JP3077554B2 - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JP3077554B2 JP3077554B2 JP07090560A JP9056095A JP3077554B2 JP 3077554 B2 JP3077554 B2 JP 3077554B2 JP 07090560 A JP07090560 A JP 07090560A JP 9056095 A JP9056095 A JP 9056095A JP 3077554 B2 JP3077554 B2 JP 3077554B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical isolator
- collimator
- optical
- rod lens
- center axis
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体レーザを用いた
光ファイバ通信、特に光ファイバ増幅器における光学系
からの反射戻り光を阻止するための偏光無依存型の光ア
イソレータに関する。
光ファイバ通信、特に光ファイバ増幅器における光学系
からの反射戻り光を阻止するための偏光無依存型の光ア
イソレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の光アイソレータとして図
６に示すものがある。図において、２０は入射光線、１
１は複屈折率結晶板で光線２０をこの結晶板に入射させ
ると互いに垂直な振動面をもった２本の光線に分かれ、
一本は直進し（常光線）、他方の一本は斜めに進み（異
常光線）これらの光は結晶板を通過後は平行な２本の光
線として伝播する。１２は複屈折率結晶板１１、１４の
結晶光軸を表面上に投影した方向から６７．５度傾いた
方向の結晶軸を有し、その中を光が直行すると偏光方向
が直行方向に対して４５度回転する１／２波長板、１３
は磁気光学結晶板からなるファラデー素子、１４は複屈
折率結晶板１１と結晶軸の向きを同じに配置した複屈折
率結晶板、１５は１１〜１４の要素を保持する基板、１
６はファラデー素子１３を磁化するための磁石であり、
これらの要素によって光アイソレータ本体１０が構成さ
れる。このような光アイソレータ本体１０の両端には、
図７に示すように球レンズ１７、フェルール２４、光フ
ァイバ１８を円筒状ホルダに導入して形成したコリメー
タ２６を配置して組立・調整工数を低減し、より安価に
製作できる構成をとっている（特開平４−２４６６１５
号公報）。
６に示すものがある。図において、２０は入射光線、１
１は複屈折率結晶板で光線２０をこの結晶板に入射させ
ると互いに垂直な振動面をもった２本の光線に分かれ、
一本は直進し（常光線）、他方の一本は斜めに進み（異
常光線）これらの光は結晶板を通過後は平行な２本の光
線として伝播する。１２は複屈折率結晶板１１、１４の
結晶光軸を表面上に投影した方向から６７．５度傾いた
方向の結晶軸を有し、その中を光が直行すると偏光方向
が直行方向に対して４５度回転する１／２波長板、１３
は磁気光学結晶板からなるファラデー素子、１４は複屈
折率結晶板１１と結晶軸の向きを同じに配置した複屈折
率結晶板、１５は１１〜１４の要素を保持する基板、１
６はファラデー素子１３を磁化するための磁石であり、
これらの要素によって光アイソレータ本体１０が構成さ
れる。このような光アイソレータ本体１０の両端には、
図７に示すように球レンズ１７、フェルール２４、光フ
ァイバ１８を円筒状ホルダに導入して形成したコリメー
タ２６を配置して組立・調整工数を低減し、より安価に
製作できる構成をとっている（特開平４−２４６６１５
号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】この種の光ファイバコ
リメータは、球レンズを使用しているために光アイソレ
ータ本体に入射した信号光の反射は殆どそのまま反射す
るので、その対策として例えばレンズ界面に高品質の低
反射多層膜を施す等の処理が必要となる。その結果、製
作の煩雑さおよび加工費が嵩むという問題があった。そ
こで本発明は、簡単に反射光を減少せしめ、コンパクト
に組み立てることのできる光アイソレータを提供するこ
とを目的とする。
リメータは、球レンズを使用しているために光アイソレ
ータ本体に入射した信号光の反射は殆どそのまま反射す
るので、その対策として例えばレンズ界面に高品質の低
反射多層膜を施す等の処理が必要となる。その結果、製
作の煩雑さおよび加工費が嵩むという問題があった。そ
こで本発明は、簡単に反射光を減少せしめ、コンパクト
に組み立てることのできる光アイソレータを提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係わる光アイソ
レータは、複屈折率結晶板の間に少なくともファラデー
回転子が配置され、それらの外周にファラデー回転子を
磁化する磁石を備えた光アイソレータ本体と、該光アイ
ソレータ本体の両端には光ファイバの先端に集束型ロッ
ドレンズを固定して形成されたコリメータを有する光ア
イソレータであって、前記集束型ロッドレンズの端面が
コリメータ中心軸に垂直な面に対して傾斜して形成され
たことを特徴とし、
レータは、複屈折率結晶板の間に少なくともファラデー
回転子が配置され、それらの外周にファラデー回転子を
磁化する磁石を備えた光アイソレータ本体と、該光アイ
ソレータ本体の両端には光ファイバの先端に集束型ロッ
ドレンズを固定して形成されたコリメータを有する光ア
イソレータであって、前記集束型ロッドレンズの端面が
コリメータ中心軸に垂直な面に対して傾斜して形成され
たことを特徴とし、
【０００５】また、前記コリメータはその端面から出射
された光の方向がコリメータ中心軸に対して傾斜する方
向と、該出射光が光アイソレータ本体の複屈折率結晶板
に入射し、異常光が屈折する方向と反対方向になるよう
に配置されたことを特徴とする。
された光の方向がコリメータ中心軸に対して傾斜する方
向と、該出射光が光アイソレータ本体の複屈折率結晶板
に入射し、異常光が屈折する方向と反対方向になるよう
に配置されたことを特徴とする。
【０００６】
【作用】上記の構成によれば、本発明に係わる集束型ロ
ッドレンズの端面はコリメータ中心軸に垂直な面に対し
て４°〜８°傾斜しているので、端面において生じた反
射光あるいは端面に入射する反射光を実質上問題のない
値にまで除去した光アイソレータを実現することができ
る。コリメータの端面から出射された光の方向と、この
出射光が複屈折率結晶板に入射し屈折する方向と反対方
向に配置されているので、信号光は中心軸の近傍を通過
することになり、光アイソレータの性能が安定し、また
小型に形成できる。
ッドレンズの端面はコリメータ中心軸に垂直な面に対し
て４°〜８°傾斜しているので、端面において生じた反
射光あるいは端面に入射する反射光を実質上問題のない
値にまで除去した光アイソレータを実現することができ
る。コリメータの端面から出射された光の方向と、この
出射光が複屈折率結晶板に入射し屈折する方向と反対方
向に配置されているので、信号光は中心軸の近傍を通過
することになり、光アイソレータの性能が安定し、また
小型に形成できる。
【０００７】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。
説明する。なお、図面の説明において同一要素には同一
符号を付し、重複する説明を省略する。
【０００８】図１は本実施例に係わる光アイソレータの
全体構成を示す図である。図において、複屈折率結晶板
１１、１４の間に少なくともファラデー回転子１３が配
置され、それらの外周にファラデー回転子を磁化する磁
石１６を備えた光アイソレータ本体１０と、光アイソレ
ータ本体１０の両端には光ファイバ１の先端に集束型ロ
ッドレンズ２を固定して形成されたコリメータ４を有す
る光アイソレータであって、集束型ロッドレンズ２の端
面がコリメータ中心軸ａに垂直Ａな面に対して傾斜
（θ）して形成される。
全体構成を示す図である。図において、複屈折率結晶板
１１、１４の間に少なくともファラデー回転子１３が配
置され、それらの外周にファラデー回転子を磁化する磁
石１６を備えた光アイソレータ本体１０と、光アイソレ
ータ本体１０の両端には光ファイバ１の先端に集束型ロ
ッドレンズ２を固定して形成されたコリメータ４を有す
る光アイソレータであって、集束型ロッドレンズ２の端
面がコリメータ中心軸ａに垂直Ａな面に対して傾斜
（θ）して形成される。
【０００９】コリメータ４は光ファイバ１はシングルモ
ード型光ファイバと所定の長さのグレーデッドインデッ
クス型光ファイバからなる集束型ロッドレンズ２を融着
接続し、その外周に透明なガラス管のフェルール３を被
せて形成される。コリメータ４の端面はこのように形成
された後、光学研磨等によって所定の角度（θ）が付与
される。端面はグレーデッドインデックス型光ファイバ
を所定の長さに切断して形成するので構成が簡単となる
が、信号光が通過するとき反射が生じるのでこれを除去
するためである。
ード型光ファイバと所定の長さのグレーデッドインデッ
クス型光ファイバからなる集束型ロッドレンズ２を融着
接続し、その外周に透明なガラス管のフェルール３を被
せて形成される。コリメータ４の端面はこのように形成
された後、光学研磨等によって所定の角度（θ）が付与
される。端面はグレーデッドインデックス型光ファイバ
を所定の長さに切断して形成するので構成が簡単となる
が、信号光が通過するとき反射が生じるのでこれを除去
するためである。
【００１０】図２は端面の傾斜角θとシングルモード型
光ファイバ１の中に反射光が戻る反射減衰量との関係を
示す測定値を示す。その結果、傾斜角θが４゜以上にな
れば実用上無視できる値となる。
光ファイバ１の中に反射光が戻る反射減衰量との関係を
示す測定値を示す。その結果、傾斜角θが４゜以上にな
れば実用上無視できる値となる。
【００１１】一方、このように傾斜角θを有するコリメ
ータ４を対抗して配置し、他方のコリメータをねじれた
ときの角度（φ）に対する挿入損失との関係を図３に示
す。傾斜角θが大きくなると、僅かなねじれ角について
も挿入損失が急激に大きくなり、傾斜角θが８°を越
え、１０°になるとねじれ角の調整は１°以下にするこ
とが必要となる。この観点から傾斜角θは８°以下が適
当である。
ータ４を対抗して配置し、他方のコリメータをねじれた
ときの角度（φ）に対する挿入損失との関係を図３に示
す。傾斜角θが大きくなると、僅かなねじれ角について
も挿入損失が急激に大きくなり、傾斜角θが８°を越
え、１０°になるとねじれ角の調整は１°以下にするこ
とが必要となる。この観点から傾斜角θは８°以下が適
当である。
【００１２】さらに、コリメータ４と光アイソレータ本
体１０の複屈折率結晶板１１、１４との関係を図４によ
って検討する。図４（イ）において、コリメータ４の中
心軸ａに沿って伝搬した信号光は端面傾斜角θのために
角α屈折して複屈折率結晶板１１に入射する。複屈折率
結晶板１１の中では常光は直進するが、異常光は角β屈
折して伝搬する。ここで、角αと角βの方向が反対の関
係にある。
体１０の複屈折率結晶板１１、１４との関係を図４によ
って検討する。図４（イ）において、コリメータ４の中
心軸ａに沿って伝搬した信号光は端面傾斜角θのために
角α屈折して複屈折率結晶板１１に入射する。複屈折率
結晶板１１の中では常光は直進するが、異常光は角β屈
折して伝搬する。ここで、角αと角βの方向が反対の関
係にある。
【００１３】これに対して図４（ロ）の場合は、コリメ
ータ４の中心軸が１８０°ねじって配置されると角αと
角βの方向が同一の関係にある。このように配置した場
合は、光アイソレータ本体１０を通過する信号光は中心
軸ａからずれた位置となり、光アイソレータの性能並び
に大きさの観点から好ましくない。図４（イ）のように
角αと角βの方向が反対となるような配置にすると、中
心軸に対するずれは大きくならないので端面傾斜角の影
響を最小限に抑えることができる。
ータ４の中心軸が１８０°ねじって配置されると角αと
角βの方向が同一の関係にある。このように配置した場
合は、光アイソレータ本体１０を通過する信号光は中心
軸ａからずれた位置となり、光アイソレータの性能並び
に大きさの観点から好ましくない。図４（イ）のように
角αと角βの方向が反対となるような配置にすると、中
心軸に対するずれは大きくならないので端面傾斜角の影
響を最小限に抑えることができる。
【００１４】図１の構成において、集束型ロッドレンズ
２は外径１５０μｍ、長さ９２０μｍ、比屈折率差０．
９％、傾斜角θ５°；光アイソレータ本体１０は複屈折
率結晶板１１、１４の厚さ０．９ｍｍ，ファラデー回転
子１３の厚さ０．１ｍｍ，１／２波長板の厚さ０．４ｍ
ｍで作製したところ、波長１．５５μｍについて反射減
衰量６５ｄＢ，挿入損失０．４ｄＢ，アイソレーション
４２ｄＢであり、コリメータ中心軸のずれは２００μｍ
であった。
２は外径１５０μｍ、長さ９２０μｍ、比屈折率差０．
９％、傾斜角θ５°；光アイソレータ本体１０は複屈折
率結晶板１１、１４の厚さ０．９ｍｍ，ファラデー回転
子１３の厚さ０．１ｍｍ，１／２波長板の厚さ０．４ｍ
ｍで作製したところ、波長１．５５μｍについて反射減
衰量６５ｄＢ，挿入損失０．４ｄＢ，アイソレーション
４２ｄＢであり、コリメータ中心軸のずれは２００μｍ
であった。
【００１５】図５は２つの光アイソレータ本体１０ー
１、１０ー２及び２つの磁石１６ー１、１６ー２によっ
て構成された光アイソレータを示す図である。この場合
の集束型ロッドレンズ２は外径１３５μｍ、長さ８８０
μｍ、比屈折率差１．０％、傾斜角θ４°；光アイソレ
ータ本体１０は複屈折率結晶板１１、１４の厚さは夫々
０．４ｍｍと０．９５ｍｍ，ファラデー回転子１３の厚
さ０．４ｍｍで作製したところ、波長１．５５μｍにつ
いて反射減衰量６２ｄＢ，挿入損失０．７ｄＢ，アイソ
レーション６０ｄＢであり、コリメータ中心軸のずれは
１４０μｍであった。
１、１０ー２及び２つの磁石１６ー１、１６ー２によっ
て構成された光アイソレータを示す図である。この場合
の集束型ロッドレンズ２は外径１３５μｍ、長さ８８０
μｍ、比屈折率差１．０％、傾斜角θ４°；光アイソレ
ータ本体１０は複屈折率結晶板１１、１４の厚さは夫々
０．４ｍｍと０．９５ｍｍ，ファラデー回転子１３の厚
さ０．４ｍｍで作製したところ、波長１．５５μｍにつ
いて反射減衰量６２ｄＢ，挿入損失０．７ｄＢ，アイソ
レーション６０ｄＢであり、コリメータ中心軸のずれは
１４０μｍであった。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる集
束型ロッドレンズの端面はコリメータ中心軸に垂直な面
に対して４°〜８°傾斜しているので、端面において生
じた反射光あるいは端面に入射する反射光を実質上問題
のない値にまで除去した光アイソレータを実現すること
ができる。コリメータの端面から出射された光の方向
と、この出射光が複屈折率結晶板に入射し屈折する方向
と反対方向に配置されているので、信号光は中心軸の近
傍を通過することになり、光アイソレータの性能が安定
し、また小型に形成できる。
束型ロッドレンズの端面はコリメータ中心軸に垂直な面
に対して４°〜８°傾斜しているので、端面において生
じた反射光あるいは端面に入射する反射光を実質上問題
のない値にまで除去した光アイソレータを実現すること
ができる。コリメータの端面から出射された光の方向
と、この出射光が複屈折率結晶板に入射し屈折する方向
と反対方向に配置されているので、信号光は中心軸の近
傍を通過することになり、光アイソレータの性能が安定
し、また小型に形成できる。
【図１】本実施例に係わる光アイソレータの全体構成を
示す図である。
示す図である。
【図２】傾斜角θと反射減衰量との関係を示す図であ
る。
る。
【図３】ねじり角φと挿入損失との関係を図３に示す。
【図４】図１の部分拡大図である。
【図５】他の実施例に係わる光アイソレータの全体構成
を示す図である。
を示す図である。
【図６】従来例に係わる光アイソレータ本体の構成を示
す図である。
す図である。
【図７】従来のコリメータを示す図である。
１、１８：光ファイバ ２：レンズ ３、２４：フェルール ４、２６：コリメータ １０：光アイソレータ本体 １１、１４：複屈折率結晶板 １２：１／２波長板 １３：ファラデー回転子 １６：磁石 １７：球レンズ ２０：光線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/28
Claims (2)
- 【請求項１】 複屈折率結晶板の間に少なくともファラ
デー回転子が配置され、それらの外周にファラデー回転
子を磁化する磁石を備えた光アイソレータ本体と、該光
アイソレータ本体の両端には光ファイバの先端に集束型
ロッドレンズを固定して形成されたコリメータを有する
光アイソレータであって、 前記集束型ロッドレンズの端面がコリメータ中心軸に垂
直な面に対して傾斜して形成され、 前記コリメータの端面から出射された光が前記コリメー
タ中心軸に対して傾斜する方向と、該出射された光が前
記光アイソレータ本体の複屈折率結晶板に入射し異常光
が屈折する方向とが反対方向になるように、前記コリメ
ータが配置されたことを特徴とする光アイソレータ。 - 【請求項２】 集束型ロッドレンズの端面がコリメータ
中心軸に垂直な面に対して４°〜８°傾斜していること
を特徴とする請求項１に記載の光アイソレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07090560A JP3077554B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光アイソレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07090560A JP3077554B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光アイソレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08286150A JPH08286150A (ja) | 1996-11-01 |
| JP3077554B2 true JP3077554B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=14001812
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07090560A Expired - Fee Related JP3077554B2 (ja) | 1995-04-17 | 1995-04-17 | 光アイソレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3077554B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1298459A3 (en) * | 2001-09-27 | 2005-05-11 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Aspherical rod lens and method of manufacturing aspherical rod lens |
| JP2006047951A (ja) | 2004-06-29 | 2006-02-16 | Kyocera Corp | 光アイソレータ |
| JPWO2020241774A1 (ja) * | 2019-05-29 | 2020-12-03 |
-
1995
- 1995-04-17 JP JP07090560A patent/JP3077554B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08286150A (ja) | 1996-11-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |