JP2750872B2 - 多段型光アイソレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は１個の筒形永久磁石の内部に偏光子とファラ
デー回転子とを組み合わせた戻り光を防止する光アイソ
レータ素子を複数個配置して小型化を図った多段型光ア
イソレータに関する。

＜従来の技術＞ レーザ光を用いた光ファイバ通信などの情報制御シス
テムなどで発振器から発振された出力光の一部がシステ
ムの構成素子から反射されて発振器内に帰還し戻り光と
なってレーザの発振が乱れる現象を生ずる。この戻り光
を防止する手段は２個の偏光子と磁気飽和されたファラ
デー回転子による光学的手段で行なわれている。

一般に光アイソレータは第７図に示すように光軸５に
対し平面を直交させて，中央にファラデー回転子1,その
両外面に偏光子2,2′が配されて光アイソレータが形成
される。

ここで偏光子2,2′はそれに固有なある特定の偏波面
の成分の光のみを透過させ，これと垂直な成分の光は吸
収される。またファラデー回転子１は矢印Ａの向きの磁
界が加えられた磁気飽和中に置かれたとき，入射する直
線偏光７は矢印Ｂの方向に45゜回転した直線偏光７′と
して出力される。したがってレーザ発振器からの任意の
楕円偏光が第１の偏光子２に達すると，ここで透過する
光は直線偏光７となり出力される。この直線偏光７はフ
ァラデー回転子１を透過すると45゜回転した偏波面を持
つ直線偏光７′となって出力される。さらに第２の偏光
子２′において偏波面をファラデー回転子１の出力光の
偏波面と一致させることによって，ファラデー回転子１
からの直線偏光７′はそのまま透過した出力光となる。

いま第８図のように出力光の一部がシステムの構成素
子から反射された一般に楕円光となる戻り光は送りと同
じ構成の光アイソレータを通るため第２の偏光子２′直
線偏光７′となり，さらにファラデー回転子１を透過す
ると矢印Ｂの方向に45゜回転した直線偏光７の透過光の
偏波面は第１の偏光子２の偏波面とは直交する。したが
って第１の偏光子２に到達した戻り光はここで阻止され
てレーザ光の発振器側に帰還することがなくなる。

従来この種の戻り光を阻止する光アイソレータの例は
第９図および第10図に示す。

第９図のように第１の偏光子2,ファラデー回転子1,第
２の偏光子２′を順に光軸５を一致させ密着貼り合わせ
た光アイソレータ素子41を筒形の永久磁石３内に装着さ
せて光アイソレータが形成される。

また第10図のように第１の偏光子2,ファラデー回転子
1,第２の偏光子２′を順に光透過面を一致させて密着貼
り合わせ筒形の永久磁石３内に装着した形成された２個
の光アイソレータ素子41,42をそれぞれ２個の筒形永久
磁石３の間に磁性材のヨーク８を挾んで突き合わせて２
段型光アイソレータが構成されていた。

＜発明が解決しようとする問題点＞ しかし第９図に示す１段の光アイソレータはアイソレ
ーションが30dBしか得られないため用途によっては不十
分である。したがって第10図の２段の光アイソレータに
おいては，単純に複数個光軸方向に直列に配置したもの
では全体の形状が大きくなる欠点がある。

＜問題点を解決するための手段＞ 本発明は従来のかかる欠点を除き，ファラデー回転子
１を中央に挾んで両側面に２個の偏光子2,2′を光軸５
を一致させて密着固定された光アイソレータ素子41のフ
ァラデー回転子１を１個の筒形の永久磁石３内の中央縦
断面と一致させて配設するとともに，光アイソレータ素
子41の一方の端面に他の第２の光アイソレータ素子42を
永久磁石３の外側面外に配置しまたは１個の永久磁石３
内の中央縦断面に配置された第１の光アイソレータ素子
41の両外側面に光軸５を一致させて接着固定された第２
および第３の光アイソレータ素子を永久磁石３の外側面
外に配置，あるいは２個の光アイソレータ41,42の偏光
子２を光軸５を一致させ固着させるとともに，接着面を
１個の永久磁石３内の中央縦断面内に，またそれぞれの
ファラデー回転子１を永久磁石３の外側面外に配置した
多段型光アイソレータである。

＜作用＞ １個の筒形永久磁石３の中心軸上の磁界強度分布は永
久磁石３外側面内に対し両外側面外に再び逆方向に生ず
るので外側面外にファラデー回転子１を配置するとファ
ラデー回転子１に充分な飽和磁界が印加され適正な動作
が行なわれる。

＜実施例＞ 本発明の多段型光アイソレータの第１の実施例を第１
図，および第２図に示す。

図面に示すようにファラデー回転子１を中央にし両面
にそれぞれ偏光子２を光軸を一致させて密着固定された
第１の光アイソレータ素子41を１個の筒形の永久磁石３
内の中央縦断面内にファラデー回転子１の中央面を一致
させて配設する。さらにこの第１の光アイソレータ素子
41の外側面に第２の光アイソレータ素子42を光軸５一致
させ、永久磁石３の外側面外にファラデー回転子１を配
置し、偏光子２を互に固着して多段型光アイソレータが
形成される。

また本発明による第２の実施例を第３図および第４図
に示す。

図面に示すように第１の光アイソレータ素子41を１個
の筒形の永久磁石３内の中央縦断面内にファラデー回転
子１の中央面を一致させて配設するとともに、その両側
面にファラデー回転子１を永久磁石３の両端面の外側面
外となるように第２および第３の光アイソレータ素子4
2,43を配設し多段型光アイソレータが形成される。

さらに本発明による第３の実施例を第５図および第６
図（ａ）に示す。

図面に示すように２個の光アイソレータ素子41,42の
偏光子２を光軸５を一致させて固着し，固着面を中央縦
断面に配設したとき，ファラデー回転子１の面が永久磁
石３の両端面の外側面外とするように光アイソレータ素
子41,42が配置されて多段型光アイソレータが形成され
る。

ここにおいて第６図（ｂ）に示すように１個の筒形の
永久磁石３の中心軸６上における磁界強度分布９は永久
磁石３の中心縦断面を境に左右対称で永久磁石３の端面
近くで磁界の向きが逆となる。したがってファラデー回
転子１を磁気飽和させるためファラデー回転子１に垂直
な向きに十分な磁界が加わればよい。しかし筒形の永久
磁石３が作る磁界が充分な大きさならば永久磁石３の内
部および両外側外の３ケ所にファラデー回転子１を磁気
飽和させるのに適正な磁界強度を得ることができる。し
たがってこの３ケ所の磁界領域にファラデー回転子１を
配置して透過損失が少ない多段型光アイソレータが得ら
れる。

＜発明の効果＞ 以上に述べたように本発明によれば，従来のように永
久磁石３とともに光アイソレータ素子を積層するとき永
久磁石３の寸法が長くなるのにくらべて全体の形状が小
形となり，充分なアイソレーションを持つ多段型光アイ
ソレータが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の多段型光アイソレータの第１の実施例
の外観斜視図，第２図は第１図における中心軸を通る縦
断正面図，第３図は本発明による第２の実施例の外観斜
視図，第４図は第３図における中心軸を通る縦断正面
図，第５図は本発明による第３の実施例の外観斜視図，
第６図（ａ）は第５図における中心軸を通る縦断正面
図，第６図（ｂ）は筒形の永久磁石の中心軸上の磁界強
度を軸上のそれぞれの点における相対値を磁界の向きと
ともに表わした分布の特性曲線図，第７図は順方向の透
過光が光アイソレータ素子の各部品を通る状態を示す説
明図，第８図は第７図における戻り光が通る状態を示す
説明図，第９図は従来の１段型の光アイソレータの中心
軸を通る縦断正面図（ａ）および外観側面図（ｂ），第
10図は従来の２段型光アイソレータの中心軸を通る縦断
正面図（ａ）および外観側面図（ｂ）である。 なお 1:ファラデー回転子,2,2′：偏光子,3:永久磁石,41,42,
43:光アイソレータ素子,5:光軸,6:中心軸,7,7′：直線
偏光,8:ヨーク,9:磁界強度分布。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】飽和磁界内で直線偏光７の偏波面を45゜回
   転させるファラデー回転子１を中央に挾み両側面に特定
   方向の前記直線偏光７のみを透過させる２個の偏光子2,
   2′を光軸５と一致させ固着された光アイソレータ素子4
   1を前記ファラデー回転子１を１個の筒状の永久磁石３
   の中央縦断面と一致させて配設するとともに前記第１の
   光アイソレータ素子41の一方の端面に他の第２の光アイ
   ソレータ素子42を前記永久磁石３の外側面外における逆
   方向磁界領域内に光軸を一致させ配置固着することを特
   徴とする多段型光アイソレータ。
2. 【請求項２】前記第１の光アイソレータ素子41の両側端
   面に他の第２および第３の光アイソレータ素子42,43を
   光軸５を一致させ前記永久磁石３の両外側外領域に配置
   してなる特許請求の範囲第１項記載の多段型光アイソレ
   ータ。
3. 【請求項３】２個の前記光アイソレータ素子41,42を前
   記偏光子２相互を光軸５を一致させ固着した接続面を１
   個の前記永久磁石３内中央縦断面に配し，且つ前記ファ
   ラデー回転子１を前記永久磁石３の両外側外領域に配置
   してなる特許請求の範囲第１項記載の多段型光アイソレ
   ータ。