JP2744467B2 - Optical isolator - Google Patents

Optical isolator

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JP2744467B2
JP2744467B2 JP13812189A JP13812189A JP2744467B2 JP 2744467 B2 JP2744467 B2 JP 2744467B2 JP 13812189 A JP13812189 A JP 13812189A JP 13812189 A JP13812189 A JP 13812189A JP 2744467 B2 JP2744467 B2 JP 2744467B2
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寿久 黒澤
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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、例えば、光ファイバー伝送等の分野で用い
られる光アイソレータに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical isolator used in the field of, for example, optical fiber transmission.

[従来の技術] 例えば、光ファイバー伝送においては、半導体レーザ
等の光源の安定化や、光ファイバーの接続点及び入・出
端などで反射された反射戻り光の除去等を図り、高い光
伝送品質を確保するために磁気光学素子(ファラデーロ
ーテーター)を利用した光アイソレータが用いられる。
[Prior art] For example, in optical fiber transmission, high light transmission quality is achieved by stabilizing a light source such as a semiconductor laser and removing reflected return light reflected at a connection point and an input / output end of an optical fiber. An optical isolator using a magneto-optical element (Faraday rotator) is used to ensure this.

この光アイソレータは、磁気光学素子の入射位置及び
出射位置に、それぞれ第1の偏光子及び第2の偏光子を
配置したものである。
This optical isolator has a first polarizer and a second polarizer arranged at an incident position and an output position of a magneto-optical element, respectively.

これにより、第1の偏光子によって偏光光にされた入
射光は磁気光学素子内でその偏波面が一定角度(例えば
45゜)回転された後、第2の偏光子を通じて出射する。
一方、この出射光の一部は、光ファイバー等の端面で反
射され、反射光となって前記第2の偏光子に入射する。
この反射光は前記第2の偏光子によって偏光光にされ、
磁気光学素子内でその偏波面が一定角度(45゜)回転さ
れた後、前記第1の偏光子に入射する。このとき、前記
磁気光学素子による偏波面の回転方向は通常光の進行方
向によらず一定であるから、前記第1の偏光子に入射す
る入射光と反射光とでは、これらが前記磁気光学素子内
で回転を受けた回転角の和の分(90゜)だけ互いの偏波
面がずれていることになる。したがって、反射光は、前
記第1の偏光子によって遮断されることになる。
Thereby, the polarization plane of the incident light converted into the polarized light by the first polarizer has a fixed angle (for example, in the magneto-optical element).
45 °) After being rotated, the light exits through the second polarizer.
On the other hand, a part of the emitted light is reflected by the end face of the optical fiber or the like, becomes reflected light, and enters the second polarizer.
This reflected light is polarized by the second polarizer,
After the plane of polarization is rotated by a fixed angle (45 °) in the magneto-optical element, the light enters the first polarizer. At this time, since the direction of rotation of the plane of polarization by the magneto-optical element is constant irrespective of the traveling direction of the normal light, the incident light and the reflected light incident on the first polarizer are the same as those of the magneto-optical element. The polarization planes are shifted from each other by an amount corresponding to the sum of the rotation angles (90 °). Therefore, the reflected light is blocked by the first polarizer.

[発明が解決しようとする課題] ところで、従来のこの種の光アイソレータは、通常、
特定の条件(用いるレーザ光の波長、環境温度等)のも
とで所定の特性を発揮することができるように、調整・
設定がなされたものである。このため、この光アイソレ
ータを使用する場合には、この光アイソレータの使用条
件をその調整・設定時の条件と同じ条件に設定する必要
がある。
[Problems to be Solved by the Invention] By the way, a conventional optical isolator of this type is usually
Adjustment and adjustment so that the specified characteristics can be exhibited under specific conditions (wavelength of laser beam used, environmental temperature, etc.)
The settings have been made. Therefore, when this optical isolator is used, it is necessary to set the use conditions of this optical isolator to the same conditions as those at the time of adjustment and setting.

すなわち、一般に、この光アイソレータに使用してい
る磁気光学素子のファラデー回転角は波長依存性を有
し、また、同一の波長に対しても温度依存性を有してい
る。このため、用いるレーザ光の波長や環境温度が前記
調整・設定時における条件と異なる場合には、所定の特
性を発揮できなくなる。しかしながら、用途によって
は、前記調整・設定時の環境温度と同一の温度に設定す
ることが困難であったり、あるいは、用いるレーザ光の
波長を前記調整・設定時の波長と同一の波長にすること
ができない場合が少なからず生ずる。このため、このよ
うな場合には、この光アイソレータが本来有している性
能を十分発揮することができないという問題点があっ
た。
That is, in general, the Faraday rotation angle of the magneto-optical element used in the optical isolator has wavelength dependency, and also has temperature dependency for the same wavelength. For this reason, when the wavelength of the laser beam used and the environmental temperature are different from the conditions at the time of the adjustment / setting, the predetermined characteristics cannot be exhibited. However, depending on the application, it is difficult to set the same temperature as the environmental temperature at the time of the adjustment / setting, or the wavelength of the laser beam to be used is set to the same wavelength as the wavelength at the time of the adjustment / setting. Not a few cases occur. Therefore, in such a case, there is a problem that the performance inherent in the optical isolator cannot be sufficiently exhibited.

本発明は、上述の背景のもとでなされたものであり、
比較的簡単に種々の条件のもとで最良の特性を発揮する
ことができる光アイソレータを提供することを目的とし
たものである。
The present invention has been made under the above-mentioned background,
It is an object of the present invention to provide an optical isolator that can exhibit the best characteristics under various conditions relatively easily.

[課題を解決するための手段] 本発明は、以下の構成とすることで、上述の課題を解
決している。
[Means for Solving the Problems] The present invention solves the above-mentioned problems by adopting the following configuration.

入射光を偏光光にして出射させる第1の偏光子と、 この第1の偏光子から出力された偏光光を入射してフ
ァラデー効果により偏波面を回転させて出射させる第1
の磁気光学素子と、 前記第1の磁気光学素子から出射された偏光光を入射
してファラデー効果により偏波面を回転させて出射させ
る第2の磁気光学素子と、 前記第1及び第2の磁気光学素子内に磁界を形成して
ファラデー効果を生じさせる磁界発生手段と、 前記第2の磁気光学素子からの出射光を入射して出射
させる第2の偏光子とを有し、 前記磁界発生手段によって前記第1または第2の磁気
光学素子内に形成される磁界のうちいずれか一方を変化
させることができるようにした構成。
A first polarizer that converts incident light into polarized light and emits the light; and a first polarizer that emits polarized light output from the first polarizer and rotates the plane of polarization by the Faraday effect to emit the light.
A second magneto-optical element that receives polarized light emitted from the first magneto-optical element, rotates the plane of polarization by the Faraday effect and emits the polarized light, and the first and second magnetic fields. A magnetic field generating means for generating a Faraday effect by forming a magnetic field in the optical element; and a second polarizer for inputting and emitting light emitted from the second magneto-optical element, wherein the magnetic field generating means The magnetic field generated in the first or second magneto-optical element can be changed.

[作用] 前記構成において、前記第1及び第2の磁気光学素子
を通過した偏光光がトータルで、例えば、45゜その偏波
面が回転するように調整すれば、所期の光アイソレーシ
ョン特性を発揮することが可能となる。
[Operation] In the above-mentioned configuration, if the polarization light passing through the first and second magneto-optical elements is adjusted so that the polarization plane thereof is rotated by, for example, 45 °, the desired optical isolation characteristics can be obtained. It is possible to demonstrate.

この場合、この調整は、例えば、前記磁界発生手段に
対する前記第1または第2の磁気光学素子の位置関係を
変化させる等によって、前記第1または第2の磁気光学
素子内に形成される磁界を変化させることにより行うこ
とができる。したがって、例えば、使用するレーザ光の
波長、あるいは、環境温度等の条件が前記最初に調整し
た際の条件と異なる場合であっても、再度、前記磁界を
変化させる調整を行うことで所期の特性を発揮できる状
態に設定することが可能となる。
In this case, the adjustment is performed by, for example, changing the positional relationship of the first or second magneto-optical element with respect to the magnetic field generating means, for example, by changing the magnetic field formed in the first or second magneto-optical element. It can be done by changing. Therefore, for example, even when conditions such as the wavelength of the laser beam to be used or the environmental temperature are different from the conditions at the time of the first adjustment, the intended adjustment is performed again by changing the magnetic field. It is possible to set to a state where the characteristics can be exhibited.

なお、このとき、例えば、前記第1の磁気光学素子と
して、必要とする回転角の大部分が得られるようなもの
を用い、一方、前記第2の磁気光学素子として、磁界の
変化に対して回転角が緩やかに変化するものを用い、こ
の第2の磁気光学素子に形成する磁界を変化させるよう
にすることにより、前記調整を行うようにすれば、容易
に精密な調整ができるようにすることが可能となる。
At this time, for example, as the first magneto-optical element, an element that can obtain most of the required rotation angle is used, and on the other hand, as the second magneto-optical element, a change in the magnetic field is prevented. By using a device whose rotation angle changes gradually and by changing the magnetic field formed in the second magneto-optical element, if the adjustment is performed, precise adjustment can be easily performed. It becomes possible.

[実施例] 第1図は本発明の一実施例にかかる光アイソレータの
縦断面図である。以下第1図を参照しながら、本発明の
一実施例を詳述する。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an optical isolator according to one embodiment of the present invention. Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

第1図において、符号1は略円柱状の磁気光学素子、
符号2は前記磁気光学素子1内に磁界を形成するための
磁石部材、符号3は第2の磁気光学素子、符号4は前記
第2の磁気光学素子3内に磁界を形成するための磁石部
材、符号5は第1の偏光子、符号6は第2の偏光子、符
号7は磁気光学素子1及び3を保持するための略円筒状
をなしたホルダー、符号8は前記第1の偏光子5を保持
する前方側板、符号9は前記第2の偏光子6を保持する
後方側板、符号10は前記第1及び第2の磁石部材2及び
4等を保持するための略有底円筒状をなした外ケースで
ある。なお、前記第1及び第2の磁石部材2及び4は本
発明における磁界発生手段を構成する。
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a substantially cylindrical magneto-optical element,
Reference numeral 2 denotes a magnet member for forming a magnetic field in the magneto-optical element 1, reference numeral 3 denotes a second magneto-optical element, and reference numeral 4 denotes a magnet member for forming a magnetic field in the second magneto-optical element 3. Reference numeral 5 denotes a first polarizer, reference numeral 6 denotes a second polarizer, reference numeral 7 denotes a substantially cylindrical holder for holding the magneto-optical elements 1 and 3, and reference numeral 8 denotes the first polarizer. Reference numeral 9 denotes a rear side plate that holds the second polarizer 6, reference numeral 9 denotes a substantially bottomed cylindrical shape that holds the first and second magnet members 2 and 4, and the like. This is the outer case. The first and second magnet members 2 and 4 constitute a magnetic field generating means in the present invention.

前記磁気光学素子1は、例えば、イットリウム鉄ガー
ネット(Y3Fe5O12)の単結晶(YIG)を略円柱状に形成
し、両端面を互いに平行にしてこれらに反射防止膜を形
成したものである。この第1の磁気光学素子1は、強磁
性体であるため、比較的小さい磁界強度(1800ガウス程
度)で飽和状態になり、また、磁界強度に対するファラ
デー回転角の立ち上がりも早い。すなわち、比較的小さ
い磁界強度で大きなファラデー回転角を得ることができ
る。反面、磁界強度を変化させることによってファラデ
ー回転角を精密に調整することには不向きである。な
お、ファラデー回転角θは、周知の式、θ=VlH(ただ
し、l;磁気光学素子内での光伝搬光路長、V;ヴェルデ定
数、H;磁界強度)によって求められる。この実施例で
は、この第1の磁気光学素子1によって、波長1.3μm
の偏向光に対しては45゜、波長1.55μm偏光光に対して
は36゜のファラデー回転角が得られるようになってい
る。
The magneto-optical element 1 is, for example, one in which a single crystal (YIG) of yttrium iron garnet (Y 3 Fe 5 O 12 ) is formed in a substantially columnar shape, and an anti-reflection film is formed on both ends thereof in parallel with each other. It is. Since the first magneto-optical element 1 is a ferromagnetic material, it is saturated at a relatively small magnetic field strength (about 1800 gauss), and the Faraday rotation angle rises rapidly with respect to the magnetic field strength. That is, a large Faraday rotation angle can be obtained with a relatively small magnetic field strength. On the other hand, it is not suitable for precisely adjusting the Faraday rotation angle by changing the magnetic field strength. The Faraday rotation angle θ is obtained by a well-known formula, θ = VlH (1: light path length of light propagating in a magneto-optical element, V: Verdet constant, H: magnetic field strength). In this embodiment, the first magneto-optical element 1 has a wavelength of 1.3 μm.
A Faraday rotation angle of 45 ° can be obtained for polarized light of 45 °, and 36 ° for polarized light of 1.55 μm wavelength.

また、前記第2の磁気光学素子3は、例えば、FR−6
硝子(HOYA株式会社の商品名)を、前記第1の磁気光学
素子1よりも径の大きい円柱状に形成し、両端面を互い
に平行にしてこれらに反射防止膜を形成したものであ
る。この第2の磁気光学素子3は、常磁性体であるた
め、前記第1の磁気光学素子1に比較して大きなファラ
デー回転角は得られない反面、磁界強度変化に対するフ
ァラデー回転角の変化が緩やかであるので、ファラデー
回転角の微調整を容易に行うことができる。なお、この
実施例では、前記第2の磁石部材4によって前記第2の
磁気光学素子3に形成可能な最大の磁界をかけたとき、
波長1.55μmの偏光光に対して約10゜のファラデー回転
角が得られるようになっている。
The second magneto-optical element 3 is, for example, FR-6
Glass (trade name of HOYA CORPORATION) is formed in a cylindrical shape having a diameter larger than that of the first magneto-optical element 1, and an anti-reflection film is formed on both ends thereof in parallel with each other. Since the second magneto-optical element 3 is a paramagnetic substance, a large Faraday rotation angle cannot be obtained as compared with the first magneto-optical element 1, but the change in the Faraday rotation angle with respect to a change in magnetic field intensity is moderate. Therefore, fine adjustment of the Faraday rotation angle can be easily performed. In this embodiment, when the maximum magnetic field that can be formed on the second magneto-optical element 3 by the second magnet member 4 is applied,
A Faraday rotation angle of about 10 ° can be obtained for polarized light having a wavelength of 1.55 μm.

前記第1及び第2の磁気光学素子1及び3は、円筒状
のホルダー7の内部に、互いの中心軸が共通になるよう
に保持されている。すなわち、前記ホルダー7の内部に
は、小径部7aと大径部7bとが形成され、それぞれに前記
第1の磁気光学素子1及び第2の磁気光学素子3とが保
持されるようになっている。
The first and second magneto-optical elements 1 and 3 are held inside a cylindrical holder 7 so that their central axes are common. That is, a small-diameter portion 7a and a large-diameter portion 7b are formed inside the holder 7, and the first magneto-optical element 1 and the second magneto-optical element 3 are respectively held therein. I have.

前記第1及び第2の磁石部材2及び4は、ともに、Sm
−Co系永久磁石を略円筒状に形成し、その内径が前記ホ
ルダー7の外径とほぼ同じになるようにするとともに、
これらを前記ホルダー7に同軸的に嵌合して、前記第1
の磁石部材2が前記第1の磁気光学素子1を囲み、前記
第2の磁石部材4が前記第2の磁気光学素子3を囲むよ
うな位置に配置したものである。そして、この状態で、
前記第1及び第2の磁石部材2及び4を前記有底円筒状
の外ケース10に嵌合したものである。
The first and second magnet members 2 and 4 are both Sm
-Forming a Co-based permanent magnet in a substantially cylindrical shape so that the inner diameter thereof is substantially the same as the outer diameter of the holder 7;
These are fitted coaxially to the holder 7 and the first
The second magnet member 4 surrounds the first magneto-optical element 1, and the second magnet member 4 surrounds the second magneto-optical element 3. And in this state,
The first and second magnet members 2 and 4 are fitted in the bottomed cylindrical outer case 10.

この場合、前記第1の磁石部材2は前記ホルダー7に
固定され、前記第2の磁石部材4は前記ホルダー7の外
周面及び外ケース10の内周面に沿って移動自在なように
形成されている。なお、前記第1及び第2の磁石部材2
及び4は、円筒状の両端面にそれぞれN極及びS極が形
成されるようになっており、したがって、前記第1及び
第2の磁気光学素子1及び3内には、その軸方向に平行
な磁界が形成されるようになっている。また、この場
合、前記第1の磁石部材2と第2の磁石部材4との対向
する端面の磁極が同一となるように配置されている。
In this case, the first magnet member 2 is fixed to the holder 7, and the second magnet member 4 is formed so as to be movable along the outer peripheral surface of the holder 7 and the inner peripheral surface of the outer case 10. ing. The first and second magnet members 2
And 4, the north pole and the south pole are formed on both end surfaces of the cylindrical shape, respectively. Therefore, the first and second magneto-optical elements 1 and 3 are parallel to the axial direction. A strong magnetic field is formed. In this case, the first magnet member 2 and the second magnet member 4 are arranged so that the magnetic poles on the opposite end faces are the same.

前記外ケース10の図中左方側端面には、前方側板8が
固定され、また、該ケース10の図中右方側端面には後方
側板9が固定されている。
A front side plate 8 is fixed to a left end surface of the outer case 10 in the drawing, and a rear side plate 9 is fixed to a right end surface of the case 10 in the drawing.

前記前方側板8及び後方側板9のほぼ中心部には収納
部8a及び9aが設けられ、これらにそれぞれ前記第1及び
第2の偏光子5及び6が収納されており、さらに、これ
ら収納部8a及び9aを通過するように、光通過用貫通孔8b
及び9bが設けられている。この場合、前記第1の偏光子
5及び6の光軸と、前記第1及び第2の磁気光学素子1
及び3の光軸と、前記貫通孔8a及び9aの中心軸とが、す
べて共通になるように形成されている。なお、前記外ケ
ース10には、前記貫通孔8bの延長上に、該貫通孔8bと連
絡して光を通過させる貫通光10aが設けられている。さ
らに、この外ケース10の底部には前記ホルダー7の一端
部を嵌合して支持する有底円形孔10bが設けられている
とともに、前記後方側板9には前記ホルダー7の他端部
を嵌合して支持する有底円形孔9cが設けられている。こ
れにより、前記ホルダー7は前記外ケース10に所定の位
置関係に固定されているものである。
At approximately the center of the front side plate 8 and the rear side plate 9, storage portions 8a and 9a are provided, in which the first and second polarizers 5 and 6 are stored, respectively. And 9a, through-hole 8b for light passage
And 9b. In this case, the optical axes of the first polarizers 5 and 6 and the first and second magneto-optical elements 1
And 3 and the central axis of the through holes 8a and 9a are all formed to be common. The outer case 10 is provided with penetrating light 10a that extends through the through-hole 8b and communicates with the through-hole 8b to allow light to pass therethrough. Further, a bottomed circular hole 10b for fitting and supporting one end of the holder 7 is provided at the bottom of the outer case 10, and the other end of the holder 7 is fitted to the rear side plate 9. A circular hole 9c with a bottom that is supported together. Thus, the holder 7 is fixed to the outer case 10 in a predetermined positional relationship.

また、前記第2の磁石部材4の図中右方よりの端面に
は軸受部材4aが固定され、この軸受部材4aには、ねじ棒
11の先端部が回転自在にかつ図中左右方向には固定され
るように嵌合されている。前記ねじ棒11のねじ部11a
は、前記後方側板9に形成されたねじ孔9dに螺合されて
いる。なお、前記ねじ棒11の図中右端部にはつまみ12が
取付けられている。したがって、前記つまみ12を操作し
てねじ棒11を回転することにより、前記第2の磁石部材
4を図中矢印p方向に移動させることができるようにな
っているものである。
A bearing member 4a is fixed to the end face of the second magnet member 4 from the right side in the drawing, and a screw rod is attached to the bearing member 4a.
11 are fitted so that the distal end portion is rotatable and fixed in the horizontal direction in the figure. The threaded portion 11a of the threaded rod 11
Is screwed into a screw hole 9d formed in the rear side plate 9. A knob 12 is attached to the right end of the screw rod 11 in the drawing. Therefore, by operating the knob 12 and rotating the screw rod 11, the second magnet member 4 can be moved in the direction of the arrow p in the drawing.

上述の構成において、図中矢印Aで示されるように、
入射光を前記前方側板8の貫通孔8bから入射させると、
該入射光は、前記第1の偏光子5、第1の磁気光学素子
1、第2の磁気光学素子3及び第2の偏光子6を通過し
て外部に射出される。
In the above configuration, as indicated by an arrow A in the figure,
When the incident light is made to enter from the through hole 8b of the front side plate 8,
The incident light passes through the first polarizer 5, the first magneto-optical element 1, the second magneto-optical element 3, and the second polarizer 6, and is emitted to the outside.

この場合、前記入射光は、前記第1の偏光子5によっ
て偏向光にされ、次に、前記第1の磁気光学素子1内で
その偏波面が所定の角度(例えば、45゜に近い角度。な
お、この回転角は波長によって異なる。)回転された
後、第2の磁気光学素子3に入射する。ここで、前記つ
まみ12を操作して前記第2の磁石部材4の前記第2の磁
気光学素子3に対する相対位置を変化させて該第2の磁
気光学素子3に形成される磁界を変化させることによ
り、この第2の磁気光学素子3によるファラデー回転角
を微調整して、前記第1の磁気光学素子1と第2の磁気
光学素子3とによる偏波面のトータルの回転角が45゜に
なるようにする。そして、前記第2の偏光子6をその偏
光面が前記第2の磁気光学素子3を通過した偏光光が通
過できるような関係になるように配置する。
In this case, the incident light is turned into polarized light by the first polarizer 5, and then the plane of polarization in the first magneto-optical element 1 is at a predetermined angle (for example, an angle close to 45 °). Note that the rotation angle differs depending on the wavelength.) After being rotated, the light enters the second magneto-optical element 3. Here, the relative position of the second magnet member 4 with respect to the second magneto-optical element 3 is changed by operating the knob 12 to change the magnetic field formed on the second magneto-optical element 3. Thus, the Faraday rotation angle by the second magneto-optical element 3 is finely adjusted, and the total rotation angle of the plane of polarization by the first and second magneto-optical elements 1 and 3 becomes 45 °. To do. Then, the second polarizer 6 is arranged such that its polarization plane has a relationship such that polarized light that has passed through the second magneto-optical element 3 can pass therethrough.

これにより、前記第2の偏光子6を出射した光の一部
が、例えば、光ファイバー等の端面で反射されて、図中
矢印Bに示されように、戻り光となって前記第2の偏光
子6から入射しても、この戻り光を前記第1の偏光子5
によって遮断することができる。すなわち、この戻り光
は、前記第2の偏光子6によって偏光光にされ、第2及
び第1の磁気光学素子3及び1によってその偏波面が45
゜回転された後、前記第1の偏光子5に入射する。この
とき、前記第2及び第1の磁気光学素子3及び1による
偏波面の回転方向は光の進行方向によらず一定であるか
ら、前記第1の偏光子5に入射する入射光と戻り光とで
は、これらが前記第1及び第2の磁気光学素子1及び3
でそれぞれ回転を受けた回転角の和の分(90゜)だけ互
いの偏波面がずれていることになる。したがって、反射
光は、前記第1の偏光子5によって遮断されることにな
る。
Thereby, a part of the light emitted from the second polarizer 6 is reflected on an end face of, for example, an optical fiber or the like, and becomes return light as shown by an arrow B in the drawing to become the second polarized light. Even when the light enters from the polarizer 6, the return light is transmitted to the first polarizer 5.
Can be blocked by That is, this return light is converted into polarized light by the second polarizer 6, and its polarization plane is changed to 45 by the second and first magneto-optical elements 3 and 1.
゜ After being rotated, the light enters the first polarizer 5. At this time, since the direction of rotation of the plane of polarization by the second and first magneto-optical elements 3 and 1 is constant irrespective of the traveling direction of the light, the incident light and the return light entering the first polarizer 5 are returned. In these, these are the first and second magneto-optical elements 1 and 3
The polarization planes are shifted from each other by the sum (90 °) of the rotation angles respectively rotated. Therefore, the reflected light is blocked by the first polarizer 5.

いま、前記入射光として波長1.3μmの光を入射させ
たときは、前記第1の磁気光学素子1でのファラデー回
転角が45゜となる。したがって、この波長1.3μmの光
についてのアイソレーションを行うときには、前記第2
の磁石部材4を図中右端部に移動させて前記第2の磁気
光学素子3に磁界が形成されないようにすることでアイ
ソレーションの作用を得ることができる。
When light having a wavelength of 1.3 μm is incident as the incident light, the Faraday rotation angle in the first magneto-optical element 1 is 45 °. Therefore, when performing isolation with respect to the light having the wavelength of 1.3 μm, the second
By moving the magnet member 4 to the right end in the figure so that a magnetic field is not formed in the second magneto-optical element 3, the effect of isolation can be obtained.

次に、この光アイソレータに1.55μmの波長の光を入
射させた場合を考える。この場合には、前記第1の磁気
光学素子1による偏波面の回転角は36゜である。そこ
で、前記つまみ12を操作して前記磁石部材4を移動し、
前記第2の磁気光学素子4に磁界を形成してこの第2の
磁気光学素子3による偏波面の回転角が9゜になるよう
に調整する。これにより、前記第1及び第2の磁気光学
素子1及び3によるトータルの回転角が45゜となり、光
アイソレーションの作用を得ることができる。
Next, consider a case where light having a wavelength of 1.55 μm is made incident on this optical isolator. In this case, the rotation angle of the plane of polarization by the first magneto-optical element 1 is 36 °. Then, the knob 12 is operated to move the magnet member 4,
A magnetic field is formed in the second magneto-optical element 4 so that the rotation angle of the plane of polarization by the second magneto-optical element 3 is adjusted to 9 °. As a result, the total rotation angle of the first and second magneto-optical elements 1 and 3 becomes 45 °, and an effect of optical isolation can be obtained.

すなわち、この実施例の光アイソレータによれば、波
長1.3〜1.55μmのいずれの光に対しても光アイソレー
ションの作用を得ることができる。したがって、著しく
汎用性に富むものとすることができる。
That is, according to the optical isolator of this embodiment, the effect of optical isolation can be obtained for any light having a wavelength of 1.3 to 1.55 μm. Therefore, it can be remarkably versatile.

なお、前記一実施例では、適用する光の波長が異なる
場合を例に掲げたが、これは、他の条件、例えば、使用
時における環境温度が種々異なる場合であって、各温度
において所期のアイソレーション特性を得ようとする場
合にも適用できる。すなわち、例えば、特定の波長の光
に対して、前記第1の磁気光学素子として、温度t1のと
き、ファラデー回転角がθ(例えば、45゜に近い角
度)であり、温度t2ではファラデー回転角がθである
ような素子を選定した場合、第2の磁気光学素子による
ファラデー回転角を、温度t1においては、θ+θ
45゜となるθ、温度t2においては、θ+θ=45゜
となるθにそれぞれ設定することによって、これら各
温度において所期のアイソレーション特性を得ることが
できる。
In the above-described embodiment, the case where the wavelength of light to be applied is different is described as an example. However, this is the case where other conditions, for example, the environmental temperature during use is variously different, The present invention can be applied to the case where the isolation characteristic is to be obtained. That is, for example, for light of a specific wavelength, the Faraday rotation angle is θ 1 (for example, an angle close to 45 °) at the temperature t 1 as the first magneto-optical element, and at the temperature t 2 When an element whose Faraday rotation angle is θ 2 is selected, the Faraday rotation angle of the second magneto-optical element is set to θ 1 + θ 3 = at the temperature t 1 .
45 ° becomes theta 3, at a temperature t 2, by setting the respective θ 2 + θ 4 = 45 ° becomes theta 4, it is possible at each of these temperatures to obtain the desired isolation characteristics.

また、前記一実施例では、第2の磁気光学素子3に形
成する磁界を変化させるのに、第2の磁石部材4を移動
させる例を掲げたが、これは、第2の磁石部材4を固定
して第2の磁気光学素子3を移動させるようにしてもよ
い。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the second magnet member 4 is moved to change the magnetic field formed in the second magneto-optical element 3 has been described. The second magneto-optical element 3 may be moved while being fixed.

さらに、前記第1の磁気光学素子と第2の磁気光学素
子との配置関係は前記一実施例の場合と逆にしてもよ
い。
Further, the arrangement relationship between the first magneto-optical element and the second magneto-optical element may be reversed from that of the embodiment.

また、前記一実施例では、磁界発生手段として第1及
び第2の磁石部材(永久磁石)を用いる例を掲げたが、
これは永久磁石のかわりに電磁石を用いてもよい。電磁
石を用いた場合には、前記一実施例のように、第2の磁
石部材を移動させるような機構を設ける必要はなく、電
磁石に流す電流を可変できるようにすることで、磁気光
学素子内に形成させる磁界を変化させることができる。
Also, in the above-described embodiment, an example is described in which the first and second magnet members (permanent magnets) are used as the magnetic field generating means.
This may use an electromagnet instead of a permanent magnet. When an electromagnet is used, there is no need to provide a mechanism for moving the second magnet member, as in the above-described embodiment. Can be changed.

さらに、第2の磁気光学素子としては、前記一実施例
に用いたFR−6硝子のかわりに、同様の特性を備えた他
の素材、例えば、FR−5硝子(HOYA株式会社の商品
名)、あるいは、TGまたはTGG(TbGa5O12)等を用いて
もよいし、また、第1の磁気光学素子としては、前記一
実施例で用いたYIGのかわりに、同様の特性を備えた他
の素材、例えば、GIG、GIG(YbTbBi)3Fe5O12、(HoTbB
i)3Fe5O12または(GdBi)(FeAl)G等を用いてもよ
い。
Further, as the second magneto-optical element, instead of the FR-6 glass used in the above embodiment, another material having similar characteristics, for example, FR-5 glass (trade name of HOYA Corporation) Alternatively, TG or TGG (TbGa 5 O 12 ) or the like may be used. As the first magneto-optical element, instead of YIG used in the above-described embodiment, other materials having similar characteristics are used. material, for example, GIG, GIG (YbTbBi) 3 Fe 5 O 12, (HoTbB
i) 3 Fe 5 O 12 or (GdBi) 3 (FeAl) G may be used.

さらには、前記第1及び第2の磁石部材を一体に形成
された磁石部材を用い、前記第1または第2の磁気光学
素子のいずれかを移動可能なようにしてもよい。
Further, a magnet member formed integrally with the first and second magnet members may be used so that either the first or second magneto-optical element can be moved.

[発明の効果] 以上、詳述したように、本発明は、2つの磁気光学素
子を用い、これら2つの磁気光学素子の一方に形成させ
る磁界を固定し、他方に形成させる磁界を可変できるよ
うにし、これら2つの磁気光学素子を偏光光が通過した
場合、これらの2つの磁気光学素子によるトータルのフ
ァラデー回転角が所定の値になるように調整できるよう
にしたものであり、これにより、比較的簡単に種々の条
件のもとで最良の特性を発揮することができる光アイソ
レータを得ることを可能にしたものである。
[Effects of the Invention] As described above in detail, the present invention uses two magneto-optical elements, so that the magnetic field formed on one of the two magneto-optical elements can be fixed and the magnetic field formed on the other can be changed. When polarized light passes through these two magneto-optical elements, the total Faraday rotation angle by these two magneto-optical elements can be adjusted so as to be a predetermined value. It is possible to obtain an optical isolator that can exhibit the best characteristics easily and easily under various conditions.

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

第1図は本発明の一実施例にかかる光アイソレータの縦
断面図である。 1……第1の磁気光学素子、 2……第1の磁石部材、 3……第2の磁気光学素子、 4……第2の磁石部材、 5……第1の偏光子、 6……第2の偏光子、 11……ねじ棒。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an optical isolator according to one embodiment of the present invention. 1 ... first magneto-optical element, 2 ... first magnet member, 3 ... second magneto-optical element, 4 ... second magnet member, 5 ... first polarizer, 6 ... The second polarizer, 11 ... screw rod.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】入射光を偏光光にして出射させる第1の偏
光子と、 この第1の偏光子から出射された偏光光を入射してファ
ラデー効果により偏波面を回転させて出射させる第1の
磁気光学素子と、 前記第1の磁気光学素子から出射された偏光光を入射し
てファラデー効果により偏波面を回転させて出射させる
第2の磁気光学素子と、 前記第1及び第2の磁気光学素子内に磁界を形成してフ
ァラデー効果を生じさせる磁界発生手段と、 前記第2の磁気光学素子からの出射光を入射して出射さ
せる第2の偏光子とを有し、 前記磁界発生手段によって前記第1または第2の磁気光
学素子内に形成される磁界のうちいずれか一方を変化さ
せることができるようにした光アイソレータ。
1. A first polarizer for converting incident light into polarized light and emitting the light; and a first polarizer for emitting polarized light emitted from the first polarizer and rotating the plane of polarization by the Faraday effect to emit the light. A second magneto-optical element that receives polarized light emitted from the first magneto-optical element, rotates the plane of polarization by the Faraday effect and emits the polarized light, and the first and second magnetic fields. A magnetic field generating means for generating a Faraday effect by forming a magnetic field in the optical element; and a second polarizer for inputting and emitting light emitted from the second magneto-optical element, wherein the magnetic field generating means An optical isolator which can change either one of the magnetic fields formed in the first or second magneto-optical element.
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