JP2835412B2 - 方向可変光アイソレータ - Google Patents
方向可変光アイソレータInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 本発明は、方向可変機能を有する光アイソレータに関
する。
する。
「従来の技術」 光通信、光計測において光アイソレータは、システム
を構成する一部の素子による反射戻り光が光源に回帰す
ることを防止し、光源を安定化するために使用されてい
る。また最近、光アイソレータは希土類ドープ光ファイ
バ等を用いた光増幅においても増幅器の発振防止として
用いられている。
を構成する一部の素子による反射戻り光が光源に回帰す
ることを防止し、光源を安定化するために使用されてい
る。また最近、光アイソレータは希土類ドープ光ファイ
バ等を用いた光増幅においても増幅器の発振防止として
用いられている。
第８図は光アイソレータの基本構成を示したものであ
る。偏光方向を互いに45度に配した偏向子P1と検光子P2
との間に、偏光方向を45度回転させるファラデー回転子
FRを配置している。
る。偏光方向を互いに45度に配した偏向子P1と検光子P2
との間に、偏光方向を45度回転させるファラデー回転子
FRを配置している。
光アイソレータの動作を第９図を用いて説明する。図
中、F1,F2は光ファイバ、L1,L2はレンズ、（ａ）〜
（ｅ）は偏光方向を示している。順方向の場合は第９図
（Ｉ）に示したように、光ファイバF1からレンズL1を経
由した光は、偏光子P1により特定の偏光のみ透過する
（ａ）。透過した偏光はファラデー回転子FRにより偏光
方向が45度回転する（ｂ）。検光子P2の偏光方向は偏光
子P1に対してファアデー回転子の回転角に合わせて配置
してあるため、ファラデー回転子を通過した偏光は検光
子P2を透過し（ｃ）、レンズL2により集光され光ファイ
バF2に結合する。また逆方向の場合は第９図（II）に示
したように、光ファイバF2からレンズL2を経由した光
は、検光子P2により偏光子P1に対して45度回転した偏光
のみが透過する（ｄ）。透過した偏光はファラデー回転
子FRによりさらに45度回転する（ｅ）。従って、偏光方
向が偏光子P1に対して90度回転しているため、偏光子P1
を透過しない。このように、順方向の光は透過し、逆方
向の光は遮断される。
中、F1,F2は光ファイバ、L1,L2はレンズ、（ａ）〜
（ｅ）は偏光方向を示している。順方向の場合は第９図
（Ｉ）に示したように、光ファイバF1からレンズL1を経
由した光は、偏光子P1により特定の偏光のみ透過する
（ａ）。透過した偏光はファラデー回転子FRにより偏光
方向が45度回転する（ｂ）。検光子P2の偏光方向は偏光
子P1に対してファアデー回転子の回転角に合わせて配置
してあるため、ファラデー回転子を通過した偏光は検光
子P2を透過し（ｃ）、レンズL2により集光され光ファイ
バF2に結合する。また逆方向の場合は第９図（II）に示
したように、光ファイバF2からレンズL2を経由した光
は、検光子P2により偏光子P1に対して45度回転した偏光
のみが透過する（ｄ）。透過した偏光はファラデー回転
子FRによりさらに45度回転する（ｅ）。従って、偏光方
向が偏光子P1に対して90度回転しているため、偏光子P1
を透過しない。このように、順方向の光は透過し、逆方
向の光は遮断される。
「発明が解決しようとする課題」 上述のように、光アイソレータは希土類ドープ光ファ
イバ等を用いた光増幅を行う装置、システムにおいて必
要不可欠な構成要素となっている。
イバ等を用いた光増幅を行う装置、システムにおいて必
要不可欠な構成要素となっている。
第10図に光増幅の基本構成を示す。図中Ａは光増幅
器、I1,I2は光アイソレータを示す。光増幅器Ａとして
は具体的に希土類ドープ光ファイバ光増幅器や半導体レ
ーザ光増幅器がある。光アイソレータI1,I2は、外部の
光部品による反射戻り光の回帰による発振を防止するた
めに用いられている。そのため、光増幅において、信号
光は順方向のみ増幅されて逆方向は遮断される。
器、I1,I2は光アイソレータを示す。光増幅器Ａとして
は具体的に希土類ドープ光ファイバ光増幅器や半導体レ
ーザ光増幅器がある。光アイソレータI1,I2は、外部の
光部品による反射戻り光の回帰による発振を防止するた
めに用いられている。そのため、光増幅において、信号
光は順方向のみ増幅されて逆方向は遮断される。
光伝送システムの１つに第11図に示す加入者系の時分
割方向制御方式がある。図中N1,N2はノード、T1〜T4は
加入者、Ｆは光ファイバ伝送路を示す。時分割方向制御
方式はピンポン伝送とも呼ばれ、信号の送信方向を時間
的に切り替える方式で、光ファイバ伝送路Ｆ一本を用い
て双横行伝送することが可能である。このシステムに光
増幅器を導入すると、ノード間、ノード・加入者間の伝
送距離を伸ばすことができ、一つのノードにつながる加
入者数を飛躍的に増加することができる。
割方向制御方式がある。図中N1,N2はノード、T1〜T4は
加入者、Ｆは光ファイバ伝送路を示す。時分割方向制御
方式はピンポン伝送とも呼ばれ、信号の送信方向を時間
的に切り替える方式で、光ファイバ伝送路Ｆ一本を用い
て双横行伝送することが可能である。このシステムに光
増幅器を導入すると、ノード間、ノード・加入者間の伝
送距離を伸ばすことができ、一つのノードにつながる加
入者数を飛躍的に増加することができる。
しかしながら、従来の光アイソレータを用いて光増幅
を行った場合、上述のように一方向伝送となるため、加
入者系の時分割方向制御方式は第12図（Ａ）に示したよ
うに、２方向の伝送路が必要になる。図中A1,A2は光増
幅器、I1〜I4は光アイソレータ、N1,N2はノード、T1〜T
4は加入者、F1,F2は光ファイバ伝送路を示す。従って従
来の光アイソレータを用いたものでは、光ファイバ伝送
路および光増幅器そして光アイソレータ自身も２式用意
しなければならずコストがかかるという問題点があっ
た。
を行った場合、上述のように一方向伝送となるため、加
入者系の時分割方向制御方式は第12図（Ａ）に示したよ
うに、２方向の伝送路が必要になる。図中A1,A2は光増
幅器、I1〜I4は光アイソレータ、N1,N2はノード、T1〜T
4は加入者、F1,F2は光ファイバ伝送路を示す。従って従
来の光アイソレータを用いたものでは、光ファイバ伝送
路および光増幅器そして光アイソレータ自身も２式用意
しなければならずコストがかかるという問題点があっ
た。
伝送方向を決定する光アイソレータの順方向、逆方向
を任意に切り替えることが可能であれば、伝送路数を一
本にすることが可能である。第12（Ｂ）図は方向可変な
光アイソレータを用いた場合の加入者系の時分割方向制
御方式を示した図である。図中Ｉ′1,I′２は方式可変
光アイソレータを示している。光信号の伝送方向に合わ
せて時間的に光アイソレータＩ′1,I′２の方向に切り
替えれば一本の伝送路で双方向伝送が可能となる。
を任意に切り替えることが可能であれば、伝送路数を一
本にすることが可能である。第12（Ｂ）図は方向可変な
光アイソレータを用いた場合の加入者系の時分割方向制
御方式を示した図である。図中Ｉ′1,I′２は方式可変
光アイソレータを示している。光信号の伝送方向に合わ
せて時間的に光アイソレータＩ′1,I′２の方向に切り
替えれば一本の伝送路で双方向伝送が可能となる。
本発明の目的は、順方向、逆方向を外部の信号により
変換できる方向可変な光アイソレータを提供することに
ある。
変換できる方向可変な光アイソレータを提供することに
ある。
「課題を解決するための手段」 本発明は、複屈折結晶板、45度ファラデー回転子、旋
光子よりなる光アイソレータにおいて、旋光方向が電圧
により切り替えられる旋光子を用い、該旋光子用電圧源
を設けたことを特徴とする。
光子よりなる光アイソレータにおいて、旋光方向が電圧
により切り替えられる旋光子を用い、該旋光子用電圧源
を設けたことを特徴とする。
「作用」 本発明は、電気的に旋光性が変化する旋光子を用いる
ことにより、電気的に順方向、逆方向が制御可能な光ア
イソレータを提供することができる。
ことにより、電気的に順方向、逆方向が制御可能な光ア
イソレータを提供することができる。
「実施例」 以下、本発明の方向可変光アイソレータの実施例を第
１図ないし第７図に基づいて説明する。
１図ないし第７図に基づいて説明する。
（参考技術） 本発明の参考技術について説明する。この技術は第１
図に示したように、光アイソレータにおいて、偏光子P
1、ファラデー回転子FR、旋光子Ｒ、検光子P2の順に配
置されていて、旋光子Ｒ、に電圧源Ｖが接続されてい
る。
図に示したように、光アイソレータにおいて、偏光子P
1、ファラデー回転子FR、旋光子Ｒ、検光子P2の順に配
置されていて、旋光子Ｒ、に電圧源Ｖが接続されてい
る。
検光子P2の透過偏光方向は偏光子P1の透過偏光方向に
対してファラデー回転子FRの回転と同方向に45度回転し
ている。
対してファラデー回転子FRの回転と同方向に45度回転し
ている。
この技術で用いる旋光子Ｒは、電圧により90度旋光性
と非旋光性を切り替えられる性質を持っている。これは
具体的には、ねじれ配向液晶を用いて実現できる。第２
図は該ねじれ配向結晶の旋光性を説明したものである。
図中E1,E2は透明電極、G1,G2はガラス基板、Ｍは液晶分
子、Ｖは電圧源を示す。ねじれ配向結晶は第２図（Ａ）
に示したように、電圧を印加していない場合は、液晶分
子Ｍの長軸がガラス基板G1,G2の平面方向に平行で液晶
層の長軸方向を少しずつ回転させて、螺旋上に積み重ね
たものである。ガラス基板G1,G2に垂直に光を入射する
と光の偏光が分子のねじれに沿って回転する。ねじれの
度合や厚さを調節することにより任意の旋光性を持たせ
ることが可能である。一方、電圧源Ｖにより透明電極E
1,E2に電圧を印加すると第２図（Ｂ）に示したように、
液晶分子Ｍが電界方向に沿ってしまうため旋光性が消失
する。したがって、該ねじれ配向結晶を用いて、電圧OF
F時は90度の旋光性を有し、電圧ON時は旋光性を持たな
い旋光子Ｒを形成することができる。
と非旋光性を切り替えられる性質を持っている。これは
具体的には、ねじれ配向液晶を用いて実現できる。第２
図は該ねじれ配向結晶の旋光性を説明したものである。
図中E1,E2は透明電極、G1,G2はガラス基板、Ｍは液晶分
子、Ｖは電圧源を示す。ねじれ配向結晶は第２図（Ａ）
に示したように、電圧を印加していない場合は、液晶分
子Ｍの長軸がガラス基板G1,G2の平面方向に平行で液晶
層の長軸方向を少しずつ回転させて、螺旋上に積み重ね
たものである。ガラス基板G1,G2に垂直に光を入射する
と光の偏光が分子のねじれに沿って回転する。ねじれの
度合や厚さを調節することにより任意の旋光性を持たせ
ることが可能である。一方、電圧源Ｖにより透明電極E
1,E2に電圧を印加すると第２図（Ｂ）に示したように、
液晶分子Ｍが電界方向に沿ってしまうため旋光性が消失
する。したがって、該ねじれ配向結晶を用いて、電圧OF
F時は90度の旋光性を有し、電圧ON時は旋光性を持たな
い旋光子Ｒを形成することができる。
また、同様の効果はLiNbO3、KDP等の電気光学結晶を
用いても実現できる。第３図は電気光学結晶による偏光
の回転を示したものである。図中E3,E4は電極、EOは電
気光学結晶、Ｖは電圧源を示す。電圧源Ｖにより電極E
3,E4間に電界をかけると電界の強さに比例した屈折率変
化が起きる。そのため、常光線と異常光線の位相差が変
化し偏光状態が変化する。例えば第３図に示したように
Ｙ方向に電圧を印加して、Ｘ偏光とＹ偏光の位相差をπ
または２πにすることにより偏光方向を90度回転させた
り、360度回転、つまり旋光していないもとの偏光状態
で出射することが可能である。従って、該電気光学結晶
を用いてもこの技術で必要とする旋光子Ｒを形成するこ
とができる。以下、旋光子Ｒとしてねじれ配向液晶を用
いた場合について述べる。
用いても実現できる。第３図は電気光学結晶による偏光
の回転を示したものである。図中E3,E4は電極、EOは電
気光学結晶、Ｖは電圧源を示す。電圧源Ｖにより電極E
3,E4間に電界をかけると電界の強さに比例した屈折率変
化が起きる。そのため、常光線と異常光線の位相差が変
化し偏光状態が変化する。例えば第３図に示したように
Ｙ方向に電圧を印加して、Ｘ偏光とＹ偏光の位相差をπ
または２πにすることにより偏光方向を90度回転させた
り、360度回転、つまり旋光していないもとの偏光状態
で出射することが可能である。従って、該電気光学結晶
を用いてもこの技術で必要とする旋光子Ｒを形成するこ
とができる。以下、旋光子Ｒとしてねじれ配向液晶を用
いた場合について述べる。
第４図（Ａ）は旋光子Ｒに電圧を印加した場合の順方
向の光線に対する動作、第４図（Ｂ）は旋光子Ｒに電圧
を印加した場合の逆方向の光線に対する動作、第４図
（Ｃ）は旋光子Ｒに電圧を印加しない場合の順方向の光
線に対する動作、第４図（Ｄ）は旋光子Ｒに電圧を印加
しない場合の逆方向の光線に対する動作を示した図であ
る。（ア）〜（セ）は通過する点における光線の偏光方
向を示している。
向の光線に対する動作、第４図（Ｂ）は旋光子Ｒに電圧
を印加した場合の逆方向の光線に対する動作、第４図
（Ｃ）は旋光子Ｒに電圧を印加しない場合の順方向の光
線に対する動作、第４図（Ｄ）は旋光子Ｒに電圧を印加
しない場合の逆方向の光線に対する動作を示した図であ
る。（ア）〜（セ）は通過する点における光線の偏光方
向を示している。
この技術の、旋光子Ｒに電圧を印加した場合の順方向
の動作を第４図（Ａ）を用いて説明する。光ファイバF1
からレンズL1を経由した光は、偏光子P1により特定の偏
光のみ透過する（ア）。透過した偏光はファラデー回転
子FRにより偏光方向が45度回転し（イ）、旋光子Ｒを入
射する。旋光子Ｒは電圧源Ｖにより電圧を印加してある
ので、旋光子Ｒから出射した偏光は偏光方向を保持した
まま検光子P2に入射する（ウ）。この偏光は偏光方向が
検光子P2の透過偏光方向と一致するため、偏光は検光子
P2を透過し（エ）、レンズL2により集光され光ファイバ
F2に結合する。
の動作を第４図（Ａ）を用いて説明する。光ファイバF1
からレンズL1を経由した光は、偏光子P1により特定の偏
光のみ透過する（ア）。透過した偏光はファラデー回転
子FRにより偏光方向が45度回転し（イ）、旋光子Ｒを入
射する。旋光子Ｒは電圧源Ｖにより電圧を印加してある
ので、旋光子Ｒから出射した偏光は偏光方向を保持した
まま検光子P2に入射する（ウ）。この偏光は偏光方向が
検光子P2の透過偏光方向と一致するため、偏光は検光子
P2を透過し（エ）、レンズL2により集光され光ファイバ
F2に結合する。
旋光子Ｒに電圧を印加した場合の逆方向の場合は第４
図（Ｂ）に示したように、光ファイバF2からレンズL2を
経由した光は、検光子P2により偏光子P1に対して45度回
転した偏光のみが透過する（オ）。このとき旋光子Ｒに
は電圧を印加してあるため偏光方向は変化しない
（カ）。旋光子Ｒを透過した偏光はファラデー回転子FR
に入射し、偏光方向はさらに45度回転する（キ）。この
偏光は偏光方向が偏光子P1の透過偏光方向と直交するた
め、偏光子P1で遮断され光ファイバF1には結合しない。
図（Ｂ）に示したように、光ファイバF2からレンズL2を
経由した光は、検光子P2により偏光子P1に対して45度回
転した偏光のみが透過する（オ）。このとき旋光子Ｒに
は電圧を印加してあるため偏光方向は変化しない
（カ）。旋光子Ｒを透過した偏光はファラデー回転子FR
に入射し、偏光方向はさらに45度回転する（キ）。この
偏光は偏光方向が偏光子P1の透過偏光方向と直交するた
め、偏光子P1で遮断され光ファイバF1には結合しない。
旋光子Ｒに電圧を印加しない場合の順方向の動作は第
４図（Ｃ）に示したように、光ファイバF1からレンズL1
を経由した光は、偏光子P1により特定の偏光のみ透過す
る（ク）。透過した偏光はファラデー回転子FRにより偏
光方向が45度回転して（ケ）、旋光子Ｒに入射する。こ
のとき旋光子Ｒには電圧を印加していないので偏光方向
は90度回転する（コ）。この偏光は偏光方向が検光子P2
の透過偏光方向と直交するため、検光子２で遮断され光
ファイバF2に結合しない。
４図（Ｃ）に示したように、光ファイバF1からレンズL1
を経由した光は、偏光子P1により特定の偏光のみ透過す
る（ク）。透過した偏光はファラデー回転子FRにより偏
光方向が45度回転して（ケ）、旋光子Ｒに入射する。こ
のとき旋光子Ｒには電圧を印加していないので偏光方向
は90度回転する（コ）。この偏光は偏光方向が検光子P2
の透過偏光方向と直交するため、検光子２で遮断され光
ファイバF2に結合しない。
旋光子Ｒに電圧を印加しない場合の逆方向の場合は第
４図（Ｄ）に示したように、光ファイバF2からレンズL2
を経由した光は、検光子P2により偏光子P1に対して45度
回転した偏光のみが透過す（サ）。透過した偏光は旋光
子Ｒに入射するが、このとき電圧を印加していないため
偏光方向は90度回転する（シ）。旋光子Ｒを透過した偏
光はファラデー回転子FRに入射し、偏光方向を45度回転
する（ス）。この偏光は偏光方向が偏光子P1の透過偏光
方向と一致するため偏光子P1を透過し（セ）、レンズL1
により集光され光ファイバF1に結合する。
４図（Ｄ）に示したように、光ファイバF2からレンズL2
を経由した光は、検光子P2により偏光子P1に対して45度
回転した偏光のみが透過す（サ）。透過した偏光は旋光
子Ｒに入射するが、このとき電圧を印加していないため
偏光方向は90度回転する（シ）。旋光子Ｒを透過した偏
光はファラデー回転子FRに入射し、偏光方向を45度回転
する（ス）。この偏光は偏光方向が偏光子P1の透過偏光
方向と一致するため偏光子P1を透過し（セ）、レンズL1
により集光され光ファイバF1に結合する。
このように、旋光子Ｒに印加する電圧のON,OFFによ
り、光アイソレータの順方向、逆方向が切り替えられ
る。
り、光アイソレータの順方向、逆方向が切り替えられ
る。
（実施例） 次に、本発明の一実施例を説明する。本発明は第５図
に示したように、光アイソレータにおいて、複屈折結晶
板B1、ファラデー回転子FR、旋光子Ｒ、複屈折結晶板B2
の順に配置していて、旋光子Ｒに電圧源Ｖが接続されて
いる。
に示したように、光アイソレータにおいて、複屈折結晶
板B1、ファラデー回転子FR、旋光子Ｒ、複屈折結晶板B2
の順に配置していて、旋光子Ｒに電圧源Ｖが接続されて
いる。
本発明で用いる旋光子Ｒは、電圧により45度旋光の方
向を切り替えられる性質を持っている。これは具体的に
は、２分の１波長板とねじれ配向液晶を用いて実現でき
る。第６図は２分の１波長板とねじれ配向液晶による±
45度旋光を説明したものである。図中（ソ）〜（ト）は
通過する点における光線の偏光方向を示しており、左向
きに回転した時を正とし、右向きに回転した時を負の回
転とする。R1は偏光方向を正方向に45度回転する２分の
１波長板、R2は負方向に90度旋光性を持つねじれ配向液
晶、Ｖはねじる配向液晶用電圧源である。ねじれ配向液
相R2は電圧を印加すると、旋光性を持たない。従って、
ねじれ配向液晶R2に電圧を印加した場合、順方向では２
分の１波長板R1およびねじれ配向液晶R2を透過した偏光
の偏光方向は正方向に45度回転する（第６図（Ａ））。
逆方向では、負方向に45度回転する（第６図（Ｂ））。
一方、ねじれ配向液晶R2は電圧を印加しない時は90度の
旋光性を持つ。従って、ねじれ配向液晶R2に電圧を印加
しない場合、順方向では２分の１波長板R1およびねじれ
配向液晶R2を透過した偏光の偏光方向は負方向に45度回
転する（第６図（Ｃ））。逆方向では、正方向に45度回
転する（第６図（Ｄ））。従って、２分の１波長板R1お
よびねじれ配向結晶R2を用いることにより、電圧ON時は
順方向では＋45度、逆方向では−45度、電圧OFF時は順
方向では−45度、逆方向では＋45度の旋光性を示す旋光
子Ｒを形成することができる。
向を切り替えられる性質を持っている。これは具体的に
は、２分の１波長板とねじれ配向液晶を用いて実現でき
る。第６図は２分の１波長板とねじれ配向液晶による±
45度旋光を説明したものである。図中（ソ）〜（ト）は
通過する点における光線の偏光方向を示しており、左向
きに回転した時を正とし、右向きに回転した時を負の回
転とする。R1は偏光方向を正方向に45度回転する２分の
１波長板、R2は負方向に90度旋光性を持つねじれ配向液
晶、Ｖはねじる配向液晶用電圧源である。ねじれ配向液
相R2は電圧を印加すると、旋光性を持たない。従って、
ねじれ配向液晶R2に電圧を印加した場合、順方向では２
分の１波長板R1およびねじれ配向液晶R2を透過した偏光
の偏光方向は正方向に45度回転する（第６図（Ａ））。
逆方向では、負方向に45度回転する（第６図（Ｂ））。
一方、ねじれ配向液晶R2は電圧を印加しない時は90度の
旋光性を持つ。従って、ねじれ配向液晶R2に電圧を印加
しない場合、順方向では２分の１波長板R1およびねじれ
配向液晶R2を透過した偏光の偏光方向は負方向に45度回
転する（第６図（Ｃ））。逆方向では、正方向に45度回
転する（第６図（Ｄ））。従って、２分の１波長板R1お
よびねじれ配向結晶R2を用いることにより、電圧ON時は
順方向では＋45度、逆方向では−45度、電圧OFF時は順
方向では−45度、逆方向では＋45度の旋光性を示す旋光
子Ｒを形成することができる。
また、同様の効果はLiNbO3,KDP等の電気光学結晶を用
いても実現できる。第３図で示したように電気光学結晶
は、かける電界の強さにより偏光状態を制御することが
できる。従って、電気光学結晶を用いても本発明で必要
とする旋光子Ｒを形成することができる。以下、旋光子
Ｒとして２分の１波長板およびねじれ配向液晶を用いた
場合について述べる。
いても実現できる。第３図で示したように電気光学結晶
は、かける電界の強さにより偏光状態を制御することが
できる。従って、電気光学結晶を用いても本発明で必要
とする旋光子Ｒを形成することができる。以下、旋光子
Ｒとして２分の１波長板およびねじれ配向液晶を用いた
場合について述べる。
第７図（Ａ）は旋光子Ｒに電圧を印加した場合の順方
向の光線に対する動作、第７図（Ｂ）は旋光子Ｒに電圧
を印加した場合の逆方向の光線に対する動作、第７図
（Ｃ）は旋光子Ｒに電圧を印加しない場合の順方向の光
線に対する動作、第７図（Ｄ）は旋光子Ｒに電圧を印加
しない場合の逆方向の光線に対する動作を示した図であ
る。複屈折結晶板B1,B2のブロック内のＣは複屈折結晶
の光学軸を示している。（ナ）〜（ワ）は通過する点に
おける光線の偏光方向を示している。
向の光線に対する動作、第７図（Ｂ）は旋光子Ｒに電圧
を印加した場合の逆方向の光線に対する動作、第７図
（Ｃ）は旋光子Ｒに電圧を印加しない場合の順方向の光
線に対する動作、第７図（Ｄ）は旋光子Ｒに電圧を印加
しない場合の逆方向の光線に対する動作を示した図であ
る。複屈折結晶板B1,B2のブロック内のＣは複屈折結晶
の光学軸を示している。（ナ）〜（ワ）は通過する点に
おける光線の偏光方向を示している。
本発明の、旋光子Ｒに電圧を印加した場合の順方向の
動作を第７図（Ａ）を用いて説明する。光ファイバF1か
らレンズL1を経由して複屈折結晶板B1に入射した順方向
の光線が、複屈折結晶板B1を透過するとき常光線と異常
光線に分離される（ナ）（ニ）。そして45度ファラデー
回転子FRにより常光線、異常光線とも偏光方向が−45度
回転した後（ヌ）（ネ）、旋光Ｒに入射する。このとき
電圧を印加しているので偏光方向は＋45度回転して
（ノ）（ハ）、複屈折結晶板B2に入射する。複屈折結晶
板B2の光学軸は複屈折結晶板B1の光学軸に対して偏光の
回転方向に光線軸を中心に180度回転したものを用いて
いるので常光線、異常光線は複屈折結晶板B2に対しても
常光線、異常光線となっている。従って常光線、異常光
線は同一軸上に合波され、光学レンズL2により光ファイ
バF2に結合される。
動作を第７図（Ａ）を用いて説明する。光ファイバF1か
らレンズL1を経由して複屈折結晶板B1に入射した順方向
の光線が、複屈折結晶板B1を透過するとき常光線と異常
光線に分離される（ナ）（ニ）。そして45度ファラデー
回転子FRにより常光線、異常光線とも偏光方向が−45度
回転した後（ヌ）（ネ）、旋光Ｒに入射する。このとき
電圧を印加しているので偏光方向は＋45度回転して
（ノ）（ハ）、複屈折結晶板B2に入射する。複屈折結晶
板B2の光学軸は複屈折結晶板B1の光学軸に対して偏光の
回転方向に光線軸を中心に180度回転したものを用いて
いるので常光線、異常光線は複屈折結晶板B2に対しても
常光線、異常光線となっている。従って常光線、異常光
線は同一軸上に合波され、光学レンズL2により光ファイ
バF2に結合される。
旋光子Ｒに電圧を印加した場合の逆方向の動作を第７
図（Ｂ）を用いて説明する。光ファイバF2からレンズL2
を経由して複屈折結晶板B2に入射した光は常光線と異常
光線に分離され（ヒ）（フ）、旋光子Ｒに入射する。こ
のとき電圧を印加しているので常光線、異常光線とも偏
光方向は−45度回転する（ヘ）（ホ）。ファラデー回転
子FRにより偏光方向がさらに−45度回転するため、複屈
折結晶板B1の光学軸に対して常光線、異常光線が入れ替
わることになる（マ）（ミ）。従って、常光線、異常光
線ともに光ファイバF1に対して光軸ずれが生じるため光
ファイバF1に結合されない。
図（Ｂ）を用いて説明する。光ファイバF2からレンズL2
を経由して複屈折結晶板B2に入射した光は常光線と異常
光線に分離され（ヒ）（フ）、旋光子Ｒに入射する。こ
のとき電圧を印加しているので常光線、異常光線とも偏
光方向は−45度回転する（ヘ）（ホ）。ファラデー回転
子FRにより偏光方向がさらに−45度回転するため、複屈
折結晶板B1の光学軸に対して常光線、異常光線が入れ替
わることになる（マ）（ミ）。従って、常光線、異常光
線ともに光ファイバF1に対して光軸ずれが生じるため光
ファイバF1に結合されない。
旋光子Ｒに電圧を印加しない場合の順方向の動作を第
７図（Ｃ）を用いて説明する。光ファイバF1からレンズ
L1を経由して複屈折結晶板B1に入射した順方向の光線
が、複屈折結晶板B1を通過するとき常光線と異常光線に
分離される（ム）（メ）。そして45度ファラデー回転子
FRにより常光線、異常光線とも偏光方向が−45度回転し
た後（モ）（ヤ）、旋光子Ｒに入射する。旋光子Ｒによ
り偏光方向がさらに−45度回転するため、複屈折結晶板
B2の光学軸に対して常光線、異常光線が入れ替わること
になる（ユ）（ヨ）。従って、常光線、異常光線ともに
光ファイバF2に対して光軸ずれが生じるため光ファイバ
F2に結合されない。
７図（Ｃ）を用いて説明する。光ファイバF1からレンズ
L1を経由して複屈折結晶板B1に入射した順方向の光線
が、複屈折結晶板B1を通過するとき常光線と異常光線に
分離される（ム）（メ）。そして45度ファラデー回転子
FRにより常光線、異常光線とも偏光方向が−45度回転し
た後（モ）（ヤ）、旋光子Ｒに入射する。旋光子Ｒによ
り偏光方向がさらに−45度回転するため、複屈折結晶板
B2の光学軸に対して常光線、異常光線が入れ替わること
になる（ユ）（ヨ）。従って、常光線、異常光線ともに
光ファイバF2に対して光軸ずれが生じるため光ファイバ
F2に結合されない。
旋光子Ｒに電圧を印加しない場合の逆方向の動作を第
７図（Ｄ）を用いて説明する。光ファイバF2からレンズ
L2を経由して複屈折結晶板B2に入射した光は常光線と異
常光線に分離され（ラ）（リ）、旋光子Ｒに入射する。
このとき電圧を印加していないので常光線、異常光線と
も偏光方向は＋45度回転する（ル）（レ）。その後ファ
ラデー回転子FRにより偏光方向が−45度回転するため
（ロ）（ワ）常光線、異常光線は同一軸上に合波され、
光学レンズL1により光ファイバF1に結合される。
７図（Ｄ）を用いて説明する。光ファイバF2からレンズ
L2を経由して複屈折結晶板B2に入射した光は常光線と異
常光線に分離され（ラ）（リ）、旋光子Ｒに入射する。
このとき電圧を印加していないので常光線、異常光線と
も偏光方向は＋45度回転する（ル）（レ）。その後ファ
ラデー回転子FRにより偏光方向が−45度回転するため
（ロ）（ワ）常光線、異常光線は同一軸上に合波され、
光学レンズL1により光ファイバF1に結合される。
このように、旋光子Ｒに印加する電圧のON,OFFによ
り、光アイソレータの順方向、逆方向が切り替えられ
る。しかも、本発明の光アイソレータは任意の偏波に対
して光アイソレータとして動作する。
り、光アイソレータの順方向、逆方向が切り替えられ
る。しかも、本発明の光アイソレータは任意の偏波に対
して光アイソレータとして動作する。
「発明の効果」 以上述べたように本発明によれば、電気的に旋光性が
変化する旋光子を用いることにより、電気的に順方向、
逆方向を任意に切り替えできる。方向可変光アイソレー
タを提供することができる。
変化する旋光子を用いることにより、電気的に順方向、
逆方向を任意に切り替えできる。方向可変光アイソレー
タを提供することができる。
この方向可変光アイソレータを用いることにより、光
増幅器を用いる光伝送システムにおいて、情報伝送方向
を任意に切り替えすることが可能となるため、加入者系
の時分割方向制御伝送方式の伝送路数の削減による低コ
スト化等が可能となり、効果は大である。
増幅器を用いる光伝送システムにおいて、情報伝送方向
を任意に切り替えすることが可能となるため、加入者系
の時分割方向制御伝送方式の伝送路数の削減による低コ
スト化等が可能となり、効果は大である。
第１図は本発明の参考技術の構成図、第２図はねじれ配
向液晶の旋光性を説明する図、第３図は電気光学結晶の
旋光性を説明する図、第４図は本発明の参考技術の動作
を説明する図、第５図は本発明の一実施例の構成図、第
６図は、旋光子の±45度旋光性を説明する図、第７図は
本発明の一実施例の動作を説明する図、第８図は従来の
技術の構成図、第９図は従来の技術の動作を説明する
図、第10図は光増幅器の基本構成図、第11図は加入者系
の時分割方向制御伝送方式の構成図、第12図は光増幅を
用いた加入者系の時分割方向伝送方式の構成図である。 F,F1,F2……光ファイバ、L1,L2……光学レンズ、P1……
偏光子、P2……検光子、FR……ファラデー回転子、Ｒ…
…旋光子、R1……２分の１波長板、R2……ねじれ配向液
晶、B1,B2……複屈折結晶板、E1,E2……透明電極、G1,G
2……ガラス基板、Ｍ……液晶分子、E3,E4……電極、EO
……電気光学結晶、（ア）〜（ワ）、（ａ）〜（ｅ）…
…偏光方向、A,A1,A2……光増幅器、I1〜I4……従来の
光アイソレータ、Ｉ′1,I′２……方向可変光アイソレ
ータ、N1,N2……ノード、T1〜T4……加入者。
向液晶の旋光性を説明する図、第３図は電気光学結晶の
旋光性を説明する図、第４図は本発明の参考技術の動作
を説明する図、第５図は本発明の一実施例の構成図、第
６図は、旋光子の±45度旋光性を説明する図、第７図は
本発明の一実施例の動作を説明する図、第８図は従来の
技術の構成図、第９図は従来の技術の動作を説明する
図、第10図は光増幅器の基本構成図、第11図は加入者系
の時分割方向制御伝送方式の構成図、第12図は光増幅を
用いた加入者系の時分割方向伝送方式の構成図である。 F,F1,F2……光ファイバ、L1,L2……光学レンズ、P1……
偏光子、P2……検光子、FR……ファラデー回転子、Ｒ…
…旋光子、R1……２分の１波長板、R2……ねじれ配向液
晶、B1,B2……複屈折結晶板、E1,E2……透明電極、G1,G
2……ガラス基板、Ｍ……液晶分子、E3,E4……電極、EO
……電気光学結晶、（ア）〜（ワ）、（ａ）〜（ｅ）…
…偏光方向、A,A1,A2……光増幅器、I1〜I4……従来の
光アイソレータ、Ｉ′1,I′２……方向可変光アイソレ
ータ、N1,N2……ノード、T1〜T4……加入者。
フロントページの続き (72)発明者 中川 清司 東京都千代田区内幸町１丁目１番６号 日本電信電話株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−274111（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−2017（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G02B 27/28
Claims (1)
- 【請求項１】複屈折結晶板、45度ファラデー回転子、旋
光子よりなる光アイソレータにおいて、旋光方向が電圧
により±45度切り替えられる旋光子を用い、該旋光子用
電圧源を設けたことを特徴とする方向可変光アイソレー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18771390A JP2835412B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 方向可変光アイソレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18771390A JP2835412B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 方向可変光アイソレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0473712A JPH0473712A (ja) | 1992-03-09 |
| JP2835412B2 true JP2835412B2 (ja) | 1998-12-14 |
Family
ID=16210872
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18771390A Expired - Fee Related JP2835412B2 (ja) | 1990-07-16 | 1990-07-16 | 方向可変光アイソレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2835412B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5428477A (en) * | 1991-06-14 | 1995-06-27 | Tokin Corporation | Optical isolator operating independent of polarization of an incident beam |
| JPH05196890A (ja) * | 1992-01-22 | 1993-08-06 | Nec Corp | 光アイソレータ |
| US5768015A (en) * | 1992-12-22 | 1998-06-16 | Telstra Corporation Limited | Optical isolator |
| US5602673A (en) * | 1993-12-29 | 1997-02-11 | Lucent Technologies Inc. | Optical isolator without polarization mode dispersion |
| US6075642A (en) * | 1998-06-18 | 2000-06-13 | Hewlett-Packard Company | Multi-port optical isolator |
| US6839169B2 (en) * | 2002-06-17 | 2005-01-04 | Agilent Technologies, Inc. | Optical apparatus and method for selectively transmitting optical signals |
-
1990
- 1990-07-16 JP JP18771390A patent/JP2835412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0473712A (ja) | 1992-03-09 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
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