JP2904442B2 - Optical isolator - Google Patents
Optical isolatorInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光アイソレータ、特に
入射光の偏波面を考慮することなく作動し得るようにし
た偏波無依存型光アイソレータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical isolator, and more particularly to a polarization independent optical isolator which can operate without considering the plane of polarization of incident light.
【0002】[0002]
【従来の技術】図2は従来の光アイソレータの構成例を
示しているが、この光アイソレータでは入射光が第一の
偏光子1を通過した後にファラデー回転子2によってそ
の偏波面が45度回転せしめられ、更に該第一の偏光子
1に対して45度傾いた偏光面を有する第二の偏光子3
を通過する。一方、上記入射光とは逆方向の反射戻り光
は第二の偏光子3に対して偏波面が一致した成分のみが
該第二の偏光子3を通過し、この後上記ファラデー回転
子2によってその偏波面が更に45度回転せしめられ
る。従って、ファラデー回転子2を通過したかかる反射
戻り光は第一の偏光子1に対してその偏光面が90度回
転していることになり、これにより、上記入射光の入射
側にまでは反射戻り光は到達することができなくなる。
このように従来の光アイソレータによれば上記逆方向の
反射戻り光が遮断せしめられ、この種光アイソレータ機
能が発揮される。尚、図2に示した構造のアイソレータ
を複数段で構成することにより、更に大きなアイソレー
ション効果を得ることができる。2. Description of the Related Art FIG. 2 shows an example of the configuration of a conventional optical isolator. In this optical isolator, after the incident light passes through a first polarizer 1, its polarization plane is rotated by 45 degrees by a Faraday rotator 2. A second polarizer 3 having a polarization plane inclined by 45 degrees with respect to the first polarizer 1
Pass through. On the other hand, as for the reflected return light in the direction opposite to the incident light, only the component whose polarization plane coincides with that of the second polarizer 3 passes through the second polarizer 3, and then the Faraday rotator 2 The plane of polarization is further rotated by 45 degrees. Accordingly, the reflected return light that has passed through the Faraday rotator 2 has its polarization plane rotated by 90 degrees with respect to the first polarizer 1, whereby the reflected light is reflected to the incident side of the incident light. Return light cannot reach it.
As described above, according to the conventional optical isolator, the reflected return light in the reverse direction is blocked, and this kind of optical isolator function is exhibited. By configuring the isolator having the structure shown in FIG. 2 in a plurality of stages, a greater isolation effect can be obtained.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の光アイソレータでは、入射光の偏波面に対して第
一の偏光子1の偏光面を一致させておく必要があるた
め、特に偏波面を特定することができない光伝送系にお
いてはその機能を有効に発揮することができなくなるい
う問題があった。そして、これは入射光の偏波面の傾き
に依存せざるを得ない構造になっているためである。However, in such a conventional optical isolator, it is necessary to make the polarization plane of the first polarizer 1 coincide with the polarization plane of the incident light. In an optical transmission system that cannot perform such a function, there is a problem that the function cannot be effectively exhibited. This is because the structure has to depend on the inclination of the plane of polarization of the incident light.
【0004】本発明はかかる実情に鑑み、特に入射光の
偏波面の状態を全く考慮することなくこの種光アイソレ
ータとして適性に機能し得るようにした光アイソレータ
を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an optical isolator which can function properly as an optical isolator of this kind without considering the state of polarization of incident light at all.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明による光アイソレ
ータは、入射光の偏波面に依存する構造を有する光アイ
ソレータを2組直列に配置して構成される光アイソレー
タユニットの入射側に偏光分離・合成素子及び偏光回転
子からなる第一の光学系を、又上記光アイソレータユニ
ットの出射側には偏光回転子及び偏光分離・合成素子か
らなる第二の光学系をそれぞれ配設し、上記第一の光学
系において分離された光路の偏光成分の一方の偏波面を
回転させることにより分離された双方の光路の偏光成分
の偏波面が上記光アイソレータユニットの入射側偏光子
の偏光面に一致するように該光アイソレータユニットに
入射せしめると共に上記光アイソレータユニットの出射
側において上記分離されている光路の偏光成分を上記第
二の光学系によって再び結合せしめるようになってい
る。SUMMARY OF THE INVENTION An optical isolator according to the present invention has an optical eye having a structure dependent on the plane of polarization of incident light.
The incident side of the formed optical isolator unit and arranged in two pairs in series a first optical system comprising a polarization separating and combining element and a polarization rotator and isolator, and the optical isolator Uni
A second optical system including a polarization rotator and a polarization splitting / combining element is disposed on the output side of the light source, and rotates one polarization plane of the polarization component of the optical path separated in the first optical system. Then, the light is incident on the optical isolator unit such that the polarization planes of the polarization components of the two optical paths separated from each other coincide with the polarization plane of the incident-side polarizer of the optical isolator unit, and the light is emitted on the output side of the optical isolator unit. The polarized light components of the separated optical paths are recombined by the second optical system.
【0006】[0006]
【作用】本発明によれば、先ず第一の光学系の偏光分離
・合成素子によって互いに90度の角度をなす偏光成分
を有する二つの光路に分離される。そして、一方の光路
にのみ配置された偏光回転子により上記二つの光路の偏
光成分の偏波面を一致せしめた後に、これら双方の光路
の偏光成分に偏光面を合わせた光アイソレータユニット
の偏光子へ入射せしめられる。更に第二の光学系におい
て、上記分離された光路のうち他方の光路にのみ配置さ
れた偏光回転子により該他方の光路の偏光成分の偏波面
が上記一方の光路の偏光成分の偏波面と直交せしめられ
た後に、偏光分離・合成素子によりこれらの二つの偏光
成分が結合せしめられる。他方、逆方向の光は第二の光
学系の偏光分離・合成素子により互いに90度の角度を
なす偏光成分を有する二つの光路の分離され、このうち
の一方の光路のみが偏光回転素子によって90度回転せ
しめられ、この後これらは上記の場合とは逆方向から光
アイソレータユニットに入射する。従って該光アイソレ
ータユニットの作用により逆方向の光は上記第一の光学
系側の入射側へは戻ることができない。According to the present invention, first, the light is separated into two optical paths having polarization components at an angle of 90 degrees with each other by the polarization separation / combination element of the first optical system. Then, after the polarization planes of the polarization components of the two optical paths are matched by the polarization rotator arranged only in one optical path, the polarization rotator of the optical isolator unit is adjusted to the polarization plane of the polarization components of both optical paths. It is made incident. Further, in the second optical system, the polarization plane of the polarization component of the other optical path is orthogonal to the polarization plane of the polarization component of the one optical path by the polarization rotator arranged only in the other optical path among the separated optical paths. After that, these two polarized light components are combined by a polarization separating / combining element. On the other hand, the light in the opposite direction is separated into two optical paths having polarization components forming an angle of 90 degrees with each other by the polarization splitting / combining element of the second optical system, and only one of the two optical paths is separated by the polarization rotating element. After that, they are incident on the optical isolator unit from the opposite direction to the above case. Therefore, the light in the opposite direction cannot return to the incident side on the first optical system side due to the action of the optical isolator unit.
【0007】[0007]
【実施例】以下、図1に基づき図2を参照して本発明に
よる光アイソレータの一実施例を説明する。先ず図にお
いて、4は従来例の光アイソレータ(図2)において説
明した第一の偏光子(1),ファラデー回転子(2)及
び第二の偏光子(3)により構成されるものを2組直列
にして構成されてなる光アイソレータユニットである。
そして、この光アイソレータユニット4の両側に後述す
る第一の光学系及び第二の光学系が構成されるようにな
っていて上記第一の光学系を入射側とする。更に、図
中、5は第一の光学系に配置されたTiO2(ルチル) 複
屈折板でなる偏光分離・合成素子、6は第一の光学系に
配置された例えば二分の一波長板でなる偏光回転子、
又、7は第二の光学系の配置された上記偏光回転子6と
同様に構成されてなる偏光回転素子、8は第二の光学系
に配置された上記偏光分離・合成素子5と同様に構成さ
れてなる偏光分離・合成素子である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the optical isolator according to the present invention will be described below with reference to FIG. 1 and FIG. First, in the drawing, reference numeral 4 denotes two sets each composed of the first polarizer (1), the Faraday rotator (2) and the second polarizer (3) described in the conventional optical isolator (FIG. 2). This is an optical isolator unit configured in series.
A first optical system and a second optical system, which will be described later, are configured on both sides of the optical isolator unit 4. The first optical system is defined as an incident side. Further, in the figure, 5 is a polarization separating / combining element composed of a TiO 2 (rutile) birefringent plate arranged in the first optical system, and 6 is, for example, a half-wave plate arranged in the first optical system. Polarization rotator,
Reference numeral 7 denotes a polarization rotator configured in the same manner as the polarization rotator 6 in which the second optical system is disposed, and reference numeral 8 denotes a polarization multiplexing / synthesizing element 5 in the second optical system. It is a polarized light separating / combining element configured.
【0008】そして、上記の場合、入射光として半導体
レーザー光による平行光を用いるが、先ず上記第一の光
学系において、かかる入射光は偏光分離・合成素子5を
通過して光路a及び光路bに分離される。又、これら分
離された光路の偏光成分のうち光路bのみが通過し且つ
該光路bの偏光成分の偏波面が90度回転して光路aの
偏光成分の偏波面と一致するように上記偏光回転子6は
配置されている。又上記光アイソレータユニット4は、
その入射側の偏光子1(図2参照)の偏光面が該偏光子
1に入射すべき上記光路a及び光路bの偏光成分の夫々
偏波面と一致するように配置される。更に、第二の光学
系においてかかる光アイソレータユニット4を通過した
光路a及び光路bの偏光成分が結合されるように上記偏
光回転子7及び偏光分離・合成素子8が配置される。In the above case, parallel light from a semiconductor laser is used as the incident light. First, in the first optical system, the incident light passes through the polarization separating / combining element 5 and passes through the optical path a and the optical path b. Is separated into Also, among the polarized light components of the separated optical paths, only the optical path b passes, and the polarization plane of the polarized light component of the optical path b is rotated by 90 degrees to be coincident with the polarization plane of the polarized light component of the optical path a. The child 6 is arranged. The optical isolator unit 4 is
The polarizer 1 (see FIG. 2) on the incident side is arranged so that the polarization plane of the polarization components of the optical path a and the optical path b to be incident on the polarizer 1 coincide with the respective polarization planes. Further, in the second optical system, the polarization rotator 7 and the polarization separation / combination element 8 are arranged so that the polarization components of the optical path a and the optical path b passing through the optical isolator unit 4 are combined.
【0009】本発明による光アイソレータは上記のよう
に構成されているから、入射光は先ず、第一の光学系に
おいて偏光分離・合成素子5へ入射せしめられ、該偏光
分離・合成素子5によって互いに90度の角度をなす偏
光成分を有する光路a及び光路bに分離せしめられる。
従って、偏光分離・合成素子5を通過した直後の光路
a,bの偏波面は直交しているが、これらの光路a,b
のうち偏光回転子6が配置されている光路bの偏光成分
の偏波面だけが90度回転せしめられ、これにより光路
a及び光路bの夫々偏光成分の偏波面は一致せしめられ
る。そして更にこのように偏波面が互いに一致した状態
で光路a及び光路b共に光アイソレータユニット4へ入
射するが、この光アイソレータユニット4において前述
した通り両光路a,bの偏光成分の偏波面は90度回転
され且つ一致せしめられる。次に第二の光学系のおいて
光路a,bのうち偏光回転子7が配置されている光路a
の偏光成分の偏波面だけが該偏光回転子7によって90
度回転せしめられ、これにより偏光分離・合成素子8に
入射する時の光路a及び光路bの偏光成分の偏波面は直
交した状態になっている。そして偏光分離・合成素子8
において再び結合せしめられる。Since the optical isolator according to the present invention is constructed as described above, the incident light is first made incident on the polarization splitting / combining element 5 in the first optical system, and the polarized light splitting / combining element 5 causes the light to enter each other. The light is separated into an optical path a and an optical path b having polarization components forming an angle of 90 degrees.
Therefore, although the polarization planes of the optical paths a and b immediately after passing through the polarization separation / combination element 5 are orthogonal, these optical paths a and b
Of these, only the polarization plane of the polarization component of the optical path b where the polarization rotator 6 is disposed is rotated by 90 degrees, whereby the polarization planes of the polarization components of the optical path a and the optical path b are matched. Further, both the optical paths a and b enter the optical isolator unit 4 in such a state that the polarization planes coincide with each other. In this optical isolator unit 4, the polarization planes of the polarization components of the two optical paths a and b are 90 as described above. Rotated and matched. Next, in the second optical system, an optical path a where the polarization rotator 7 is disposed among the optical paths a and b.
Only the plane of polarization of the polarization component of
As a result, the polarization planes of the polarization components of the optical path a and the optical path b when entering the polarization separation / combination element 8 are orthogonal to each other. And the polarization separation / combination element 8
Are combined again.
【0010】他方、第二の光学系側から入射する逆方向
の光は先ず、偏光分離・合成素子8によって互いに90
度の角度をなす偏光成分を有する二つの光路a,bに分
離され、このうちの一方の光路a側の偏光成分のみが偏
光回転子7により90度回転せしめられてこのように夫
々の偏波面が互いに直交した状態で光路a及び光路bは
上記の場合とは逆の方向から光アイソレータユニット4
へ入射する。従って、該光アイソレータユニット4の作
用によりかかる逆方向の光はもはや第一の光学系の入射
側へは戻ることができない。On the other hand, the light in the opposite direction that is incident from the second optical system side is first 90
The light is separated into two optical paths a and b having polarization components having an angle of degree, and only the polarization component on one side of the optical path a is rotated by 90 degrees by the polarization rotator 7 and thus each polarization plane is rotated. Are orthogonal to each other, and the optical path a and the optical path b are in the opposite directions from the above case.
Incident on. Therefore, the light in the opposite direction can no longer return to the incident side of the first optical system due to the action of the optical isolator unit 4.
【0011】このように、光アイソレータユニット4の
両側に第一の光学系及び第二の光学系を設けたことによ
り、該光アイソレータユニット4の性能を有効に発揮さ
せることができるが、上記実施例における光路a及び光
路bを入れ換えた場合でも上記と同様な作用効果が得ら
れる。又、光アイソレータユニット4を2段以上の多段
構成にすることにより、アイソレーション効果をより高
めることができる。As described above, by providing the first optical system and the second optical system on both sides of the optical isolator unit 4, the performance of the optical isolator unit 4 can be effectively exhibited. Even when the optical path a and the optical path b in the example are exchanged, the same operation and effect as described above can be obtained. Further, by forming the optical isolator unit 4 in a multi-stage configuration of two or more stages, the isolation effect can be further enhanced.
【0012】[0012]
【発明の効果】上述したように、本発明の光アイソレー
タによれば、従来知られている通常の光アイソレータユ
ニットを利用することにより簡単に構成することがで
き、しかもかかる光アイソレータユニットの機能を有効
に発揮せしめることができるため、特に該光アイソレー
タユニットを多段構成とすることにより極めて高いアイ
ソレーション効果を得ることができる。そして、入射光
の偏波面の状態を全く考慮しないで済むので、実用的効
果等の点でも優れている。また、所謂、空間ビーム光や
光ファイバー用として利用することができるのは勿論で
あるが、その場合に既存の光アイソレータと簡単に置換
することができ、工業上極めて有用である等の利点があ
る。As described above, according to the optical isolator of the present invention, the configuration can be simplified by using a conventionally known ordinary optical isolator unit, and the function of the optical isolator unit can be easily achieved. Since the optical isolator unit can be effectively exerted, an extremely high isolation effect can be obtained particularly when the optical isolator unit has a multi-stage configuration. In addition, since it is not necessary to consider the state of the plane of polarization of the incident light at all, the present invention is excellent in practical effects and the like. In addition, it can be used for so-called spatial beam light or optical fiber, but in this case, it can be easily replaced with an existing optical isolator and has advantages such as being extremely useful industrially. .
【図1】発明による光アイソレータの一実施例の全体構
成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of an embodiment of an optical isolator according to the present invention.
【図2】従来の光アイソレータの全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a conventional optical isolator.
4 光アイソータユニット 5,8 偏光分離・合成子 6,7 偏光回転子 4 Optical isolator unit 5, 8 Polarization separation / combiner 6, 7 Polarization rotator
Claims (1)
アイソレータを2組直列に配置して構成される光アイソ
レータユニットの入射側に偏光分離・合成素子及び偏光
回転子からなる第一の光学系を、又上記光アイソレータ
ユニットの出射側には偏光回転子及び偏光分離・合成素
子からなる第二の光学系をそれぞれ配設し、上記第一の
光学系において分離された光路の偏光成分の一方の偏波
面を回転させることにより分離された双方の光路の偏光
成分の偏波面が上記光アイソレータユニットの入射側偏
光子の偏光面に一致するように該光アイソレータユニッ
トに入射せしめると共に上記光アイソレータユニットの
出射側において上記分離されている光路の偏光成分を上
記第二の光学系によって再び結合せしめるようにした光
アイソレータ。1. A light having a structure dependent on the plane of polarization of incident light.
A first optical system including a polarization splitting / combining element and a polarization rotator is provided on an incident side of an optical isolator unit configured by arranging two sets of isolators in series.
A second optical system including a polarization rotator and a polarization splitting / combining element is provided on the output side of the unit , and one of the polarization components of the polarization component of the optical path separated in the first optical system is rotated. Then, the light is incident on the optical isolator unit such that the polarization planes of the polarized light components of both optical paths separated from each other coincide with the polarization plane of the polarizer on the incident side of the optical isolator unit, and the light is separated on the output side of the optical isolator unit. An optical isolator in which a polarized component of an optical path is re-coupled by the second optical system.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP41227890A JP2904442B2 (en) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | Optical isolator |
CA 2058036 CA2058036C (en) | 1990-12-20 | 1991-12-18 | Optical isolator |
DE1991624955 DE69124955T2 (en) | 1990-12-20 | 1991-12-19 | Polarization-independent optical isolator |
EP19910121786 EP0492437B1 (en) | 1990-12-20 | 1991-12-19 | Polarization independent optical isolator |
US07/931,566 US5267078A (en) | 1990-12-20 | 1992-08-18 | Optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP41227890A JP2904442B2 (en) | 1990-12-20 | 1990-12-20 | Optical isolator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04219719A JPH04219719A (en) | 1992-08-10 |
JP2904442B2 true JP2904442B2 (en) | 1999-06-14 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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1990
- 1990-12-20 JP JP41227890A patent/JP2904442B2/en not_active Expired - Lifetime
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