JP2832839B2 - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JP2832839B2 JP2832839B2 JP13529989A JP13529989A JP2832839B2 JP 2832839 B2 JP2832839 B2 JP 2832839B2 JP 13529989 A JP13529989 A JP 13529989A JP 13529989 A JP13529989 A JP 13529989A JP 2832839 B2 JP2832839 B2 JP 2832839B2
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- Japan
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- optical isolator
- thickness
- faraday
- polarizer
- faraday rotation
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Description
【発明の詳細な説明】 イ．発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体レーザなどの光発振素子における、
戻り光による雑音発生を防止するための、光アイソレー
タに関するものである。
戻り光による雑音発生を防止するための、光アイソレー
タに関するものである。
光通信において、半導体レーザに戻ってくる戻り光
は、半導体レーザのモードホッピングを招き、レーザ発
振光を不安定にする雑音の原因となる。こうした戻り光
によって発生する雑音を防止するため、戻り光を遮断す
る光アイソレータが必要となってくる。
は、半導体レーザのモードホッピングを招き、レーザ発
振光を不安定にする雑音の原因となる。こうした戻り光
によって発生する雑音を防止するため、戻り光を遮断す
る光アイソレータが必要となってくる。
現在、光アイソレータ用のファラデー回転素子として
は、（GdBi）３（FeAlGa）5O12や（TbBi）3Fe5O12など
のガーネット厚膜が多く利用されているが、このガーネ
ット厚膜は、使用環境の温度変化に応じて敏感に、その
主特性であるファラデー回転角を変化させてしまう欠点
がある。又、もう一つの欠点として、使用波長の変化に
よってもそのファラデー回転角を変動させてしまう現象
がある。このファラデー回転角が製作設定値よりもずれ
れば、光アイソレータの主特性であるアイソレーション
（逆方向損失）は劣化し、戻り光を遮断する能力が大き
く低下してしまう。温度特性や波長特性は材料によって
も異なるが、（GdBi）３（FeAlGa）5O12や（TbBi）3Fe5
O12の場合は、第１表に示した。
は、（GdBi）３（FeAlGa）5O12や（TbBi）3Fe5O12など
のガーネット厚膜が多く利用されているが、このガーネ
ット厚膜は、使用環境の温度変化に応じて敏感に、その
主特性であるファラデー回転角を変化させてしまう欠点
がある。又、もう一つの欠点として、使用波長の変化に
よってもそのファラデー回転角を変動させてしまう現象
がある。このファラデー回転角が製作設定値よりもずれ
れば、光アイソレータの主特性であるアイソレーション
（逆方向損失）は劣化し、戻り光を遮断する能力が大き
く低下してしまう。温度特性や波長特性は材料によって
も異なるが、（GdBi）３（FeAlGa）5O12や（TbBi）3Fe5
O12の場合は、第１表に示した。
使用温度範囲０ないし60℃において、常温で測定した
ファラデー回転角45degのガーネット厚膜は、±2deg程
度の誤差範囲を持つ。又、ガーネット厚膜の厚さが増せ
ば、ファラデー回転角も増し、厚さが減れば回転角も減
る。このガーネット厚膜の膜厚のばらつきによるファラ
デー回転角の誤差±0.5degを加えると、総変動幅±2.5d
eg以上にもなってしまう。これは、1.31μｍ帯用ガーネ
ット厚膜の膜厚に換算すると、±16μｍ以上の誤差範囲
となる。又、使用設定環境温度に対しても±５℃程度の
変動はつきものである。これは、膜厚換算で３μｍ以上
にも相当する値である。
ファラデー回転角45degのガーネット厚膜は、±2deg程
度の誤差範囲を持つ。又、ガーネット厚膜の厚さが増せ
ば、ファラデー回転角も増し、厚さが減れば回転角も減
る。このガーネット厚膜の膜厚のばらつきによるファラ
デー回転角の誤差±0.5degを加えると、総変動幅±2.5d
eg以上にもなってしまう。これは、1.31μｍ帯用ガーネ
ット厚膜の膜厚に換算すると、±16μｍ以上の誤差範囲
となる。又、使用設定環境温度に対しても±５℃程度の
変動はつきものである。これは、膜厚換算で３μｍ以上
にも相当する値である。
これに対し、半導体レーザの波長は、その波長が必ず
しも規格通りに正確ではなく、±10nm程度の波長誤差は
ある。この波長誤差を実際のファラデー回転角で表す
と、1.31μｍ波長帯で±0.6degの変動となる。これにガ
ーネット厚膜の膜厚のばらつきによるファラデー回転角
の誤差±0.5degを加えると、変動値は±1.0deg以上にも
なってしまう。これは、1.31μｍ帯用ガーネット厚膜の
膜厚に換算すると、±６μｍ以上の誤差範囲となる。
しも規格通りに正確ではなく、±10nm程度の波長誤差は
ある。この波長誤差を実際のファラデー回転角で表す
と、1.31μｍ波長帯で±0.6degの変動となる。これにガ
ーネット厚膜の膜厚のばらつきによるファラデー回転角
の誤差±0.5degを加えると、変動値は±1.0deg以上にも
なってしまう。これは、1.31μｍ帯用ガーネット厚膜の
膜厚に換算すると、±６μｍ以上の誤差範囲となる。
このようなファラデー回転角の変動は、光アイソレー
タの主特性であるアイソレーションを大きく劣化させて
しまう。このような誤差範囲が生じてしまっいては、高
アイソレーションの光アイソレータを効率よく生産、使
用することは出来ない。
タの主特性であるアイソレーションを大きく劣化させて
しまう。このような誤差範囲が生じてしまっいては、高
アイソレーションの光アイソレータを効率よく生産、使
用することは出来ない。
このような問題点を解決するためには、製作された光
アイソレータのアイソレーション値が最大値となるよう
に、デバイスに組み込んでからの微調整が必要となって
くる。しかし、通常の偏光結晶板の間に、ファラデー回
転素子を挟んだ形の光アイソレータは、偏光結晶板の偏
光軸を予め決定し、固定してあるため、デバイスに組み
込んだ状態での偏光軸合わせは出来ない。又、デバイス
に組み込んだ状態で偏光結晶板の偏光軸合わせは難し
く、生産性は極端に悪くなる。
アイソレータのアイソレーション値が最大値となるよう
に、デバイスに組み込んでからの微調整が必要となって
くる。しかし、通常の偏光結晶板の間に、ファラデー回
転素子を挟んだ形の光アイソレータは、偏光結晶板の偏
光軸を予め決定し、固定してあるため、デバイスに組み
込んだ状態での偏光軸合わせは出来ない。又、デバイス
に組み込んだ状態で偏光結晶板の偏光軸合わせは難し
く、生産性は極端に悪くなる。
本発明は、このような環境変動やデバイスの変動に対
して、ビーム入射位置を調整することにより、最適のア
イソレーションを得ることが可能な光アイソレータを提
供しようとするものである。
して、ビーム入射位置を調整することにより、最適のア
イソレーションを得ることが可能な光アイソレータを提
供しようとするものである。
ロ．発明の構成 〔課題を解決するための手段〕 本発明は、以上のような問題点を解決するため、ファ
ラデー回転素子の厚みに傾斜を持たせた光アイソレータ
を提供するものである。
ラデー回転素子の厚みに傾斜を持たせた光アイソレータ
を提供するものである。
即ち本発明は、 1.偏光子、及び検光子の間にファラデー回転素子が位置
する構成の光アイソレータにおいて、ファラデー回転素
子のファラデー回転角を決定する厚さが、中心部を45de
gの厚さとし、一方の端辺に向かって厚さが薄く、対向
する他の端辺に向かって厚さが厚く傾斜されると共に、
ファラデー回転素子に接する偏光子、及び検光子となる
偏光結晶板の両面にファラデー回転素子と同様な角度の
傾斜を施し、光アイソレータとした時の向かい合う偏光
子、検光子、夫々のビーム入射面、ビーム出射面を、夫
々平行にすることを特徴とする光アイソレータである。
する構成の光アイソレータにおいて、ファラデー回転素
子のファラデー回転角を決定する厚さが、中心部を45de
gの厚さとし、一方の端辺に向かって厚さが薄く、対向
する他の端辺に向かって厚さが厚く傾斜されると共に、
ファラデー回転素子に接する偏光子、及び検光子となる
偏光結晶板の両面にファラデー回転素子と同様な角度の
傾斜を施し、光アイソレータとした時の向かい合う偏光
子、検光子、夫々のビーム入射面、ビーム出射面を、夫
々平行にすることを特徴とする光アイソレータである。
この方法を用いると、光アイソレータ自体のビーム入
射位置によってファラデー回転素子の厚さが変わり、フ
ァラデー回転角が変化するため、デバイスに組み込む際
に、ビーム位置を最良のアイソレーションが得られる位
置に固定するだけで良い。通常光アイソレータを通過す
るレーザ光のビーム径は、50μｍ程度と狭い範囲内にあ
るため、ファラデー回転素子の一端から他の一端までの
最小膜厚と最大膜厚の膜厚差が10μｍ程度となるように
傾斜を設定してやれば、ビーム径内のアイソレーション
のばらつきはほとんどないと考えて良い。従って、本発
明を利用することにより、通常作製工程で作製された光
アイソレータは、使用する波長の誤差や温度環境によら
ず、一定の高いアイソレーションでデバイス内に組み込
んで使用することが出来る。又、これに付随して、ファ
ラデー回転素子の面が結果的に傾斜することになるた
め、ビームが光アイソレータに入射される時に生ずる近
端反射の影響も防止することが出来る。
射位置によってファラデー回転素子の厚さが変わり、フ
ァラデー回転角が変化するため、デバイスに組み込む際
に、ビーム位置を最良のアイソレーションが得られる位
置に固定するだけで良い。通常光アイソレータを通過す
るレーザ光のビーム径は、50μｍ程度と狭い範囲内にあ
るため、ファラデー回転素子の一端から他の一端までの
最小膜厚と最大膜厚の膜厚差が10μｍ程度となるように
傾斜を設定してやれば、ビーム径内のアイソレーション
のばらつきはほとんどないと考えて良い。従って、本発
明を利用することにより、通常作製工程で作製された光
アイソレータは、使用する波長の誤差や温度環境によら
ず、一定の高いアイソレーションでデバイス内に組み込
んで使用することが出来る。又、これに付随して、ファ
ラデー回転素子の面が結果的に傾斜することになるた
め、ビームが光アイソレータに入射される時に生ずる近
端反射の影響も防止することが出来る。
以下に、本発明の実施例を図を参照して詳しく説明す
る。
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す光アイソレータの
側面図である。
側面図である。
実施例１、第１図に示す構成の光アイソレータを以下
のごとく製作した。使用した材料は偏光子１、検光子２
として、挿入損失0.05dB、消光比52.6dBのルチル偏光結
晶板、ファラデー回転素子２として、挿入損失0.3dB、
ファラデー回転角43.8ないし46.2deg、消光比40degの
（TbBi）3Fe5O12のガーネット厚膜を使用し、夫々の素
子には両面に無反射コートを施した。この無反射コート
面は、ファラデー回転素子３のガーネット厚膜は両面対
接着剤であり、偏光子１、検光子２のルチル偏光結晶板
は片面対空気、片面対接着剤である。偏光子１となるル
チル偏光結晶板とファラデー回転素子３となるガーネッ
ト厚膜には、夫々最大膜厚と最小膜厚の差が15μｍとな
るように片面斜め研磨を施した。夫々の結晶は、25℃環
境下、1.31μｍ波長の半導体レーザを用い、最良のアイ
ソレーションが得られるように偏光軸合わせを行ってか
ら光学接着剤を用いて接着した。
のごとく製作した。使用した材料は偏光子１、検光子２
として、挿入損失0.05dB、消光比52.6dBのルチル偏光結
晶板、ファラデー回転素子２として、挿入損失0.3dB、
ファラデー回転角43.8ないし46.2deg、消光比40degの
（TbBi）3Fe5O12のガーネット厚膜を使用し、夫々の素
子には両面に無反射コートを施した。この無反射コート
面は、ファラデー回転素子３のガーネット厚膜は両面対
接着剤であり、偏光子１、検光子２のルチル偏光結晶板
は片面対空気、片面対接着剤である。偏光子１となるル
チル偏光結晶板とファラデー回転素子３となるガーネッ
ト厚膜には、夫々最大膜厚と最小膜厚の差が15μｍとな
るように片面斜め研磨を施した。夫々の結晶は、25℃環
境下、1.31μｍ波長の半導体レーザを用い、最良のアイ
ソレーションが得られるように偏光軸合わせを行ってか
ら光学接着剤を用いて接着した。
このようにして製作された光アイソレータの特性は、
挿入損失0.4dB、アイソレーションは35dBであった。
挿入損失0.4dB、アイソレーションは35dBであった。
又、このようにして出来た光アイソレータを、デバイ
ス内に固定されたシングルモード発振の半導体レーザと
光ファイバーの間に設置し、一度取り外した半導体レー
ザ光を光ファイバー側から光アイソレータに入射して、
出射光の常光成分の一番小さな位置に調節して、半導体
レーザを元の位置に固定した。このようにして出来た半
導体レーザデバイス（LD）は反射光を強制的にLDへ光注
入しても−140dB/Hz以下の相対雑音指数（RIN）が安定
に得られた。これにより、デバイス内で効率良く光アイ
ソレータが機能していることが確認された。
ス内に固定されたシングルモード発振の半導体レーザと
光ファイバーの間に設置し、一度取り外した半導体レー
ザ光を光ファイバー側から光アイソレータに入射して、
出射光の常光成分の一番小さな位置に調節して、半導体
レーザを元の位置に固定した。このようにして出来た半
導体レーザデバイス（LD）は反射光を強制的にLDへ光注
入しても−140dB/Hz以下の相対雑音指数（RIN）が安定
に得られた。これにより、デバイス内で効率良く光アイ
ソレータが機能していることが確認された。
第２図は、本発明の第２の実施例を示す光アイソレー
タの側面図である。
タの側面図である。
実施例２、第２図に示す構成の光アイソレータを次の
ごとく製作した。使用した材料は偏光子４、検光子５と
して、挿入損失0.05dB、消光比52.6dBのルチル偏光結晶
板、ファラデー回転素子６として、挿入損失0.3dB、フ
ァラデー回転角43.6ないし46.1deg、消光比40dBの（TbB
i）3Fe5O12のガーネット厚膜を使用し、夫々の材料には
両面に無反射コートを施した。この無反射コート面は、
ファラデー回転素子６のガーネット厚膜は両面対接着剤
であり、偏光子４、検光子５のルチル偏光結晶板は片面
対空気、片面対接着剤である。ファラデー回転素子６の
ガーネット厚膜には、最大膜厚と最小膜厚の差が15μｍ
となるように片面斜め研磨を施した。偏光子４となるル
チル偏光結晶板には、両面とも平行に15μｍの傾斜を施
した。夫々の結晶は25℃環境下、1.31μｍ波長の半導体
レーザを用い、最良のアイソレーションが得られるよう
に偏光軸合わせを行ってから光学接着剤を用いて接着し
た。
ごとく製作した。使用した材料は偏光子４、検光子５と
して、挿入損失0.05dB、消光比52.6dBのルチル偏光結晶
板、ファラデー回転素子６として、挿入損失0.3dB、フ
ァラデー回転角43.6ないし46.1deg、消光比40dBの（TbB
i）3Fe5O12のガーネット厚膜を使用し、夫々の材料には
両面に無反射コートを施した。この無反射コート面は、
ファラデー回転素子６のガーネット厚膜は両面対接着剤
であり、偏光子４、検光子５のルチル偏光結晶板は片面
対空気、片面対接着剤である。ファラデー回転素子６の
ガーネット厚膜には、最大膜厚と最小膜厚の差が15μｍ
となるように片面斜め研磨を施した。偏光子４となるル
チル偏光結晶板には、両面とも平行に15μｍの傾斜を施
した。夫々の結晶は25℃環境下、1.31μｍ波長の半導体
レーザを用い、最良のアイソレーションが得られるよう
に偏光軸合わせを行ってから光学接着剤を用いて接着し
た。
このようにして製作された光アイソレータの特性は、
挿入損失0.45dB、アイソレーションは37dBであった。
挿入損失0.45dB、アイソレーションは37dBであった。
又、このようにして出来た光アイソレータを、デバイ
ス内に固定されたシングルモード発振の半導体レーザと
光ファイバーの間に設置し、一度取り外した半導体レー
ザ光を光ファイバー側から光アイソレータに入射して、
出射光の常光成分の一番小さな位置に調節して、半導体
レーザを元の位置に固定した。このようにして出来た半
導体レーザデバイス（LD）は、反射光を強制的にLDへ光
注入しても、−140dB/Hz以下の相対雑音指数（RIN）が
安定に得られた。これにより、デバイス内で効率よく光
アイソレータが機能していることが確認出来た。
ス内に固定されたシングルモード発振の半導体レーザと
光ファイバーの間に設置し、一度取り外した半導体レー
ザ光を光ファイバー側から光アイソレータに入射して、
出射光の常光成分の一番小さな位置に調節して、半導体
レーザを元の位置に固定した。このようにして出来た半
導体レーザデバイス（LD）は、反射光を強制的にLDへ光
注入しても、−140dB/Hz以下の相対雑音指数（RIN）が
安定に得られた。これにより、デバイス内で効率よく光
アイソレータが機能していることが確認出来た。
ハ．発明の効果 〔発明の効果〕 以上に詳述したように、本発明によれば、レーザデバ
イスに組み込む光アイソレータのビーム入射位置を調整
することにより、最良のアイソレーションが得られ、こ
れによって波長誤差や温度環境によらず、一定の高いア
イソレーションがばらつき少なく得られ、生産性を大き
く向上した光アイソレータを提供することが可能とな
る。
イスに組み込む光アイソレータのビーム入射位置を調整
することにより、最良のアイソレーションが得られ、こ
れによって波長誤差や温度環境によらず、一定の高いア
イソレーションがばらつき少なく得られ、生産性を大き
く向上した光アイソレータを提供することが可能とな
る。
第１図は、本発明の一実施例を示す光アイソレータの側
面図。 第２図は、本発明の第２の実施例を示す光アイソレータ
の側面図である。 1,4……偏光子、2,5……検光子、3,6……ファラデー回
転素子。
面図。 第２図は、本発明の第２の実施例を示す光アイソレータ
の側面図である。 1,4……偏光子、2,5……検光子、3,6……ファラデー回
転素子。
Claims (1)
- 【請求項１】偏光子及び検光子の間にファラデー回転素
子が位置する構成の光アイソレータにおいて、ファラデ
ー回転素子の中心部の厚さをファラデー回転角45゜とな
る厚さとし、一方の端辺に向かって厚さが薄く対向する
端辺に向かって厚さが厚く傾斜されるとともに、ファラ
デー回転素子に接する偏光子及び検光子となる偏光結晶
板の両面にファラデー回転素子と同様な角度の傾斜を施
し、光アイソレータとした時の向かい合う偏光子、検光
子、夫々のビーム入射面ビーム出射面を、夫々平行にす
ることを特徴とする光アイソレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13529989A JP2832839B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 光アイソレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13529989A JP2832839B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 光アイソレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH031119A JPH031119A (ja) | 1991-01-07 |
| JP2832839B2 true JP2832839B2 (ja) | 1998-12-09 |
Family
ID=15148459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13529989A Expired - Fee Related JP2832839B2 (ja) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | 光アイソレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2832839B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6449091B1 (en) * | 1996-12-03 | 2002-09-10 | Jds Fitel Inc. | Optical isolator |
-
1989
- 1989-05-29 JP JP13529989A patent/JP2832839B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH031119A (ja) | 1991-01-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |