JP3049551B2 - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
- Publication number
- JP3049551B2 JP3049551B2 JP9228197A JP22819797A JP3049551B2 JP 3049551 B2 JP3049551 B2 JP 3049551B2 JP 9228197 A JP9228197 A JP 9228197A JP 22819797 A JP22819797 A JP 22819797A JP 3049551 B2 JP3049551 B2 JP 3049551B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- birefringent crystal
- birefringent
- plates
- crystal
- isolator
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，レーザ発振光が反
射等により送出方向とは逆方向に戻ることを防ぐ目的で
使用される光アイソレータに関するものである。
射等により送出方向とは逆方向に戻ることを防ぐ目的で
使用される光アイソレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】レーザ発振光の反射戻り光を防止するた
めの光アイソレータには，送出方向の光，すなわちアイ
ソレータへレーザより入射してくる光の偏波方向が特定
の方向である事を指定する必要のある偏波依存型アイソ
レータと，偏波が如何なる方向であってもさしつかえな
い偏波無依存型アイソレータとがある。
めの光アイソレータには，送出方向の光，すなわちアイ
ソレータへレーザより入射してくる光の偏波方向が特定
の方向である事を指定する必要のある偏波依存型アイソ
レータと，偏波が如何なる方向であってもさしつかえな
い偏波無依存型アイソレータとがある。
【０００３】本発明の対象は偏波無依存型アイソレータ
に関するものであって，従来のこの型のアイソレータよ
りも容易に量産製造しうるものであり，また小型化も可
能な偏波無依存型アイソレータを製造できる技術に関す
るものである。
に関するものであって，従来のこの型のアイソレータよ
りも容易に量産製造しうるものであり，また小型化も可
能な偏波無依存型アイソレータを製造できる技術に関す
るものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】先ず従来の偏波無依存
型アイソレータとして知られるものの第１の例として，
永久磁石の他に二枚の複屈折結晶板の間に夫々４５°の
偏波回転するファラデー回転子と旋光性結晶を入れるタ
イプのものがある（特公昭６０−４９２９７号公報，参
照）。
型アイソレータとして知られるものの第１の例として，
永久磁石の他に二枚の複屈折結晶板の間に夫々４５°の
偏波回転するファラデー回転子と旋光性結晶を入れるタ
イプのものがある（特公昭６０−４９２９７号公報，参
照）。
【０００５】この場合，素材としては複屈折結晶，ファ
ラデー回転子材料，旋光性結晶の３種類を必要としてお
り，旋光性結晶として代表的な材料である水晶を用いて
いるため４５°の旋光角を得るのに例えば通信用光波長
の１．５５μｍに対して約１６ｍｍの長さを必要とし小
型のアイソレータを構成することはできない。
ラデー回転子材料，旋光性結晶の３種類を必要としてお
り，旋光性結晶として代表的な材料である水晶を用いて
いるため４５°の旋光角を得るのに例えば通信用光波長
の１．５５μｍに対して約１６ｍｍの長さを必要とし小
型のアイソレータを構成することはできない。
【０００６】また，第２の例として，永久磁石の他に２
枚のくさび型をした複屈折結晶材の間に４５°の偏波回
転するファラデー回転子入れるタイプのものがある（特
願昭５５−１７６６８７号，参照）。
枚のくさび型をした複屈折結晶材の間に４５°の偏波回
転するファラデー回転子入れるタイプのものがある（特
願昭５５−１７６６８７号，参照）。
【０００７】この場合，素材は複屈折結晶とファラデー
回転子材料の２種類であり，第１の例よりも有利であ
り，水晶のごとき旋光性結晶を用いないので小型化の点
でも有利であるが，くさび型の結晶を利用するため，そ
れを加工製造する事は，平板あるいは角型材の加工より
もずっと工程が複雑になりこの点は不利である。
回転子材料の２種類であり，第１の例よりも有利であ
り，水晶のごとき旋光性結晶を用いないので小型化の点
でも有利であるが，くさび型の結晶を利用するため，そ
れを加工製造する事は，平板あるいは角型材の加工より
もずっと工程が複雑になりこの点は不利である。
【０００８】そこで，本発明の技術的課題は，従来の偏
波無依存型アイソレータの欠点である多種材料，あるい
は大型材料，加工形状の複雑な材料を用いることなく，
少品種で簡単な加工材料で偏波無依存型アイソレータを
提供することである。
波無依存型アイソレータの欠点である多種材料，あるい
は大型材料，加工形状の複雑な材料を用いることなく，
少品種で簡単な加工材料で偏波無依存型アイソレータを
提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、複屈折
性を有する複数の光結晶板を有する光アイソレータにお
いて、光路に沿って、第１の複屈折結晶板、第２の複屈
折結晶板、第３の複屈折結晶板、及び第４の複屈折結晶
板をこの順に備え、さらに、第１乃至第４の複屈折結晶
板の内の隣合う複屈折結晶板の間の少なくとも１個所に
配置された少なくとも一つのファラデー回転子を備え、
前記第１乃至第４の複屈折結晶板は、互いに厚さの等し
いものを２対含み、一方の互いに厚さの等しい一対の複
屈折結晶板と、他方の互いに厚さの等しい一対の複屈折
結晶板との厚さの比は、１：ｔａｎ２２．５°（〜１．
４１４２）であり、前記ファラデー回転子のファラデー
回転角度は、約４５°であって、前記第１，第２，第
３，及び第４の複屈折結晶板の内の一つに対して、もう
一つの複屈折結晶の複屈折結晶板の偏光分離方向のなす
角度が約９０°で、残りの２つの複屈折結晶板の偏光分
離方向のなす角度が共に約４５°であることを特徴とす
る光アイソレータが得られる。
性を有する複数の光結晶板を有する光アイソレータにお
いて、光路に沿って、第１の複屈折結晶板、第２の複屈
折結晶板、第３の複屈折結晶板、及び第４の複屈折結晶
板をこの順に備え、さらに、第１乃至第４の複屈折結晶
板の内の隣合う複屈折結晶板の間の少なくとも１個所に
配置された少なくとも一つのファラデー回転子を備え、
前記第１乃至第４の複屈折結晶板は、互いに厚さの等し
いものを２対含み、一方の互いに厚さの等しい一対の複
屈折結晶板と、他方の互いに厚さの等しい一対の複屈折
結晶板との厚さの比は、１：ｔａｎ２２．５°（〜１．
４１４２）であり、前記ファラデー回転子のファラデー
回転角度は、約４５°であって、前記第１，第２，第
３，及び第４の複屈折結晶板の内の一つに対して、もう
一つの複屈折結晶の複屈折結晶板の偏光分離方向のなす
角度が約９０°で、残りの２つの複屈折結晶板の偏光分
離方向のなす角度が共に約４５°であることを特徴とす
る光アイソレータが得られる。
【００１０】即ち、本発明は、４枚の複屈折結晶板を用
い、隣合う2枚の複屈折結晶板の間に少なくとも1枚の４
５°の偏波回転するファラデー回転子を挿入したことを
特徴としている。
い、隣合う2枚の複屈折結晶板の間に少なくとも1枚の４
５°の偏波回転するファラデー回転子を挿入したことを
特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に，本発明の実施の形態につい
て説明する。尚，本発明の対象とするすべてのアイソレ
ータは常に永久磁石を必要としているので，これについ
ては特に省いて以下説明する。
て説明する。尚，本発明の対象とするすべてのアイソレ
ータは常に永久磁石を必要としているので，これについ
ては特に省いて以下説明する。
【００１２】図１を参照して，本発明の実施の形態とし
て複屈折結晶板としてルチル（ＴｉＯ2 ），結晶板をフ
ァラデー回転子としてテルビウムビスマス鉄ガーネット
（（ＴｂＢｉ）3 Ｆｅ5 Ｏ12）結晶板を用いた。
て複屈折結晶板としてルチル（ＴｉＯ2 ），結晶板をフ
ァラデー回転子としてテルビウムビスマス鉄ガーネット
（（ＴｂＢｉ）3 Ｆｅ5 Ｏ12）結晶板を用いた。
【００１３】ルチル結晶板の結晶方位はＣ軸よりａ軸に
向って４５°傾いた方向が結晶板の面内にあり，その
ａ，ｃ軸で形成される面と結晶板の面とは互いに直角を
なしている。
向って４５°傾いた方向が結晶板の面内にあり，その
ａ，ｃ軸で形成される面と結晶板の面とは互いに直角を
なしている。
【００１４】アイソレータの構成はレーザ光の入射方向
（図１の矢印ａ）に沿って第１のルチル結晶板Ａ（厚さ
２ｍｍ，レーザ光と平行な方向からのＣ軸の投影方向は
垂直方向），ついで第２のルチル結晶板Ｂ（厚さは０．
８２８４ｍｍ），レーザ光と平行な方向からのＣ軸の投
影方向は第１のルチルより９０°回転して水平方向），
ついでファラデー回転子であるガーネット結晶板Ｃ（厚
さ０．５ｍｍ，結晶板面の方位は｛１１１｝面で，波長
１．５μｍに対し偏波面が第２のルチルの９０°回転と
同一方向に４５°回転するように磁化された状態にあ
る），ついで第３のルチル結晶板Ｄ（厚さは０．８２８
４ｍｍ，レーザ光と平行な方向からのＣ軸の投影方向は
垂直あるいは水平方向より第２のルチルと同方向に４５
°），最後に第４のルチル結晶板Ｅ（厚さは２ｍｍ，同
様にＣ軸の投影方向は第３のルチル結晶板よりも結晶板
面内で第２のルチルと同方向に９０°回転して−４５
°）の順の配列である。
（図１の矢印ａ）に沿って第１のルチル結晶板Ａ（厚さ
２ｍｍ，レーザ光と平行な方向からのＣ軸の投影方向は
垂直方向），ついで第２のルチル結晶板Ｂ（厚さは０．
８２８４ｍｍ），レーザ光と平行な方向からのＣ軸の投
影方向は第１のルチルより９０°回転して水平方向），
ついでファラデー回転子であるガーネット結晶板Ｃ（厚
さ０．５ｍｍ，結晶板面の方位は｛１１１｝面で，波長
１．５μｍに対し偏波面が第２のルチルの９０°回転と
同一方向に４５°回転するように磁化された状態にあ
る），ついで第３のルチル結晶板Ｄ（厚さは０．８２８
４ｍｍ，レーザ光と平行な方向からのＣ軸の投影方向は
垂直あるいは水平方向より第２のルチルと同方向に４５
°），最後に第４のルチル結晶板Ｅ（厚さは２ｍｍ，同
様にＣ軸の投影方向は第３のルチル結晶板よりも結晶板
面内で第２のルチルと同方向に９０°回転して−４５
°）の順の配列である。
【００１５】図中ので示す矢印は入射光が，そのルチ
ル板を透過するとき異常光として分離する方向を示す。
ル板を透過するとき異常光として分離する方向を示す。
【００１６】図２及び図３にはレーザ光を透過させた場
合の光線ビームの伝播状況を示す。円の中の矢印は偏波
方向であってレーザビームの送出方向ではアイソレータ
への入射ビームは垂直，水平偏波ともすべて同一線上に
出射されるが（図２）反射戻り光方向では垂直，水平両
偏波とも入射ビームの線上には戻らない事が示される
（図３）。
合の光線ビームの伝播状況を示す。円の中の矢印は偏波
方向であってレーザビームの送出方向ではアイソレータ
への入射ビームは垂直，水平偏波ともすべて同一線上に
出射されるが（図２）反射戻り光方向では垂直，水平両
偏波とも入射ビームの線上には戻らない事が示される
（図３）。
【００１７】本アイソレータを構成する結晶の表面に波
長１．５５μｍに対する無反射コート膜を施し，アイソ
レータの入射光側にピッチ１／２のＧＲＩＮレンズをお
き，出射側にコア径１０μｍのシングルモードファイバ
ーをおいて半導体レーザより発振した光をＧＲＩＮレン
ズ，アイソレータ，シングルモードファイバーの順で透
過させたところ半導体レーザの偏波がいかなる方向であ
っても透過損は１ｄＢ以下であり，逆に接続して出射側
より光を透過させると透過損３５ｄＢ以上であった。こ
の場合，偏波方向はいかなる方向でも３５ｄＢ以上のほ
ぼ同じ値であった。
長１．５５μｍに対する無反射コート膜を施し，アイソ
レータの入射光側にピッチ１／２のＧＲＩＮレンズをお
き，出射側にコア径１０μｍのシングルモードファイバ
ーをおいて半導体レーザより発振した光をＧＲＩＮレン
ズ，アイソレータ，シングルモードファイバーの順で透
過させたところ半導体レーザの偏波がいかなる方向であ
っても透過損は１ｄＢ以下であり，逆に接続して出射側
より光を透過させると透過損３５ｄＢ以上であった。こ
の場合，偏波方向はいかなる方向でも３５ｄＢ以上のほ
ぼ同じ値であった。
【００１８】図４は本発明の実施の形態による光アイソ
レータの原理説明に供せられる図である。図４を参照す
ると，光の進行方向に垂直な面へ投影した場合，即ち，
光の入射側から見た時の光の移動経路の一例が示されて
いる。
レータの原理説明に供せられる図である。図４を参照す
ると，光の進行方向に垂直な面へ投影した場合，即ち，
光の入射側から見た時の光の移動経路の一例が示されて
いる。
【００１９】尚，実施の形態において，第１と第２のル
チル結晶板との間，第３と第４のルチル結晶板との間を
片方のみ，あるいは両方を同時に入れかえても，同一の
特性が得られた。
チル結晶板との間，第３と第４のルチル結晶板との間を
片方のみ，あるいは両方を同時に入れかえても，同一の
特性が得られた。
【００２０】また第１と第２，第３と第４のルチル結晶
板の板の厚さを，その比を変えることなく１／２倍，２
倍，３倍などとしても同様に偏波方向に依存性のない特
性が得られた。
板の板の厚さを，その比を変えることなく１／２倍，２
倍，３倍などとしても同様に偏波方向に依存性のない特
性が得られた。
【００２１】
【発明の効果】以上示した通り本発明は２種類の材料で
構成され，単純な加工の結晶板を夫々の面内に回転させ
て配列することによりすぐれたアイソレーション特性を
実現することが可能である。
構成され，単純な加工の結晶板を夫々の面内に回転させ
て配列することによりすぐれたアイソレーション特性を
実現することが可能である。
【図１】本発明の実施の形態における結晶の方位と配列
の説明図である。
の説明図である。
【図２】アイソレータとしての機能の説明図である。
【図３】アイソレータとしての機能の説明図である。
【図４】光の進行方向に垂直な面へ投影した場合，光の
入射側から見た時の光の移動経路を示す図である。
入射側から見た時の光の移動経路を示す図である。
Claims (1)
- 【請求項１】 複屈折性を有する複数の光結晶板を有す
る光アイソレータにおいて、光路に沿って、第１の複屈
折結晶板、第２の複屈折結晶板、第３の複屈折結晶板、
及び第４の複屈折結晶板をこの順に備え、さらに、第１
乃至第４の複屈折結晶板の内の隣合う複屈折結晶板の間
の少なくとも１個所に配置された少なくとも一つのファ
ラデー回転子を備え、前記第１乃至第４の複屈折結晶板
は、互いに厚さの等しいものを２対含み、一方の互いに
厚さの等しい一対の複屈折結晶板と、他方の互いに厚さ
の等しい一対の複屈折結晶板との厚さの比は、１：ｔａ
ｎ２２．５°（〜１．４１４２）であり、前記ファラデ
ー回転子のファラデー回転角度は、約４５°であって、
前記第１，第２，第３，及び第４の複屈折結晶板の内の
一つに対して、もう一つの複屈折結晶の複屈折結晶板の
偏光分離方向のなす角度が約９０°で、残りの２つの複
屈折結晶板の偏光分離方向のなす角度が共に約４５°で
あ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 |
|---|---|---|---|
| JP9228197A JP3049551B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 光アイソレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9228197A JP3049551B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 光アイソレータ |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32403089A Division JP2775499B2 (ja) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | 光アイソレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1073788A JPH1073788A (ja) | 1998-03-17 |
| JP3049551B2 true JP3049551B2 (ja) | 2000-06-05 |
Family
ID=16872729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9228197A Expired - Lifetime JP3049551B2 (ja) | 1997-08-25 | 1997-08-25 | 光アイソレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3049551B2 (ja) |
-
1997
- 1997-08-25 JP JP9228197A patent/JP3049551B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1073788A (ja) | 1998-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20000223 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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