JP3161885B2 - 光アイソレーター - Google Patents
光アイソレーターInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光通信路中の光学素子の
表面で反射して光源方向に戻ってくる反射光を遮断し、
ノイズの発生を防止する光アイソレーターに関するもの
である。
表面で反射して光源方向に戻ってくる反射光を遮断し、
ノイズの発生を防止する光アイソレーターに関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】光通信システムや光計測器などではレー
ザ光源を発振した伝送光が光通信路中の各種の光学素子
の入射面などで反射し、その反射光がレーザ光源にまで
達することがある。反射光は光源の発光作用を乱し、し
ばしばノイズを生じさせる。光アイソレーターはこうし
た光伝送路に設けられ、予定の伝送方向に進む光だけ透
過させ、光源方向に向かう反射光を選択的に遮断するも
のである。
ザ光源を発振した伝送光が光通信路中の各種の光学素子
の入射面などで反射し、その反射光がレーザ光源にまで
達することがある。反射光は光源の発光作用を乱し、し
ばしばノイズを生じさせる。光アイソレーターはこうし
た光伝送路に設けられ、予定の伝送方向に進む光だけ透
過させ、光源方向に向かう反射光を選択的に遮断するも
のである。
【０００３】光アイソレーターの例が特開平4-360119号
公報に記載されている。同公報の光アイソレーターの一
例を図４に示してある。同図の光アイソレーターは、入
射側の偏光分離・合成素子１と出射側の偏光分離・合成
素子２との中間に、入射側の偏光分離・合成素子から分
離して出射する一方の光路中に偏光成分を９０度回転さ
せる第１の偏光回転子４１を配置し、同じく分離して出
射する２つの偏光の光路中に単数または複数の光アイソ
レーターユニット４４と偏光成分を回転させる第２の偏
光回転子４２を配置し、同じく分離して出射するもう一
方の光路中に偏光成分を回転させる第３の偏光回転子４
３を配置している。
公報に記載されている。同公報の光アイソレーターの一
例を図４に示してある。同図の光アイソレーターは、入
射側の偏光分離・合成素子１と出射側の偏光分離・合成
素子２との中間に、入射側の偏光分離・合成素子から分
離して出射する一方の光路中に偏光成分を９０度回転さ
せる第１の偏光回転子４１を配置し、同じく分離して出
射する２つの偏光の光路中に単数または複数の光アイソ
レーターユニット４４と偏光成分を回転させる第２の偏
光回転子４２を配置し、同じく分離して出射するもう一
方の光路中に偏光成分を回転させる第３の偏光回転子４
３を配置している。
【０００４】この光アイソレーターの中間に配置されて
いる光アイソレーターユニット４４は、偏光子、偏光面
を４５度回転させるファラデー回転子、偏光子の偏光面
に４５度傾いた偏光面を持つ検光子が順に並べられてい
る。偏光子を通過した直線偏光はファラデー回転子で偏
光面が回転し、検光子の偏光面の方向と一致するからそ
こを通過する。逆方向から検光子に入射する光は、検光
子を通過して偏光となり、ファラデー回転子を前記とは
逆方向から通過する際にも偏光面が同一方向に４５度回
転するので、ファラデー回転子を通過した光は、偏光子
に対して偏光面が直交しているため偏光子を通過するこ
とができない。
いる光アイソレーターユニット４４は、偏光子、偏光面
を４５度回転させるファラデー回転子、偏光子の偏光面
に４５度傾いた偏光面を持つ検光子が順に並べられてい
る。偏光子を通過した直線偏光はファラデー回転子で偏
光面が回転し、検光子の偏光面の方向と一致するからそ
こを通過する。逆方向から検光子に入射する光は、検光
子を通過して偏光となり、ファラデー回転子を前記とは
逆方向から通過する際にも偏光面が同一方向に４５度回
転するので、ファラデー回転子を通過した光は、偏光子
に対して偏光面が直交しているため偏光子を通過するこ
とができない。
【０００５】図４に示された光アイソレーターにレーザ
ー光を入射させると、入射側の偏光分離・合成素子１で
互いの偏光面が直交する２つの偏光に分離される。一方
の偏光は、その光路に配置された第１の偏光回転子４１
により偏光面が９０度回転し、もう一方の偏光の偏光面
と同一方向になる。偏光面が同一方向になった２つの偏
光は、光アイソレーターユニット４４へ入射し、そこを
通過する偏光面がともに４５度回転するが、第２の偏光
回転子４２によって４５度逆回転し、光アイソレーター
ユニット４４に入射する以前の偏光面に戻される。次に
もう一方の光路に配置された第３の偏光回転子４３によ
って、その光路を通る偏光だけが偏光面を回転され、２
つの偏光の偏光面は直交する。２つの偏光は出射側の偏
光分離・合成素子２で再び合致し円偏光となって出射す
る。出射した光は次に配置される光学素子で一部が表面
反射され、光アイソレーターの出射側に入射し、出射側
の偏光分離・合成素子２により、互いの偏光面が直交す
る２つの偏光に分離される。一方の光路の第３の偏光回
転子４３によって、一方の偏光だけがその偏光面を回転
され、２つの偏光の偏光面は同一方向となる。偏光面が
同一方向の２つの偏光は、第２の偏光回転子４２によっ
て偏光面が回転された後、光アイソレーターユニット４
４へ入射する。２つの偏光は光アイソレーターユニット
４４の作用により偏光子で遮断され、入射側へ戻ること
はない。
ー光を入射させると、入射側の偏光分離・合成素子１で
互いの偏光面が直交する２つの偏光に分離される。一方
の偏光は、その光路に配置された第１の偏光回転子４１
により偏光面が９０度回転し、もう一方の偏光の偏光面
と同一方向になる。偏光面が同一方向になった２つの偏
光は、光アイソレーターユニット４４へ入射し、そこを
通過する偏光面がともに４５度回転するが、第２の偏光
回転子４２によって４５度逆回転し、光アイソレーター
ユニット４４に入射する以前の偏光面に戻される。次に
もう一方の光路に配置された第３の偏光回転子４３によ
って、その光路を通る偏光だけが偏光面を回転され、２
つの偏光の偏光面は直交する。２つの偏光は出射側の偏
光分離・合成素子２で再び合致し円偏光となって出射す
る。出射した光は次に配置される光学素子で一部が表面
反射され、光アイソレーターの出射側に入射し、出射側
の偏光分離・合成素子２により、互いの偏光面が直交す
る２つの偏光に分離される。一方の光路の第３の偏光回
転子４３によって、一方の偏光だけがその偏光面を回転
され、２つの偏光の偏光面は同一方向となる。偏光面が
同一方向の２つの偏光は、第２の偏光回転子４２によっ
て偏光面が回転された後、光アイソレーターユニット４
４へ入射する。２つの偏光は光アイソレーターユニット
４４の作用により偏光子で遮断され、入射側へ戻ること
はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、図４に示
した光アイソレーターを試作し、アイソレーション比を
測定した。得られたアイソレーション比は３０ｄＢ程度
と低い値であった。
した光アイソレーターを試作し、アイソレーション比を
測定した。得られたアイソレーション比は３０ｄＢ程度
と低い値であった。
【０００７】本発明は前記の課題を解決するためなされ
たもので、高アイソレーション比を得ることができる光
アイソレーターを提供することを目的とする。
たもので、高アイソレーション比を得ることができる光
アイソレーターを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の光アイソレーターを実施例に対応
する図１により説明する。
めになされた本発明の光アイソレーターを実施例に対応
する図１により説明する。
【０００９】本発明の光アイソレーターは、図１に示す
ように、入射側に第１の偏光分離・合成素子１、出射側
に第２の偏光分離・合成素子２を配置している。それら
の中間には、以下の順番で各素子が配置される。第１の
偏光分離・合成素子１から分離して出射した２つの偏光
の夫々の光路中には第１の右旋性偏光回転子３と第１の
左旋性偏光回転子１３が配置される。同じく２つの偏光
の光路中には、第１の非相反旋光素子４と偏光ビームス
プリッタまたは偏光ガラス５と第２の非相反旋光素子６
が配置される。同じく２つの偏光の夫々の光路中には、
第２の右旋性偏光回転子１７と第２の左旋性偏光回転子
７が配置されている。
ように、入射側に第１の偏光分離・合成素子１、出射側
に第２の偏光分離・合成素子２を配置している。それら
の中間には、以下の順番で各素子が配置される。第１の
偏光分離・合成素子１から分離して出射した２つの偏光
の夫々の光路中には第１の右旋性偏光回転子３と第１の
左旋性偏光回転子１３が配置される。同じく２つの偏光
の光路中には、第１の非相反旋光素子４と偏光ビームス
プリッタまたは偏光ガラス５と第２の非相反旋光素子６
が配置される。同じく２つの偏光の夫々の光路中には、
第２の右旋性偏光回転子１７と第２の左旋性偏光回転子
７が配置されている。
【００１０】本発明の別な態様の光アイソレーターは、
図３に示すように、入射側に第１のワークオフ偏光プリ
ズム３１、出射側に第２のワークオフ偏光プリズム３２
を配置している。それらの中間には、以下の順番で各素
子が配置される。第１のワークオフ偏光プリズム３１か
ら分離して出射した２つの偏光の夫々の光路中には第１
の右旋性偏光回転子３と第１の左旋性偏光回転子１３が
配置される。同じく２つの偏光の光路中には、第１の非
相反旋光素子４と偏光ビームスプリッタまたは偏光ガラ
ス５と第２の非相反旋光素子６が配置される。同じく２
つの偏光の夫々の光路中には、第２の右旋性偏光回転子
１７と第２の左旋性偏光回転子７が配置されている。
図３に示すように、入射側に第１のワークオフ偏光プリ
ズム３１、出射側に第２のワークオフ偏光プリズム３２
を配置している。それらの中間には、以下の順番で各素
子が配置される。第１のワークオフ偏光プリズム３１か
ら分離して出射した２つの偏光の夫々の光路中には第１
の右旋性偏光回転子３と第１の左旋性偏光回転子１３が
配置される。同じく２つの偏光の光路中には、第１の非
相反旋光素子４と偏光ビームスプリッタまたは偏光ガラ
ス５と第２の非相反旋光素子６が配置される。同じく２
つの偏光の夫々の光路中には、第２の右旋性偏光回転子
１７と第２の左旋性偏光回転子７が配置されている。
【００１１】
【作用】図１に示された光アイソレーターでは、伝送光
２１ａは光源側の光ファイバ１１ａ側から偏光分離・合
成素子１に入射すると常光線２２ａと異常光線２３ｂと
に分かれる。常光線２２ａは右旋性偏光回転子３により
偏光面が４５度回転し、非相反旋光素子４を通過して偏
光面がさらに４５度回転するから偏光分離・合成素子１
から出射したときと偏光面が９０度回転して偏光ビーム
スプリッタ５の偏光面と一致しているため、偏光ビーム
スプリッタ５を通過することができる。ここを通過した
常光線２２ａは、非相反旋光素子６により偏光面が右ね
じに４５度回転され、左旋性偏光回転子７を通過して偏
光面が４５度回転され戻され、偏光分離・合成素子２に
対して偏光面が直交した異常光線２２ｂとなって入射
し、ここで屈折する。一方、偏光分離・合成素子１から
出射した異常光線２３ｂは、偏光面が左旋性偏光回転子
１３により４５度回転し、非相反旋光素子４により４５
度戻され偏光ビームスプリッタ５を通過し、非相反旋光
素子６および右旋性偏光回転子１７により偏光面が９０
度回転し、偏光分離・合成素子２に対して偏光面が同一
方向の常光線２３ａとなって入射する。異常光線２２ｂ
と常光線２３ａは、偏光分離・合成素子２を出射すると
きは互いの偏光が合致し、円偏光の伝送光２１ａになっ
て光ファイバ１１ｂに向かう。
２１ａは光源側の光ファイバ１１ａ側から偏光分離・合
成素子１に入射すると常光線２２ａと異常光線２３ｂと
に分かれる。常光線２２ａは右旋性偏光回転子３により
偏光面が４５度回転し、非相反旋光素子４を通過して偏
光面がさらに４５度回転するから偏光分離・合成素子１
から出射したときと偏光面が９０度回転して偏光ビーム
スプリッタ５の偏光面と一致しているため、偏光ビーム
スプリッタ５を通過することができる。ここを通過した
常光線２２ａは、非相反旋光素子６により偏光面が右ね
じに４５度回転され、左旋性偏光回転子７を通過して偏
光面が４５度回転され戻され、偏光分離・合成素子２に
対して偏光面が直交した異常光線２２ｂとなって入射
し、ここで屈折する。一方、偏光分離・合成素子１から
出射した異常光線２３ｂは、偏光面が左旋性偏光回転子
１３により４５度回転し、非相反旋光素子４により４５
度戻され偏光ビームスプリッタ５を通過し、非相反旋光
素子６および右旋性偏光回転子１７により偏光面が９０
度回転し、偏光分離・合成素子２に対して偏光面が同一
方向の常光線２３ａとなって入射する。異常光線２２ｂ
と常光線２３ａは、偏光分離・合成素子２を出射すると
きは互いの偏光が合致し、円偏光の伝送光２１ａになっ
て光ファイバ１１ｂに向かう。
【００１２】光ファイバ１１ｂの端面などからの反射光
２１ｂはレンズ２５ｂから偏光分離・合成素子２に入射
し、偏光面が直交する異常光線２２ｂと常光線２３ａと
に分かれる。異常光線２２ｂは、左旋性偏光回転子７お
よび非相反旋光素子６により偏光面が９０度回転する。
常光線２３ａは偏光面が右旋性偏光回転子１７により４
５度回転し、非相反旋光素子６により４５度戻される。
このように異常光線２２ｂと常光線２３ａからの偏光
は、偏光面が偏光ビームスプリッタ５の偏光面と直交す
るため、ともにここを通過できない。しかし個々の部品
のわずかな角度ずれにより両者の偏光の一部が漏れ光２
２ｂ・２３ａとして偏光ビームスプリッタ５を通過す
る。一方の漏れ光２２ｂは偏光面が非相反旋光素子４で
回転し、右旋性偏光回転子３により戻され、偏光分離・
合成素子１に対して偏光面が直交した異常光線として入
射し、ここで屈折する。もう一方の漏れ光２３ａは非相
反旋光素子４および左旋性偏光回転子１３により偏光面
が９０度回転し、偏光分離・合成素子１に対して偏光面
が同一方向の常光線として入射する。２つの漏れ光は偏
光分離・合成素子１で合致することがないので、レンズ
２５ａで光ファイバ１１ａの端面に結像せず、光源に達
する光の量は極めて少ない。
２１ｂはレンズ２５ｂから偏光分離・合成素子２に入射
し、偏光面が直交する異常光線２２ｂと常光線２３ａと
に分かれる。異常光線２２ｂは、左旋性偏光回転子７お
よび非相反旋光素子６により偏光面が９０度回転する。
常光線２３ａは偏光面が右旋性偏光回転子１７により４
５度回転し、非相反旋光素子６により４５度戻される。
このように異常光線２２ｂと常光線２３ａからの偏光
は、偏光面が偏光ビームスプリッタ５の偏光面と直交す
るため、ともにここを通過できない。しかし個々の部品
のわずかな角度ずれにより両者の偏光の一部が漏れ光２
２ｂ・２３ａとして偏光ビームスプリッタ５を通過す
る。一方の漏れ光２２ｂは偏光面が非相反旋光素子４で
回転し、右旋性偏光回転子３により戻され、偏光分離・
合成素子１に対して偏光面が直交した異常光線として入
射し、ここで屈折する。もう一方の漏れ光２３ａは非相
反旋光素子４および左旋性偏光回転子１３により偏光面
が９０度回転し、偏光分離・合成素子１に対して偏光面
が同一方向の常光線として入射する。２つの漏れ光は偏
光分離・合成素子１で合致することがないので、レンズ
２５ａで光ファイバ１１ａの端面に結像せず、光源に達
する光の量は極めて少ない。
【００１３】図３に示された光アイソレーターでは、伝
送光２１ａは光源側の光ファイバ１１ａ側からワークオ
フ偏光プリズム３１に入射すると常光線２２ａと異常光
線２３ｂとに分かれる。常光線２２ａは、偏光面が右旋
性偏光回転子３および非相反旋光素子４によりワークオ
フ偏光プリズム３１から出射したときと９０度回転して
偏光ガラス５を通過し、非相反旋光素子６により偏光面
が右ねじに４５度回転され、左旋性偏光回転子７により
偏光面が４５度戻され、ワークオフ偏光プリズム３２に
対して偏光面が直交した異常光線２２ｂとなって入射
し、ここで屈折する。一方、ワークオフ偏光プリズム３
１から出射した異常光線２３ｂは、偏光面が左旋性偏光
回転子１３により４５度回転し、非相反旋光素子４によ
って４５度戻され偏光ガラス５を通過し、非相反旋光素
子６および右旋性偏光回転子１７により偏光面が９０度
回転し、ワークオフ偏光プリズム３２に対して偏光面が
同一方向の常光線２３ａとなって入射する。異常光線２
２ｂと常光線２３ａは、ワークオフ偏光プリズム３２を
出射するときは互いの偏光が合致し、光ファイバ１１ｂ
に向かう。
送光２１ａは光源側の光ファイバ１１ａ側からワークオ
フ偏光プリズム３１に入射すると常光線２２ａと異常光
線２３ｂとに分かれる。常光線２２ａは、偏光面が右旋
性偏光回転子３および非相反旋光素子４によりワークオ
フ偏光プリズム３１から出射したときと９０度回転して
偏光ガラス５を通過し、非相反旋光素子６により偏光面
が右ねじに４５度回転され、左旋性偏光回転子７により
偏光面が４５度戻され、ワークオフ偏光プリズム３２に
対して偏光面が直交した異常光線２２ｂとなって入射
し、ここで屈折する。一方、ワークオフ偏光プリズム３
１から出射した異常光線２３ｂは、偏光面が左旋性偏光
回転子１３により４５度回転し、非相反旋光素子４によ
って４５度戻され偏光ガラス５を通過し、非相反旋光素
子６および右旋性偏光回転子１７により偏光面が９０度
回転し、ワークオフ偏光プリズム３２に対して偏光面が
同一方向の常光線２３ａとなって入射する。異常光線２
２ｂと常光線２３ａは、ワークオフ偏光プリズム３２を
出射するときは互いの偏光が合致し、光ファイバ１１ｂ
に向かう。
【００１４】反射光２１ｂはワークオフ偏光プリズム３
２に入射し、異常光線２２ｂと常光線２３ａとに分かれ
る。異常光線２２ｂは左旋性偏光回転子７および非相反
旋光素子６により偏光面が９０度回転する。常光線２３
ａは偏光面が右旋性偏光回転子１７により４５度回転
し、非相反旋光素子６により４５度戻される。異常光線
２２ｂと常光線２３ａは、偏光ガラス５で吸収される。
しかし両者の偏光の一部が漏れ光２２ｂ・２３ａとして
偏光ガラス５を通過する。一方の漏れ光２２ｂは非相反
旋光素子４で偏光面が４５度回転し、右旋性偏光回転子
３により偏光面が戻され、ワークオフ偏光プリズム３１
で系外へ反射される。もう一方の漏れ光２３ａは非相反
旋光素子４および左旋性偏光回転子１３により偏光面が
９０度回転し、ワークオフ偏光プリズム３１で系外へ反
射される。
２に入射し、異常光線２２ｂと常光線２３ａとに分かれ
る。異常光線２２ｂは左旋性偏光回転子７および非相反
旋光素子６により偏光面が９０度回転する。常光線２３
ａは偏光面が右旋性偏光回転子１７により４５度回転
し、非相反旋光素子６により４５度戻される。異常光線
２２ｂと常光線２３ａは、偏光ガラス５で吸収される。
しかし両者の偏光の一部が漏れ光２２ｂ・２３ａとして
偏光ガラス５を通過する。一方の漏れ光２２ｂは非相反
旋光素子４で偏光面が４５度回転し、右旋性偏光回転子
３により偏光面が戻され、ワークオフ偏光プリズム３１
で系外へ反射される。もう一方の漏れ光２３ａは非相反
旋光素子４および左旋性偏光回転子１３により偏光面が
９０度回転し、ワークオフ偏光プリズム３１で系外へ反
射される。
【００１５】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１６】図１は本発明を適用する光アイソレーター
の一実施例の斜視図である。同図の光アイソレーター
は、偏光分離・合成素子１、偏光回転子３、１３、非相
反旋光素子４、偏光ビームスプリッタ５、非相反旋光素
子６、偏光回転子１３、１７、偏光分離・合成素子２が
順に配列されている。
の一実施例の斜視図である。同図の光アイソレーター
は、偏光分離・合成素子１、偏光回転子３、１３、非相
反旋光素子４、偏光ビームスプリッタ５、非相反旋光素
子６、偏光回転子１３、１７、偏光分離・合成素子２が
順に配列されている。
【００１７】偏光分離・合成素子１と偏光分離・合成素
子２は複屈折性結晶である３×３×１０ｍｍのルチル
（ＴｉＯ ）単結晶で、互いの結晶の光軸方向が平行に
配置され、結晶光軸が伝送光の光線方向に対して約４３
度傾けられている。これは伝送光の分離効果を最大にす
るためである。偏光分離・合成素子１の光路長をＬとす
ると分離幅はＬ／１０程度となる。偏光ビームスプリッ
タ５は、偏光面が同一方向の偏光成分のみを通過させ
る。右旋偏光回転子３、１７および左旋偏光回転子７、
１３は通過する光の偏光面を４５度回転させる１／２波
長の水晶製波長板であり、形状が３×１．５ｍｍに加工
されている。右旋偏光回転子３と左旋偏光回転子１３を
中心部ではりあわせ３×３ｍｍとする。左旋偏光回転子
７と右旋偏光回転子１７も同様にはりあわせる。非相反
旋光素子４および非相反旋光素子６は３×３ｍｍのビス
マス（Ｂｉ）置換希土類鉄ガーネットであり、通過する
光の偏光面を４５度回転させる。磁場を印加するための
永久磁石８および永久磁石９はＳｍ−Ｃｏ永久磁石であ
る。
子２は複屈折性結晶である３×３×１０ｍｍのルチル
（ＴｉＯ ）単結晶で、互いの結晶の光軸方向が平行に
配置され、結晶光軸が伝送光の光線方向に対して約４３
度傾けられている。これは伝送光の分離効果を最大にす
るためである。偏光分離・合成素子１の光路長をＬとす
ると分離幅はＬ／１０程度となる。偏光ビームスプリッ
タ５は、偏光面が同一方向の偏光成分のみを通過させ
る。右旋偏光回転子３、１７および左旋偏光回転子７、
１３は通過する光の偏光面を４５度回転させる１／２波
長の水晶製波長板であり、形状が３×１．５ｍｍに加工
されている。右旋偏光回転子３と左旋偏光回転子１３を
中心部ではりあわせ３×３ｍｍとする。左旋偏光回転子
７と右旋偏光回転子１７も同様にはりあわせる。非相反
旋光素子４および非相反旋光素子６は３×３ｍｍのビス
マス（Ｂｉ）置換希土類鉄ガーネットであり、通過する
光の偏光面を４５度回転させる。磁場を印加するための
永久磁石８および永久磁石９はＳｍ−Ｃｏ永久磁石であ
る。
【００１８】この光アイソレーターでは、円偏光の伝送
光２１ａは、光源側につながっている信号伝送用光ファ
イバ１１ａからレンズ２５ａを通過して偏光分離・合成
素子１に入射すると、常光線２２ａと異常光線２３ｂに
分かれる。常光線２２ａは、偏光面が右旋偏光回転子３
および非相反旋光素子４により９０度回転して、偏光ビ
ームスプリッタ５を通過する。ここを通過した常光線２
２ａは、偏光面が非相反旋光素子６により４５度回転
し、左旋偏光回転子７により４５度戻され、偏光分離・
合成素子２に対し偏光面が直交した異常光線２２ｂとな
って入射して屈折し、出射する。偏光分離・合成素子１
で常光線２２ａと分かれた異常光線２３ｂは、偏光面が
左旋偏光回転子１３により４５度回転し、非相反旋光素
子４により４５度戻され偏光ビームスプリッタ５を通過
する。ここを通過した異常光線２３ｂは非相反旋光素子
６および右旋偏光回転子１７により偏光面が９０度回転
して、偏光分離・合成素子２に対しては、偏光面が同一
方向の常光線２３ａとなって入射する。異常光線２２ｂ
と常光線２３ａとは偏光分離・合成素子２から出射する
ときは互いの偏光が合致し、円偏光の伝送光２１ａとな
ってレンズ２５ｂを通過、光ファイバ１１ｂに向かう。
光２１ａは、光源側につながっている信号伝送用光ファ
イバ１１ａからレンズ２５ａを通過して偏光分離・合成
素子１に入射すると、常光線２２ａと異常光線２３ｂに
分かれる。常光線２２ａは、偏光面が右旋偏光回転子３
および非相反旋光素子４により９０度回転して、偏光ビ
ームスプリッタ５を通過する。ここを通過した常光線２
２ａは、偏光面が非相反旋光素子６により４５度回転
し、左旋偏光回転子７により４５度戻され、偏光分離・
合成素子２に対し偏光面が直交した異常光線２２ｂとな
って入射して屈折し、出射する。偏光分離・合成素子１
で常光線２２ａと分かれた異常光線２３ｂは、偏光面が
左旋偏光回転子１３により４５度回転し、非相反旋光素
子４により４５度戻され偏光ビームスプリッタ５を通過
する。ここを通過した異常光線２３ｂは非相反旋光素子
６および右旋偏光回転子１７により偏光面が９０度回転
して、偏光分離・合成素子２に対しては、偏光面が同一
方向の常光線２３ａとなって入射する。異常光線２２ｂ
と常光線２３ａとは偏光分離・合成素子２から出射する
ときは互いの偏光が合致し、円偏光の伝送光２１ａとな
ってレンズ２５ｂを通過、光ファイバ１１ｂに向かう。
【００１９】伝送光２１ａのほとんどは光ファイバ１１
ｂ内に入射するが、一部が光ファイバ１１ｂの端面など
で反射する。図２に示すように、反射光２１ｂはレンズ
２５ｂを通過して偏光分離・合成素子２に入射し、再び
常光線２３ａと異常光線２２ｂに分かれる。異常光線２
２ｂは左旋偏光回転子７および非相反旋光素子６によ
り、偏光面が９０度回転する。常光線２３ａは偏光面が
右旋偏光回転子１７により４５度回転し、非相反旋光素
子６により４５度戻される。このように異常光線２２ｂ
と常光線２３ａの偏光は、偏光面が偏光ビームスプリッ
タ５の偏光面と直交するため、ともにここを通過するこ
とはできない。個々の部品の角度ずれによって、両者の
偏光の一部が漏れ光２２ｂ・２３ａとして偏光ビームス
プリッタ５を通過する。一方の漏れ光２２ｂは偏光面が
非相反旋光素子４により回転し、右旋性偏光回転子３に
より偏光面が戻され、偏光分離・合成素子１に対して偏
光面が直交した異常光線として入射し、ここで屈折す
る。もう一方の漏れ光２３ａは非相反旋光素子４および
左旋性偏光回転子１３により偏光面が９０度回転し、偏
光分離・合成素子１に対して偏光面が同一方向の常光線
として入射する。漏れ光２２ｂと漏れ光２３ａとは偏光
分離・合成素子１でますます互いの距離を大きくし、レ
ンズ２５ａによっても光ファイバ１１ａの端面に結像し
ない。
ｂ内に入射するが、一部が光ファイバ１１ｂの端面など
で反射する。図２に示すように、反射光２１ｂはレンズ
２５ｂを通過して偏光分離・合成素子２に入射し、再び
常光線２３ａと異常光線２２ｂに分かれる。異常光線２
２ｂは左旋偏光回転子７および非相反旋光素子６によ
り、偏光面が９０度回転する。常光線２３ａは偏光面が
右旋偏光回転子１７により４５度回転し、非相反旋光素
子６により４５度戻される。このように異常光線２２ｂ
と常光線２３ａの偏光は、偏光面が偏光ビームスプリッ
タ５の偏光面と直交するため、ともにここを通過するこ
とはできない。個々の部品の角度ずれによって、両者の
偏光の一部が漏れ光２２ｂ・２３ａとして偏光ビームス
プリッタ５を通過する。一方の漏れ光２２ｂは偏光面が
非相反旋光素子４により回転し、右旋性偏光回転子３に
より偏光面が戻され、偏光分離・合成素子１に対して偏
光面が直交した異常光線として入射し、ここで屈折す
る。もう一方の漏れ光２３ａは非相反旋光素子４および
左旋性偏光回転子１３により偏光面が９０度回転し、偏
光分離・合成素子１に対して偏光面が同一方向の常光線
として入射する。漏れ光２２ｂと漏れ光２３ａとは偏光
分離・合成素子１でますます互いの距離を大きくし、レ
ンズ２５ａによっても光ファイバ１１ａの端面に結像し
ない。
【００２０】この光アイソレーターについてアイソレー
ション比の測定を行なった。伝送光２１ａのビーム直径
は４００μｍであり、常光線２２ａと異常光線２３ｂの
分離距離は約１ｍｍであった。光アイソレーター部での
順方向挿入損失は０．４０ｄＢであり、光ファイバとレ
ンズを通しての構造での順方向挿入損失は１．１５ｄ
Ｂ、逆方向挿入損失は５０ｄＢであり、両者の差である
アイソレーション比は約４９ｄＢであった。
ション比の測定を行なった。伝送光２１ａのビーム直径
は４００μｍであり、常光線２２ａと異常光線２３ｂの
分離距離は約１ｍｍであった。光アイソレーター部での
順方向挿入損失は０．４０ｄＢであり、光ファイバとレ
ンズを通しての構造での順方向挿入損失は１．１５ｄ
Ｂ、逆方向挿入損失は５０ｄＢであり、両者の差である
アイソレーション比は約４９ｄＢであった。
【００２１】前記で説明した図１の光アイソレーター
は、偏光ビームスプリッタを使用している。この偏光ビ
ームスプリッタ５の代わりに偏光ガラスであっても実施
可能である。この場合においても光アイソレーターの機
能は同じであり、反射光２１ｂから分離した異常光線２
２ｂと常光線２３ａは偏光ガラス５で吸収されて、反射
光が光源側に戻るのを遮断する。
は、偏光ビームスプリッタを使用している。この偏光ビ
ームスプリッタ５の代わりに偏光ガラスであっても実施
可能である。この場合においても光アイソレーターの機
能は同じであり、反射光２１ｂから分離した異常光線２
２ｂと常光線２３ａは偏光ガラス５で吸収されて、反射
光が光源側に戻るのを遮断する。
【００２２】このように偏光ガラスを使用した光アイソ
レーターでアイソレーション比を測定した結果、光ファ
イバとレンズを通しての構成では順方向挿入損失は１．
０５ｄＢ、逆方向挿入損失は５６ｄＢであり、アイソレ
ーション比は約５５ｄＢであった。偏光ビームスプリッ
タを偏光ガラスに替えることで光路長は２．５ｍｍ短く
なった。
レーターでアイソレーション比を測定した結果、光ファ
イバとレンズを通しての構成では順方向挿入損失は１．
０５ｄＢ、逆方向挿入損失は５６ｄＢであり、アイソレ
ーション比は約５５ｄＢであった。偏光ビームスプリッ
タを偏光ガラスに替えることで光路長は２．５ｍｍ短く
なった。
【００２３】図３は本発明を適用する光アイソレーター
の他の実施例の斜視図である。同図の光アイソレーター
は、ワークオフ偏光プリズム３１、偏光回転子３、１
３、非相反旋光素子４、偏光ガラス５、非相反旋光素子
６、偏光回転子１３、１７、ワークオフ偏光プリズム３
２が順に配列されている。光源側につながっている信号
伝送用光ファイバ１１ａから伝送光２１ａはレンズ２５
ａを通過してワークオフ偏光プリズム３１に入射する
と、常光線２２ａと異常光線２３ｂに分かれる。常光線
２２ａは偏光面が右旋偏光回転子３および非相反旋光素
子４により９０度回転して、偏光ガラス５を通過する。
ここを通過した常光線２２ａは、偏光面が非相反旋光素
子６により４５度回転し、左旋偏光回転子７により４５
度戻され、ワークオフ偏光プリズム３２に対し偏光面が
直交した異常光線２２ｂとなって入射して屈折し、出射
する。異常光線２３ｂは偏光面が左旋偏光回転子１３に
より４５度回転し、非相反旋光素子４により４５度戻さ
れ偏光ガラス５を通過する。ここを通過した異常光線２
３ｂは非相反旋光素子６および右旋偏光回転子１７によ
り偏光面が９０度回転して、ワークオフ偏光プリズム３
２に対しては、偏光面が同一方向の常光線２３ａとなっ
て入射する。異常光線２２ｂと常光線２３ａとはワーク
オフ偏光プリズム３２から出射するときは互いの偏光が
合致し、円偏光の伝送光２１ａとなってレンズ２５ｂを
通過、光ファイバ１１ｂに向かう。
の他の実施例の斜視図である。同図の光アイソレーター
は、ワークオフ偏光プリズム３１、偏光回転子３、１
３、非相反旋光素子４、偏光ガラス５、非相反旋光素子
６、偏光回転子１３、１７、ワークオフ偏光プリズム３
２が順に配列されている。光源側につながっている信号
伝送用光ファイバ１１ａから伝送光２１ａはレンズ２５
ａを通過してワークオフ偏光プリズム３１に入射する
と、常光線２２ａと異常光線２３ｂに分かれる。常光線
２２ａは偏光面が右旋偏光回転子３および非相反旋光素
子４により９０度回転して、偏光ガラス５を通過する。
ここを通過した常光線２２ａは、偏光面が非相反旋光素
子６により４５度回転し、左旋偏光回転子７により４５
度戻され、ワークオフ偏光プリズム３２に対し偏光面が
直交した異常光線２２ｂとなって入射して屈折し、出射
する。異常光線２３ｂは偏光面が左旋偏光回転子１３に
より４５度回転し、非相反旋光素子４により４５度戻さ
れ偏光ガラス５を通過する。ここを通過した異常光線２
３ｂは非相反旋光素子６および右旋偏光回転子１７によ
り偏光面が９０度回転して、ワークオフ偏光プリズム３
２に対しては、偏光面が同一方向の常光線２３ａとなっ
て入射する。異常光線２２ｂと常光線２３ａとはワーク
オフ偏光プリズム３２から出射するときは互いの偏光が
合致し、円偏光の伝送光２１ａとなってレンズ２５ｂを
通過、光ファイバ１１ｂに向かう。
【００２４】反射光２１ｂはワークオフ偏光プリズム３
２に入射し、異常光線２２ｂと常光線２３ａとに分かれ
る。異常光線２２ｂは左旋偏光回転子７および非相反旋
光素子６により、偏光面が９０度回転する。常光線２３
ａは偏光面が右旋偏光回転子１７により４５度回転し、
非相反旋光素子６により４５度戻される。異常光線２２
ｂおよび常光線２３ａは偏光ガラス５で吸収される。し
かし両者の偏光の一部が漏れ光２２ｂ・２３ａとして偏
光ガラス５を通過する。一方の漏れ光２２ｂは非相反旋
光素子４で偏光面が４５度回転し、右旋性偏光回転子３
により偏光面が戻され、ワークオフ偏光プリズム３１で
系外へ反射される。もう一方の漏れ光２３ａは非相反旋
光素子４および左旋性偏光回転子１３により偏光面が９
０度回転し、ワークオフ偏光プリズム３１で系外へ反射
される。
２に入射し、異常光線２２ｂと常光線２３ａとに分かれ
る。異常光線２２ｂは左旋偏光回転子７および非相反旋
光素子６により、偏光面が９０度回転する。常光線２３
ａは偏光面が右旋偏光回転子１７により４５度回転し、
非相反旋光素子６により４５度戻される。異常光線２２
ｂおよび常光線２３ａは偏光ガラス５で吸収される。し
かし両者の偏光の一部が漏れ光２２ｂ・２３ａとして偏
光ガラス５を通過する。一方の漏れ光２２ｂは非相反旋
光素子４で偏光面が４５度回転し、右旋性偏光回転子３
により偏光面が戻され、ワークオフ偏光プリズム３１で
系外へ反射される。もう一方の漏れ光２３ａは非相反旋
光素子４および左旋性偏光回転子１３により偏光面が９
０度回転し、ワークオフ偏光プリズム３１で系外へ反射
される。
【００２５】上記で使用した偏光分離・合成素子はガラ
スプリズムでもよく、複屈折性結晶を使用する場合には
方解石などの複屈折性が大きな結晶が望ましい。また構
造では偏光分離・合成素子と偏光ビームスプリッタまた
は偏光ガラス間各々の非相反旋光素子と偏光回転子の順
番は入れ替わってもよく、非相反旋光素子に印加する磁
場の向きは同一でも対抗でも構わない。偏光ビームスプ
リッタまたは偏光ガラスの偏光面を調整すればよいため
である。
スプリズムでもよく、複屈折性結晶を使用する場合には
方解石などの複屈折性が大きな結晶が望ましい。また構
造では偏光分離・合成素子と偏光ビームスプリッタまた
は偏光ガラス間各々の非相反旋光素子と偏光回転子の順
番は入れ替わってもよく、非相反旋光素子に印加する磁
場の向きは同一でも対抗でも構わない。偏光ビームスプ
リッタまたは偏光ガラスの偏光面を調整すればよいため
である。
【００２６】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明を適
用する光アイソレーターは、高いアイソレーション比を
得ることができるため、反射光を遮断する機能がより強
化される。
用する光アイソレーターは、高いアイソレーション比を
得ることができるため、反射光を遮断する機能がより強
化される。
【図１】本発明を適用する光アイソレーターの伝送光の
光路を示す斜視図である。
光路を示す斜視図である。
【図２】本発明を適用する光アイソレーターの反射光の
光路を示す斜視図である。
光路を示す斜視図である。
【図３】本発明を適用する別な態様の光アイソレーター
の光路を示す斜視図である。
の光路を示す斜視図である。
【図４】従来の光アイソレーターの全体構成図である。
１、２は偏光分離・合成素子、３、１７は右旋偏光回転
子、７、１３は左旋偏光回転子、４、６は非相反旋光素
子、５は偏光子、８、９は永久磁石、１１ａ、１１ｂは
光ファイバ、、２１ａは伝送光、２１ｂは反射光、２２
ａ、 ２３ａは常光線、２２ｂ、 ２３ｂは異常光線、２５
ａ、２５ｂはレンズ、３１、３２はワークオフ偏光プリ
ズム、４１は第１の偏光回転子、４２は第２の偏光回転
子、４３は第３の偏光回転子、４４は光アイソレーター
ユニットである。
子、７、１３は左旋偏光回転子、４、６は非相反旋光素
子、５は偏光子、８、９は永久磁石、１１ａ、１１ｂは
光ファイバ、、２１ａは伝送光、２１ｂは反射光、２２
ａ、 ２３ａは常光線、２２ｂ、 ２３ｂは異常光線、２５
ａ、２５ｂはレンズ、３１、３２はワークオフ偏光プリ
ズム、４１は第１の偏光回転子、４２は第２の偏光回転
子、４３は第３の偏光回転子、４４は光アイソレーター
ユニットである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−88112（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/28
Claims (2)
- 【請求項１】 第１の偏光分離・合成素子と第２の偏光
分離・合成素子との中間に、 第１の偏光分離・合成素
子から分離して出射した直交する２つの偏光の夫々の光
路中に第１の右旋性偏光回転子と第１の左旋性偏光回転
子、 同じく２つの偏光の光路中に、第１の非相反旋光
素子と偏光ビームスプリッタまたは偏光ガラスと第２の
非相反旋光素子、 および同じく２つの偏光の夫々の光
路中に、第２の右旋性偏光回転子と第２の左旋性偏光回
転子が、上記の順番に 配置されていることを特徴とする光アイソ
レーター。 - 【請求項２】 第１のワークオフ偏光プリズムと第２
のワークオフ偏光プリズムとの中間に、 第１のワークオフ偏光プリズムから分離して出射した直
交する２つの偏光の夫々の光路中に第１の右旋性偏光回
転子と第１の左旋性偏光回転子、 同じく２つの偏光の光路中に、第１の非相反旋光素子と
偏光ビームスプリッタまたは偏光ガラスと第２の非相反
旋光素子、 および同じく２つの偏光の夫々の光路中に、第２の右旋
性偏光回転子と第２の左旋性偏光回転子が、上記の順番に 配置されていることを特徴とする光アイソ
レーター。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21769193A JP3161885B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 光アイソレーター |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21769193A JP3161885B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 光アイソレーター |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0772426A JPH0772426A (ja) | 1995-03-17 |
| JP3161885B2 true JP3161885B2 (ja) | 2001-04-25 |
Family
ID=16708215
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21769193A Expired - Fee Related JP3161885B2 (ja) | 1993-09-01 | 1993-09-01 | 光アイソレーター |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3161885B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2365952A1 (en) | 2000-12-15 | 2002-06-15 | Takeshi Aikiyo | Semiconductor laser device for use in a semiconductor laser module and optical amplifier |
| CN1204662C (zh) | 2000-12-15 | 2005-06-01 | 古河电气工业株式会社 | 半导体激光器模块及其制造方法和光放大器 |
| JP2004006439A (ja) | 2001-07-02 | 2004-01-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 半導体レーザモジュール及びその製造方法 |
| WO2003005509A1 (fr) | 2001-07-02 | 2003-01-16 | Furukawa Electric Co.,Ltd | Module laser a semiconducteur, amplificateur de lumiere et procede de production de module laser a semiconducteur |
| US7085440B2 (en) | 2001-07-02 | 2006-08-01 | The Furukawa Electric Co., Ltd | Semiconductor laser module and optical amplifier |
| US7408867B2 (en) | 2002-04-04 | 2008-08-05 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of aligning an optical fiber, method of manufacturing a semiconductor laser module, and semiconductor laser module |
-
1993
- 1993-09-01 JP JP21769193A patent/JP3161885B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0772426A (ja) | 1995-03-17 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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