitting film of the polarization beam splitter, n b the polarization splitting film of the second polarization beam splitter, iso A constant angle Δ corresponding to the angle between the ray vector of the incident light and the optical axis so as to widen the range of the high azimuth angle 2. The optical isolator according to claim 1, wherein θ PBS = 90 ° −θ FR ± Δ.
【請求項3】θPBSを上記第1の投影ベクトルと上記第
2の投影ベクトルとがなす角、θFRを上記ファラデー回
転子による上記入射光の偏光面の回転角、lを入射光の
光線ベクトル、naを上記第1の偏光ビームスプリッタの
偏光分離膜の入射方向側法線ベクトル、nbを上記第2の
偏光ビームスプリッタの偏光分離膜の入射方向側法線ベ
クトルとしたとき、アイソレーションが高い方位をあら
かじめ定められた方位に設定する角Δを により定め、θPBS=90゜−θFR±Δとしたことを特徴
とする請求項1記載の光アイソレータ。
Wherein theta said first projection vector and the second projection vector and angle formed with PBS, the rotation angle of the polarization plane of the incident light theta FR by the Faraday rotator, ray of the incident light l vector, when a n a and the incident direction side normal vector of the first incident direction normal vectors of the polarization splitting film of the polarization beam splitter, n b the polarization splitting film of the second polarization beam splitter, iso The angle Δ that sets the high azimuth to the predetermined azimuth 2. The optical isolator according to claim 1, wherein θ PBS = 90 ° −θ FR ± Δ.
JP63245291A 1988-09-29 1988-09-29 Optical isolator Expired - Fee Related JP2610174B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63245291A JP2610174B2 (en) 1988-09-29 1988-09-29 Optical isolator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63245291A JP2610174B2 (en) 1988-09-29 1988-09-29 Optical isolator

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0293409A JPH0293409A (en) 1990-04-04
JP2610174B2 true JP2610174B2 (en) 1997-05-14

Family

ID=17131482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63245291A Expired - Fee Related JP2610174B2 (en) 1988-09-29 1988-09-29 Optical isolator

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2610174B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0331812A (en) * 1989-06-29 1991-02-12 Hitachi Metals Ltd Laser module with optical isolator
US5691845A (en) * 1994-08-12 1997-11-25 Tdk Corporation Optical isolator, optical isolator with fiber and method for making the same
DE19827699A1 (en) * 1998-06-22 1999-12-23 Siemens Ag Wavelength stabilized laser arrangement

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS634214A (en) * 1986-06-24 1988-01-09 Fuji Elelctrochem Co Ltd Optical isolator

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0293409A (en) 1990-04-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH07139906A (en) Polarization rotating apparatus with frequency-shift phase conjugate mirror and simplified interferometer-output coupler
US6384944B1 (en) Integral transmitter-receiver optical communication apparatus
EP0368335A2 (en) Polarization beam coupler adapted to produce output beam for monitoring
JP2001504947A (en) Optical isolator
JP2610174B2 (en) Optical isolator
JPH0553082A (en) Semiconductor laser module
JPH07294739A (en) Polarized light separating element
JPH0246419A (en) Optical isolator
JPS6257012B2 (en)
JPH04221922A (en) Polarization independent type optical isolator
US20040252376A1 (en) Beam converter for enhancing brightness of polarized light sources
JPS6145219A (en) Optical isolator
JP2840711B2 (en) Optical isolator
JPH0357459B2 (en)
JP2647488B2 (en) Polarization coupler
JPH09325215A (en) Polarization beam splitter and module therefor
JP2553358B2 (en) Optical isolator
JPS60238813A (en) Optical isolator
JP2574763B2 (en) Magneto-optical recording device
JP2989983B2 (en) Optical isolator
JPH07191279A (en) Optical isolator
JPS63284518A (en) Optical isolator
JPH06265820A (en) Optical passive component
JP2967257B2 (en) Optical isolator
JPH0634444A (en) Polarization analyzer

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees