JP3316543B2 - 光学サーキュレータ - Google Patents
光学サーキュレータInfo
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2746—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means comprising non-reciprocal devices, e.g. isolators, FRM, circulators, quasi-isolators
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
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- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/30—Polarising elements
- G02B5/3083—Birefringent or phase retarding elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
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Description
【発明の詳細な説明】 関連出願 この出願は、1997年12月８日に出願された特許出願第
08/986,064の優先権を主張して1998年２月18日に出願さ
れた特許出願09/025,526に基礎を置いている。
08/986,064の優先権を主張して1998年２月18日に出願さ
れた特許出願09/025,526に基礎を置いている。
発明の分野 本発明は、光ファイバの非相互的カップリング、特
に、光学サーキュレータに関する。
に、光学サーキュレータに関する。
背景 光学サーキュレータは光ファイバを受入れるための少
なくとも３つのポートを有するデバイスである。第１の
ポートを通してサーキュレータに入る光は第２のポート
を通して出て、第２のポートを通して入る光は第３のポ
ートを通して出る。光学サーキュレータは、生来的に非
相互的デバイスであり、というのは、光が第１ポートを
通して入る場合には、該光は第２のポートを通して出る
が、その光が引き続き反射して第２のポートに戻される
場合には、該光は第１のポートに戻る通路を辿らずに、
代わりに第３のポートを通して出るからである。
なくとも３つのポートを有するデバイスである。第１の
ポートを通してサーキュレータに入る光は第２のポート
を通して出て、第２のポートを通して入る光は第３のポ
ートを通して出る。光学サーキュレータは、生来的に非
相互的デバイスであり、というのは、光が第１ポートを
通して入る場合には、該光は第２のポートを通して出る
が、その光が引き続き反射して第２のポートに戻される
場合には、該光は第１のポートに戻る通路を辿らずに、
代わりに第３のポートを通して出るからである。
サーキュレータは、例えば、データの受信及び送信の
双方を行うために同じファイバを用いるために必要であ
る。第１のポートはデータ送信機に接続され得、第２の
ポートは長距離の光ファイバに接続され得る。その場
合、データは送信機からファイバに送信され得る。同時
に、長距離ファイバから入って来る光学データは、第２
のポートを通してサーキュレータに入り、受信機が接続
されている第３のポートに向けられる。
双方を行うために同じファイバを用いるために必要であ
る。第１のポートはデータ送信機に接続され得、第２の
ポートは長距離の光ファイバに接続され得る。その場
合、データは送信機からファイバに送信され得る。同時
に、長距離ファイバから入って来る光学データは、第２
のポートを通してサーキュレータに入り、受信機が接続
されている第３のポートに向けられる。
従来技術による光学サーキュレータの１つが、Kuwaha
raによる米国特許第4,650,289号に記載されており、そ
れを図１に示す。このサーキュレータにおいては、ラベ
ルA,B及びＣが上述の第１、第２及び第３のポートに対
応する（ポートＤは使用する必要がない）。このサーキ
ュレータは、以下の欠点を被る。すなわち、空間的に分
離した２つの光通路を必要とし、そしてポートＡ及びＣ
は直角をなす。このことは、サーキュレータが一層簡潔
なサイズが望まれるときにかさがはると言うことを意味
する。
raによる米国特許第4,650,289号に記載されており、そ
れを図１に示す。このサーキュレータにおいては、ラベ
ルA,B及びＣが上述の第１、第２及び第３のポートに対
応する（ポートＤは使用する必要がない）。このサーキ
ュレータは、以下の欠点を被る。すなわち、空間的に分
離した２つの光通路を必要とし、そしてポートＡ及びＣ
は直角をなす。このことは、サーキュレータが一層簡潔
なサイズが望まれるときにかさがはると言うことを意味
する。
一層簡潔なサーキュレータは、Kogaによる米国特許第
5,204,771号に記載されており、それを図２に示す。こ
のサーキュレータは、２つの光通路を近接して置くこと
ができ、第１及び第３のポート（図において、27及び28
で示されている）が平行であるという点において先のも
のよりも改良されている。不幸にして、このデバイス
は、まだ欠点を有する。第１のファイバから来る光を平
行にするために第１の光ファイバとサーキュレータとの
間にレンズを置かなければならない。また、第３のファ
イバ上に光を収束させるために第３のファイバとサーキ
ュレータとの間にもレンズを置かなければならない。第
１及び第３のファイバが、２つのレンズ（各ファイバご
とに１つ）を並べて挿入するための余地がある程に充分
に離れているならば、サーキュレータはかなり大きくな
ければならない。このようなサーキュレータも高価であ
る。というのも価格は構成要素の寸法と共に増加するか
らである。
5,204,771号に記載されており、それを図２に示す。こ
のサーキュレータは、２つの光通路を近接して置くこと
ができ、第１及び第３のポート（図において、27及び28
で示されている）が平行であるという点において先のも
のよりも改良されている。不幸にして、このデバイス
は、まだ欠点を有する。第１のファイバから来る光を平
行にするために第１の光ファイバとサーキュレータとの
間にレンズを置かなければならない。また、第３のファ
イバ上に光を収束させるために第３のファイバとサーキ
ュレータとの間にもレンズを置かなければならない。第
１及び第３のファイバが、２つのレンズ（各ファイバご
とに１つ）を並べて挿入するための余地がある程に充分
に離れているならば、サーキュレータはかなり大きくな
ければならない。このようなサーキュレータも高価であ
る。というのも価格は構成要素の寸法と共に増加するか
らである。
第１及び第３のポート（図２における27及び28）が一
緒に非常に接近しているならば、第１及び第３のファイ
バは、平行にするため及び収束させるために共通のレン
ズを共有しなければならない。しかしながら、単一のレ
ンズが双方のファイバに対して適切に機能することは不
可能である。第１及び第３のポートに結合された光ビー
ム（光線）が平行であり、単一のレンズが２つの平行ビ
ームを２つの異なった点（すなわち、２つの異なったフ
ァイバ）に収束させることができないという事実によ
り、困難がもたらされる。従って、この従来技術は、サ
ーキュレータが大きい場合には経済的には製造され得
ず、サーキュレータが小さい場合には光ファイバに効率
的に結合され得ないという欠点を被る。
緒に非常に接近しているならば、第１及び第３のファイ
バは、平行にするため及び収束させるために共通のレン
ズを共有しなければならない。しかしながら、単一のレ
ンズが双方のファイバに対して適切に機能することは不
可能である。第１及び第３のポートに結合された光ビー
ム（光線）が平行であり、単一のレンズが２つの平行ビ
ームを２つの異なった点（すなわち、２つの異なったフ
ァイバ）に収束させることができないという事実によ
り、困難がもたらされる。従って、この従来技術は、サ
ーキュレータが大きい場合には経済的には製造され得
ず、サーキュレータが小さい場合には光ファイバに効率
的に結合され得ないという欠点を被る。
発明の目的及び概要 上述に鑑みて、本発明の目的は、ファイバに効率的に
結合され得る簡潔で経済的な光学サーキュレータを提供
することである。
結合され得る簡潔で経済的な光学サーキュレータを提供
することである。
本発明は、光ファイバに対して少なくとも３つのポー
トを有する光学サーキュレータを備える。第１及び第３
のファイバに結合される光ビームもしくは光線は平行で
はなく、２つのビーム（光線）間にはわずかな角度があ
る。この角度のために、第１及び第３のファイバの双方
をサーキュレータに結合するために単一のレンズを用い
ることができる。
トを有する光学サーキュレータを備える。第１及び第３
のファイバに結合される光ビームもしくは光線は平行で
はなく、２つのビーム（光線）間にはわずかな角度があ
る。この角度のために、第１及び第３のファイバの双方
をサーキュレータに結合するために単一のレンズを用い
ることができる。
本発明は、さらに、第１及び第３のファイバに結合さ
れる光ビーム間の角度を補償するように配置された２つ
の先細りの複屈折プレートを備える光屈曲デバイスを備
える。
れる光ビーム間の角度を補償するように配置された２つ
の先細りの複屈折プレートを備える光屈曲デバイスを備
える。
図面の簡単な説明 図１はKuwaharaによる従来技術による光学サーキュレ
ータを示す図である。
ータを示す図である。
図２はKogaによる従来技術による光学サーキュレータ
を示す図である。
を示す図である。
図３は本発明のサーキュレータにおいて、第１の光フ
ァイバから第２の光ファイバへの光の伝わり方を示す図
である。
ァイバから第２の光ファイバへの光の伝わり方を示す図
である。
図４は図４のサーキュレータにおいて、第２の光ファ
イバから第３の光ファイバへの光の伝わり方を示す図で
ある。
イバから第３の光ファイバへの光の伝わり方を示す図で
ある。
図5aは、n0＞neの場合の偏光依存性光案内デバイスの
種々の実施形態を示す図である。
種々の実施形態を示す図である。
図5bはn0＜neの場合の偏光依存性光案内デバイスの種
々の実施形態を示す図である。
々の実施形態を示す図である。
図６は光ビームが第１のファイバから第２のファイバ
に伝播する場合の好適なサーキュレータを示す立体図で
ある。
に伝播する場合の好適なサーキュレータを示す立体図で
ある。
図7aは第１のファイバから第２のファイバに伝播する
光ビームを示す図６のサーキュレータの上面図である。
光ビームを示す図６のサーキュレータの上面図である。
図7bは第１のファイバから第２のファイバに伝播する
光ビームを示す図６のサーキュレータの側面図である。
光ビームを示す図６のサーキュレータの側面図である。
図8aは第２のファイバから第３のファイバに伝播する
光ビームを示す図６のサーキュレータの上面図である。
光ビームを示す図６のサーキュレータの上面図である。
図8bは第２のファイバから第３のファイバに伝播する
光ビームを示す図６のサーキュレータの側面図である。
光ビームを示す図６のサーキュレータの側面図である。
発明の詳細な説明 図３には、本発明に基づくサーキュレータ100が示さ
れている。第１の光学ファイバ１が第１のガラス製毛細
管10A内に挿入されている。第２の光学ファイバ２が第
１のファイバとは反対の側に配置された第２のガラス製
毛細管10B内に挿入されている。第３の光学ファイバ３
がファイバ３とファイバ１が平行となるようにガラス毛
細管10A内のファイバ１の近傍に挿入されている。
れている。第１の光学ファイバ１が第１のガラス製毛細
管10A内に挿入されている。第２の光学ファイバ２が第
１のファイバとは反対の側に配置された第２のガラス製
毛細管10B内に挿入されている。第３の光学ファイバ３
がファイバ３とファイバ１が平行となるようにガラス毛
細管10A内のファイバ１の近傍に挿入されている。
Ｙ軸がファイバ１、２及び３に対して平行となるよう
に直交座標を導入する。第１のガラス毛細管10Aの近傍
に基準点Ｐをとる。
に直交座標を導入する。第１のガラス毛細管10Aの近傍
に基準点Ｐをとる。
ファイバ１は光線（光ビーム）30を射出し、光線30は
第１のレンズ12Aによって集束される。また、レンズ12A
によりＹ軸に対する光線30の角度はθとなる。レンズ12
Aは屈折率分布（GRIN）型レンズであることが好まし
い。
第１のレンズ12Aによって集束される。また、レンズ12A
によりＹ軸に対する光線30の角度はθとなる。レンズ12
Aは屈折率分布（GRIN）型レンズであることが好まし
い。
光線30は第１の複屈折ブロック14Aを通過する。これ
により光線30は偏光が互いに直交する２本の光線、すな
わち光線30Aと30Bとに分けられる。光線30A及び30Bはそ
れぞれ複屈折ブロック14A内における常光線と異常光線
である。光線30AはＸ軸方向（紙面から出る方向）に偏
光される。この偏光は図３では点にて示されている。光
線30BはＹ−Ｚ平面内に偏光される。この偏光は線分に
て示されている。複屈折ブロック14Aの長さは光線30Aと
30Bとが所定の間隔をおくように調整され、これにより
光線30A、30Bは別々の光学素子を通過することが可能で
ある。
により光線30は偏光が互いに直交する２本の光線、すな
わち光線30Aと30Bとに分けられる。光線30A及び30Bはそ
れぞれ複屈折ブロック14A内における常光線と異常光線
である。光線30AはＸ軸方向（紙面から出る方向）に偏
光される。この偏光は図３では点にて示されている。光
線30BはＹ−Ｚ平面内に偏光される。この偏光は線分に
て示されている。複屈折ブロック14Aの長さは光線30Aと
30Bとが所定の間隔をおくように調整され、これにより
光線30A、30Bは別々の光学素子を通過することが可能で
ある。
光線30Aは第１の半波長板18Aに入射し、図３の点Ｐか
ら見てその偏光は反時計回りに45゜だけ回転する。光線
30Aは次に第１のファラデー回転子に入射し、偏光が点
Ｐから見て45゜だけ時計回りに回転する。したがって半
波長板18Aとファラデー回転子20A（前者は可逆的であり
後者は不可逆的である）により全体として光線30Aの偏
光は変化しない。
ら見てその偏光は反時計回りに45゜だけ回転する。光線
30Aは次に第１のファラデー回転子に入射し、偏光が点
Ｐから見て45゜だけ時計回りに回転する。したがって半
波長板18Aとファラデー回転子20A（前者は可逆的であり
後者は不可逆的である）により全体として光線30Aの偏
光は変化しない。
一方、光線30Bは第２の第１の半波長板の上に配置さ
れた半波長板16Aに入射する。第２の半波長板16Aは光線
30Bの偏光をＰから見て時計回りに45゜だけ回転させ
る。すなわち、半波長板16Aは半波長板18Aとは逆方向に
偏光を回転させる。光線30Bは更にファラデー回転子20A
を通過し、偏光はＰから見て時計回り方向に更に45゜だ
け回転する。したがって、半波長板16A及びファラデー
回転子20Aを通過した時点で光線30Bの偏光はＸ方向、す
なわち光線30Aの偏光に平行となっている。
れた半波長板16Aに入射する。第２の半波長板16Aは光線
30Bの偏光をＰから見て時計回りに45゜だけ回転させ
る。すなわち、半波長板16Aは半波長板18Aとは逆方向に
偏光を回転させる。光線30Bは更にファラデー回転子20A
を通過し、偏光はＰから見て時計回り方向に更に45゜だ
け回転する。したがって、半波長板16A及びファラデー
回転子20Aを通過した時点で光線30Bの偏光はＸ方向、す
なわち光線30Aの偏光に平行となっている。
半波長板16A、18Aはファラデー回転子と共に第１の複
合偏光回転子40Aを構成し、２本の直交する偏光を互い
に平行にする。
合偏光回転子40Aを構成し、２本の直交する偏光を互い
に平行にする。
回転子20Aから射出するこの時点では光線30A、30Bは
依然としてＹ軸に対して角度θを保ったまま進行する。
この進行方向は偏光依存型ライトガイド素子42によって
変えられる。素子42は第１のテーパ複屈折プレート22と
第２のテーパ複屈折プレート24とからなる。覆屈折プレ
ート22のテーパはプレート24のテーパと相補的であり、
いずれのプレートも角度αのテーパが付けられている。
プレート22及び24は同じ複屈折材料から形成され、それ
ぞれ２つの屈折率ne、noを有する。屈折率ne及びnoはそ
れぞれ常光線と異常光線とに対応している。図３に示さ
れる実施例ではno＞neである。
依然としてＹ軸に対して角度θを保ったまま進行する。
この進行方向は偏光依存型ライトガイド素子42によって
変えられる。素子42は第１のテーパ複屈折プレート22と
第２のテーパ複屈折プレート24とからなる。覆屈折プレ
ート22のテーパはプレート24のテーパと相補的であり、
いずれのプレートも角度αのテーパが付けられている。
プレート22及び24は同じ複屈折材料から形成され、それ
ぞれ２つの屈折率ne、noを有する。屈折率ne及びnoはそ
れぞれ常光線と異常光線とに対応している。図３に示さ
れる実施例ではno＞neである。
一般的に屈折率とは特定の媒質に入射する光線がどの
程度曲げられるか、すなわち屈折するか、を示すもので
ある。屈折率が分かっている場合、屈折度はスネルの法
則を用いて求めることが可能である。複屈折材料は２つ
の屈折率を有し、異なる偏光度を有する光は異なる量だ
け屈折される。
程度曲げられるか、すなわち屈折するか、を示すもので
ある。屈折率が分かっている場合、屈折度はスネルの法
則を用いて求めることが可能である。複屈折材料は２つ
の屈折率を有し、異なる偏光度を有する光は異なる量だ
け屈折される。
プレート22はＸ軸に平行な光軸OA1を有する。したが
って光線30A及び30Bはプレート22内では異常光線とみな
され、異常屈折率neに基づいて屈折する。プレート24は
Ｚ軸に平行な光軸OA2を有するための光線30A及び30Bは
プレート24内においては常光線である。したがって光線
30A及び30Bはプレート22からプレート24に入射する際に
屈折率neとnoとが異なることにより屈折する。
って光線30A及び30Bはプレート22内では異常光線とみな
され、異常屈折率neに基づいて屈折する。プレート24は
Ｚ軸に平行な光軸OA2を有するための光線30A及び30Bは
プレート24内においては常光線である。したがって光線
30A及び30Bはプレート22からプレート24に入射する際に
屈折率neとnoとが異なることにより屈折する。
角度αは光線30A及び30Bがライトガイド素子42によっ
てＹ軸に平行とされるように調整される。各境界面でス
ネルの法則を用いることにより角度αとθとの関係は次
式にて表される。
てＹ軸に平行とされるように調整される。各境界面でス
ネルの法則を用いることにより角度αとθとの関係は次
式にて表される。
sinθ＝nesin｛sin-1［（ne/no）sinα］−α｝
（１） 光線30A及び30Bはプレート24から射出し、第２の複屈
折ブロック26に入射する。ブロック26の光軸は光線30A
及び30Bがブロック26内において常光線となり、したが
って偏向されないような方向となっている。
（１） 光線30A及び30Bはプレート24から射出し、第２の複屈
折ブロック26に入射する。ブロック26の光軸は光線30A
及び30Bがブロック26内において常光線となり、したが
って偏向されないような方向となっている。
この後、ビーム30Aは半波長板18Bに入射し、点Ｐから
見て反時計回りに45゜だけ偏光が回転する。光線30Aは
更にファラデー回転子20Bを通過し、点Ｐから見て偏光
は反時計回りに更に45゜だけ回転する。この時点で光線
30AはＺ軸方向に偏光している（図中、線分にて示され
ている）。
見て反時計回りに45゜だけ偏光が回転する。光線30Aは
更にファラデー回転子20Bを通過し、点Ｐから見て偏光
は反時計回りに更に45゜だけ回転する。この時点で光線
30AはＺ軸方向に偏光している（図中、線分にて示され
ている）。
一方、光線30Bは半波長板16Bを通過し、点Ｐから見て
偏光は時計回りに45゜だけ回転する。光線30Bは更にフ
ァラデー回転子20Bに入射し、偏光は点Ｐから見て反時
計回りに45゜だけ回転する。結果として半波長板16B及
び回転子20Bにより全体として光線30Bの偏光は変化しな
い。
偏光は時計回りに45゜だけ回転する。光線30Bは更にフ
ァラデー回転子20Bに入射し、偏光は点Ｐから見て反時
計回りに45゜だけ回転する。結果として半波長板16B及
び回転子20Bにより全体として光線30Bの偏光は変化しな
い。
半波長板16B、18B及びファラデー回転子20Bは共に第
２の複合偏光回転子40Bを構成し、２つの平行な偏光を
互いに直交する方向とする。
２の複合偏光回転子40Bを構成し、２つの平行な偏光を
互いに直交する方向とする。
光線30A及び30Bは更に第３の複屈折ブロック14Bを通
過する。複屈折ブロック14B内では光線30Aは異常光線で
あり、光線30Bは常光線である。ブロック14Bは光線30A
と30Bとを合成し、一本の光線31とする。光線31は光線3
0A及び30Bの互いに直交する偏光を合成したものである
ため偏光していない。
過する。複屈折ブロック14B内では光線30Aは異常光線で
あり、光線30Bは常光線である。ブロック14Bは光線30A
と30Bとを合成し、一本の光線31とする。光線31は光線3
0A及び30Bの互いに直交する偏光を合成したものである
ため偏光していない。
光線31は第２のレンズ12B（好ましくはGRINレンズ）
によって集束され、ガラス毛細管10Bに取り付けられた
光学ファイバ２に入射する。
によって集束され、ガラス毛細管10Bに取り付けられた
光学ファイバ２に入射する。
以上の説明はファイバ１から出る光線がどのようにフ
ァイバ２に導かれるかを説明したものである。サーキュ
レータ100が適切に動作するためには、ファイバ２から
サーキュレータに入射する光はファイバ３に伝送されな
ければならない。すなわち、サーキュレータ100は、フ
ァイバ２からファイバ１へ光が逆行しないようにファイ
バ１からの光をファイバ２へ、ファイバ２からの光をフ
ァイバ３へと伝送する性質を有するものである。この第
２の工程を図４に示す。
ァイバ２に導かれるかを説明したものである。サーキュ
レータ100が適切に動作するためには、ファイバ２から
サーキュレータに入射する光はファイバ３に伝送されな
ければならない。すなわち、サーキュレータ100は、フ
ァイバ２からファイバ１へ光が逆行しないようにファイ
バ１からの光をファイバ２へ、ファイバ２からの光をフ
ァイバ３へと伝送する性質を有するものである。この第
２の工程を図４に示す。
光線32はファイバ２から射出し、レンズ12Bによって
集束される。光線32は更に複屈折ブロック14Bに入射
し、互いに直交する偏光を有する２本の光線32A、32Bに
分割される。ブロック14B内において光線32Aは常光線で
あり、光線32Bは異常光線である。図４に示されるよう
に、ブロック14Bを出た時点で光線32AはＸ方向に、光線
32BはＹ方向に偏光している。
集束される。光線32は更に複屈折ブロック14Bに入射
し、互いに直交する偏光を有する２本の光線32A、32Bに
分割される。ブロック14B内において光線32Aは常光線で
あり、光線32Bは異常光線である。図４に示されるよう
に、ブロック14Bを出た時点で光線32AはＸ方向に、光線
32BはＹ方向に偏光している。
光線32A及び32Bは次に複合偏光回転子40Bに入射す
る。光線32Aはファラデー回転子20Bに入射して点Ｐから
見た偏光が反時計回りに45゜だけ回転する。光線32Aは
更に半波長板16Bに入射して点Ｐから見て偏光が反時計
回りに更に45゜だけ回転する。
る。光線32Aはファラデー回転子20Bに入射して点Ｐから
見た偏光が反時計回りに45゜だけ回転する。光線32Aは
更に半波長板16Bに入射して点Ｐから見て偏光が反時計
回りに更に45゜だけ回転する。
一方、光線32Bの偏光はファラデー回転子20Bによって
点Ｐから見て反時計回りに45゜だけ回転する。光線32B
の偏光は半波長板18Bによって点Ｐから見て時計回りに4
5゜だけ戻される。
点Ｐから見て反時計回りに45゜だけ回転する。光線32B
の偏光は半波長板18Bによって点Ｐから見て時計回りに4
5゜だけ戻される。
したがって、光線32A及び32Bは複屈折ブロック26に入
射する直前の時点ではいずれもＺ方向に偏光している。
光線32A及び32Bが光線30A及び30Bの光路を正確に辿って
逆行するものとすると光線32A及び32BはいずれもＸ方向
に偏光していなければならない。したがってサーキュレ
ータ100の不可逆性は既に明らかである。この不可逆性
はファラデー回転子20Bによるものである。すなわちフ
ァラデー回転子による偏光の回転方向は光の進行方向の
変化によって逆転しない。
射する直前の時点ではいずれもＺ方向に偏光している。
光線32A及び32Bが光線30A及び30Bの光路を正確に辿って
逆行するものとすると光線32A及び32BはいずれもＸ方向
に偏光していなければならない。したがってサーキュレ
ータ100の不可逆性は既に明らかである。この不可逆性
はファラデー回転子20Bによるものである。すなわちフ
ァラデー回転子による偏光の回転方向は光の進行方向の
変化によって逆転しない。
光線32A及び32Bは複屈折ブロック26に入射する。複屈
折ブロック26内では光線32A及び32Bはいずれも異常光線
であり、距離ｆだけ進路がずれる。光線32A及び32Bはラ
イトガイド素子42に入射し、それぞれＹ軸に対する角度
がφとなる。
折ブロック26内では光線32A及び32Bはいずれも異常光線
であり、距離ｆだけ進路がずれる。光線32A及び32Bはラ
イトガイド素子42に入射し、それぞれＹ軸に対する角度
がφとなる。
光線32A及び32Bは更に複屈折プレート24に入射する。
プレート24の光軸OA2は光線32A及び32Bの偏光の振動面
に平行である。したがって光線32A及び32Bはプレート24
内では異常光線となるが、プレート24に垂直に入射する
ために偏向されない。
プレート24の光軸OA2は光線32A及び32Bの偏光の振動面
に平行である。したがって光線32A及び32Bはプレート24
内では異常光線となるが、プレート24に垂直に入射する
ために偏向されない。
しかし光線32A及び32Bはプレート24を出てプレート22
に入射すると偏光の振動面がプレート22の光軸OA1に直
交するため常光線となる。したがって光線32A及び32Bは
屈折率neとnoとが異なることによりプレート22に入射す
る際に屈折する。光線32A及び32Bはプレート22を出る際
に再び屈折してＹ軸に対する角度がφとなる。スネルの
法則を用いることにより角度φと角度αとの関係は次式
にて表される。
に入射すると偏光の振動面がプレート22の光軸OA1に直
交するため常光線となる。したがって光線32A及び32Bは
屈折率neとnoとが異なることによりプレート22に入射す
る際に屈折する。光線32A及び32Bはプレート22を出る際
に再び屈折してＹ軸に対する角度がφとなる。スネルの
法則を用いることにより角度φと角度αとの関係は次式
にて表される。
sinφ＝nosin｛α−sin-1［（ne/no）sinα］｝
（２） 光線32Aはライトガイド素子42を出るとファラデー回
転子20A及び半波長板16Aを通過するが、これにより偏光
は変化しない。光線32Bはファラデー回転子20A及び半波
長板18Aを通過し、その偏光は点Ｐから見て時計回りに9
0゜だけ回転する。この時点で光線32A及び32Bの偏光は
互いに直交し、光線32A及び32Bは複屈折ブロック14Aに
よって１本の光線33に合成される。光線33は更にレンズ
12Aによって集束されてファイバ３に入射する。
（２） 光線32Aはライトガイド素子42を出るとファラデー回
転子20A及び半波長板16Aを通過するが、これにより偏光
は変化しない。光線32Bはファラデー回転子20A及び半波
長板18Aを通過し、その偏光は点Ｐから見て時計回りに9
0゜だけ回転する。この時点で光線32A及び32Bの偏光は
互いに直交し、光線32A及び32Bは複屈折ブロック14Aに
よって１本の光線33に合成される。光線33は更にレンズ
12Aによって集束されてファイバ３に入射する。
光線をファイバ２からファイバ３に導くうえで複屈折
ブロック26が重要な役割を果たしている。光線32A及び3
2Bはライトガイド素子42によって角度φだけ折曲される
ため、素子42を出た後、光線32A及び32Bは横方向（−Ｚ
方向）かつ長手方向（−Ｙ方向）に伝播する。この横方
向の進行距離がブロック26によって補償される。
ブロック26が重要な役割を果たしている。光線32A及び3
2Bはライトガイド素子42によって角度φだけ折曲される
ため、素子42を出た後、光線32A及び32Bは横方向（−Ｚ
方向）かつ長手方向（−Ｙ方向）に伝播する。この横方
向の進行距離がブロック26によって補償される。
正確に述べれば、光線32A及び32Bは複屈折ブロック26
によってその進路が距離ｆだけずれる。光線32Bがプレ
ート24に入射する点とファイバ３との間のＺ方向の距離
はd2である（図４参照）。ファイバ１と光線30Aがプレ
ート24から射出する点との間のＺ方向の距離はd1である
（図３参照）。ファイバ１とファイバ３との間の垂直方
向あるいはＺ軸方向の距離はｔである。これらの量の間
には、 ｆ＝d1＋d2−ｔ という関係が成り立つ。
によってその進路が距離ｆだけずれる。光線32Bがプレ
ート24に入射する点とファイバ３との間のＺ方向の距離
はd2である（図４参照）。ファイバ１と光線30Aがプレ
ート24から射出する点との間のＺ方向の距離はd1である
（図３参照）。ファイバ１とファイバ３との間の垂直方
向あるいはＺ軸方向の距離はｔである。これらの量の間
には、 ｆ＝d1＋d2−ｔ という関係が成り立つ。
この式によりサーキュレータ100の他のパラメータ、
すなわち、d1、d2、ｔが与えられている場合に適正なず
れｆが得られるようにブロック26を設計する方法が与え
られる。
すなわち、d1、d2、ｔが与えられている場合に適正なず
れｆが得られるようにブロック26を設計する方法が与え
られる。
別の一実施例においては、装置はd1＋d2＝ｔが成り立
つように設計されている。したがって（３）式によりｆ
＝０となり、複屈折ブロック26を構成から完全に省くこ
とが可能である。
つように設計されている。したがって（３）式によりｆ
＝０となり、複屈折ブロック26を構成から完全に省くこ
とが可能である。
角度θが角度φと完全に等しい場合、ファイバ１とフ
ァイバ３とはレンズ12Aの中心線に対して対称的に配置
される。すなわち、ファイバ１からレンズ12Aの中心線
までの横方向（Ｚ軸方向）の距離はファイバ３からレン
ズ12Aの中心線までの横方向の距離に等しい。しかし角
度θと角度φとは互いにほぼ等しいだけに過ぎない。こ
こで角度θ、φ、及びαは全て微小角度であるとした場
合、（１）及び（２）式から次の一次近似が得られる。
ァイバ３とはレンズ12Aの中心線に対して対称的に配置
される。すなわち、ファイバ１からレンズ12Aの中心線
までの横方向（Ｚ軸方向）の距離はファイバ３からレン
ズ12Aの中心線までの横方向の距離に等しい。しかし角
度θと角度φとは互いにほぼ等しいだけに過ぎない。こ
こで角度θ、φ、及びαは全て微小角度であるとした場
合、（１）及び（２）式から次の一次近似が得られる。
θ≒（ne−no）α≒φ 正確には角度θは角度φとわずかに異なっている。こ
の差は少なくとも２つの方法で補償することが可能であ
る。第１の方法は、ファイバ１及びファイバ３がレンズ
12Aの中心線に対して非対称となるようにファイバ１及
び３の横方向（Ｚ方向）の位置を調整することである。
第２のより好ましい方法は、ファイバ１及び３をレンズ
12Aの中心線に対して対称に配置し、ライトガイド素子4
2をＸ軸に平行な軸の周りに若干回転させて、（１）及
び（２）式においてθ＝φが成り立つようにすることで
ある。いずれの方法によっても装置全体における調整は
わずかなものである。実際には、角度φ及びθは１゜〜
３゜の角度であり、ライトガイド素子42の回転角度は１
゜よりも小さい。
の差は少なくとも２つの方法で補償することが可能であ
る。第１の方法は、ファイバ１及びファイバ３がレンズ
12Aの中心線に対して非対称となるようにファイバ１及
び３の横方向（Ｚ方向）の位置を調整することである。
第２のより好ましい方法は、ファイバ１及び３をレンズ
12Aの中心線に対して対称に配置し、ライトガイド素子4
2をＸ軸に平行な軸の周りに若干回転させて、（１）及
び（２）式においてθ＝φが成り立つようにすることで
ある。いずれの方法によっても装置全体における調整は
わずかなものである。実際には、角度φ及びθは１゜〜
３゜の角度であり、ライトガイド素子42の回転角度は１
゜よりも小さい。
複屈折要素14A、14B、22、24、及び26は、ルチル、カ
ルサイトやオルトバナジン酸イットリウムなどの任意の
複屈折材料にて形成することが可能である。
ルサイトやオルトバナジン酸イットリウムなどの任意の
複屈折材料にて形成することが可能である。
上述の実施例の変形例が幾つか考えられるがこれは本
発明の範囲に含まれることは明らかである。例として光
線30A及び30Bの偏光は示されたようなものである必要は
なく、光線30A及び30Bの偏光が、光線ブロック14Aから
射出する際に互いに直交しており、回転子20Aを出た後
に互いに平行となっていさえすればよい。光線30A及び3
0Bの偏光が上述されたものと異なる場合、複屈折要素14
A、14B、22、24、及び26の光軸は適宜調整される。この
調整により光線32A及び32Bの偏光が変化する。しかし、
当業者において明らかなようにこれはサーキュレータ10
0の原理を変えるものではない。
発明の範囲に含まれることは明らかである。例として光
線30A及び30Bの偏光は示されたようなものである必要は
なく、光線30A及び30Bの偏光が、光線ブロック14Aから
射出する際に互いに直交しており、回転子20Aを出た後
に互いに平行となっていさえすればよい。光線30A及び3
0Bの偏光が上述されたものと異なる場合、複屈折要素14
A、14B、22、24、及び26の光軸は適宜調整される。この
調整により光線32A及び32Bの偏光が変化する。しかし、
当業者において明らかなようにこれはサーキュレータ10
0の原理を変えるものではない。
別の更なる一実施例では、ブロック14A内において光
線30Aは異常光線であり、光線30Bは常光線である。この
実施例では、ブロック14B内において光線は相補的な性
質を有する。すなわち、光線30Aは常光線であり、光線3
0Bは異常光線である。この構成では、サーキュレータ10
0の実施例と同様、光線30A及び30Bはほぼ同じ光路を辿
り、光線30Aと30Bとの間の全体的な位相関係は維持され
る。
線30Aは異常光線であり、光線30Bは常光線である。この
実施例では、ブロック14B内において光線は相補的な性
質を有する。すなわち、光線30Aは常光線であり、光線3
0Bは異常光線である。この構成では、サーキュレータ10
0の実施例と同様、光線30A及び30Bはほぼ同じ光路を辿
り、光線30Aと30Bとの間の全体的な位相関係は維持され
る。
ライトガイド素子42の変形例も可能である。図5aに
は、no＞neである場合にプレート22及び24が有し得る光
軸OA1及びOA2の異なる形状及び向きが示されている。プ
レート22及び24がno＜neである複屈折材料にて形成され
ている場合、図5bに示されるような他の形状が用いられ
る。更なる別の変形例も可能である。図5a及び図5bの例
では、プレート22及び24の一つの面はＺ軸に平行となっ
ている。しかし、プレート22及び24のいずれかあるいは
両方に対してより一般的な不等四辺形形状を用いること
が可能であり、この場合、Ｚ軸に平行な面はなくなる。
また、プレート22をプレート24と同じ材料で形成する必
要はない。
は、no＞neである場合にプレート22及び24が有し得る光
軸OA1及びOA2の異なる形状及び向きが示されている。プ
レート22及び24がno＜neである複屈折材料にて形成され
ている場合、図5bに示されるような他の形状が用いられ
る。更なる別の変形例も可能である。図5a及び図5bの例
では、プレート22及び24の一つの面はＺ軸に平行となっ
ている。しかし、プレート22及び24のいずれかあるいは
両方に対してより一般的な不等四辺形形状を用いること
が可能であり、この場合、Ｚ軸に平行な面はなくなる。
また、プレート22をプレート24と同じ材料で形成する必
要はない。
好ましい一実施例では、サーキュレータ200は、角度
θ及びφが同一平面上にあり、複屈折ブロック内におけ
るウォークオフが同一の垂直面内に含まれるように構成
されている。この実施形態の一般的な構成及び動作はサ
ーキュレータ100と同様であり、図６に３次元的に示さ
れている。
θ及びφが同一平面上にあり、複屈折ブロック内におけ
るウォークオフが同一の垂直面内に含まれるように構成
されている。この実施形態の一般的な構成及び動作はサ
ーキュレータ100と同様であり、図６に３次元的に示さ
れている。
第１のファイバ202及び第３のファイバ204が互いに平
行かつ隣接するようにガラス毛細管208A内に挿入されて
いる。第１の複屈折材料ブロック210A、第１の複合偏光
回転子230A、ライトガイド素子250、第２の複屈折材料
ブロック256、第２の複合偏光回転子230B、及び第３の
複屈折材料ブロック210Bがサーキュレータ200の長手方
向軸に沿って配置されている。第２のレンズ208B及び第
３のファイバ258を支持する第２のガラス毛細管206Bが
装置200の反対側の端部に示されている。第１のファイ
バ１と第３のファイバ３とが互いに上下（Ｚ軸方向）に
挿入されているサーキュレータ100と異なり、ファイバ2
02と204とは左右（Ｘ軸方向）に配置されている。
行かつ隣接するようにガラス毛細管208A内に挿入されて
いる。第１の複屈折材料ブロック210A、第１の複合偏光
回転子230A、ライトガイド素子250、第２の複屈折材料
ブロック256、第２の複合偏光回転子230B、及び第３の
複屈折材料ブロック210Bがサーキュレータ200の長手方
向軸に沿って配置されている。第２のレンズ208B及び第
３のファイバ258を支持する第２のガラス毛細管206Bが
装置200の反対側の端部に示されている。第１のファイ
バ１と第３のファイバ３とが互いに上下（Ｚ軸方向）に
挿入されているサーキュレータ100と異なり、ファイバ2
02と204とは左右（Ｘ軸方向）に配置されている。
図に示されるように、第１のファイバ202から伝播す
る第１の光線240は第１のブロック210Aに入射し、２つ
の互いに直交する偏光240A及び240Bがブロック210A内で
ウォークオフされる。これらの偏光はサーキュレータ20
0の要素を通過し、第３のブロック210Bによって再び合
成され、第２のレンズ208Bによって集束されて第２ファ
イバ258に入射する。
る第１の光線240は第１のブロック210Aに入射し、２つ
の互いに直交する偏光240A及び240Bがブロック210A内で
ウォークオフされる。これらの偏光はサーキュレータ20
0の要素を通過し、第３のブロック210Bによって再び合
成され、第２のレンズ208Bによって集束されて第２ファ
イバ258に入射する。
図7aに示された平面図においてもサーキュレータ200
の要素を通過してファイバ202からファイバ258に伝播す
る光線240が示されている。光線240が第１のレンズ208A
から射出する際に長手方向軸Ｌに対してとる角度θはＸ
−Ｙ平面内にある。一方、図7bの側面図に示されるよう
に、複屈折ブロック210A内における、２つの互いに直交
する偏光240Aと240Bとの乖離はＹ−Ｚ平面内で起こる。
の要素を通過してファイバ202からファイバ258に伝播す
る光線240が示されている。光線240が第１のレンズ208A
から射出する際に長手方向軸Ｌに対してとる角度θはＸ
−Ｙ平面内にある。一方、図7bの側面図に示されるよう
に、複屈折ブロック210A内における、２つの互いに直交
する偏光240Aと240Bとの乖離はＹ−Ｚ平面内で起こる。
図8a及び8bに示されるように、第２の光線270は第２
のファイバ258から第３のファイバ204に進行する際に第
２のブロック256内において距離ｆだけ進路がずれる。
ずれｆはＸ−Ｙ平面内にある（図8a）。光線270は更に
ライトガイド素子250内において、長手方向軸Ｌに対す
る角度φとなるように折曲される。すなわち、光線270
は角度φにてライトガイド素子250から射出する。角度
φもやはりＸ−Ｙ平面に含まれる。したがって、角度φ
とθとは互いに平行な平面上にあり、ウォークオフはこ
れらの平面に直交する平面内にて起こる。
のファイバ258から第３のファイバ204に進行する際に第
２のブロック256内において距離ｆだけ進路がずれる。
ずれｆはＸ−Ｙ平面内にある（図8a）。光線270は更に
ライトガイド素子250内において、長手方向軸Ｌに対す
る角度φとなるように折曲される。すなわち、光線270
は角度φにてライトガイド素子250から射出する。角度
φもやはりＸ−Ｙ平面に含まれる。したがって、角度φ
とθとは互いに平行な平面上にあり、ウォークオフはこ
れらの平面に直交する平面内にて起こる。
角度φ及びθがＸ−Ｙ平面に含まれ、かつウォークオ
フがＹ−Ｚ平面上で起こることの利点は、ウォークオフ
とは独立して角度φ及びθの調整を行うことが容易であ
る点である。具体的に述べると、実際の使用において
は、光線の乖離及び補償角φ、θが互いに直交する平面
上にある場合、サーキュレータ200の各要素の位置を調
整してファイバ202、258、及び204間において光線240と
270とを適当に組み合わせることが容易である。
フがＹ−Ｚ平面上で起こることの利点は、ウォークオフ
とは独立して角度φ及びθの調整を行うことが容易であ
る点である。具体的に述べると、実際の使用において
は、光線の乖離及び補償角φ、θが互いに直交する平面
上にある場合、サーキュレータ200の各要素の位置を調
整してファイバ202、258、及び204間において光線240と
270とを適当に組み合わせることが容易である。
またこの配置ではサーキュレータ200の各要素をより
小型化することが可能であり、サーキュレータ全体の製
造が容易となる。
小型化することが可能であり、サーキュレータ全体の製
造が容易となる。
一般的に云えば、サーキュレータは３個の光学ポート
間において光を組み合わせるために用いることが可能で
ある。これらのポートは上述の実施例または光学要素の
場合と同様、光学ファイバを含む。
間において光を組み合わせるために用いることが可能で
ある。これらのポートは上述の実施例または光学要素の
場合と同様、光学ファイバを含む。
本発明の範囲内においてサーキュレータの様々な変更
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
したがって、本発明の範囲は以下に示す特許請求の範囲
及びその法的均等物によって示されるものである。
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。
したがって、本発明の範囲は以下に示す特許請求の範囲
及びその法的均等物によって示されるものである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アゥ―ユェン、ビンセント アメリカ合衆国 94022 カリフォルニ ア州 ロスアルトス ラ ロマ ドライ ブ 24965 (72)発明者 グォ、チンドン アメリカ合衆国 94089 カリフォルニ ア州 サニーベイル トランス アベニ ュー 1285 (56)参考文献 特開 平10−68908（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−27414（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02B 27/28
Claims (23)
- 【請求項１】第１のファイバから第２のファイバへ及び
第２のファイバから第３のファイバへ光を結合させるた
めの光学サーキュレータであって、前記第１のファイバ
及び前記第３のファイバは、長手方向軸に沿って互いに
隣接配置され、前記第２のファイバは、前記長手方向軸
に沿って前記第１及び第３のファイバとは対向して配置
され、前記光学サーキュレータは、前記長手方向軸に沿
って前記第１のファイバから前記第２のファイバに順次
に、 ａ）前記第１のファイバから前記第３のファイバに光を
案内するための第１のレンズと、 ｂ）相互に直角する偏光を分離しかつ結合する複屈折材
料の第１のブロックと、 ｃ）相互に平行の偏光を直交させ、かつ相互に直交する
偏光を平行にするための第１の混成偏光回転子と、 ｄ）複屈折材料の第１及び第２の先細りプレートを備え
た偏光依存性導光デバイスであって、前記第１のプレー
トは第１の光軸を有し、前記第２のプレートは第２の光
軸を有し、前記第１の光軸及び前記第２の光軸は、相互
に直角をなす前記偏光依存性導光デバイスと、 ｅ）複屈折材料の第２のブロックを備える偏向依存性ビ
ームデフレクタと、 ｆ）相互に平行な偏光を直交させ、相互に直交する偏光
を平行にするための第２の混成偏光回転子と、 ｇ）相互に直交する偏光を分離しかつ結合するための複
屈折材料の第３のブロックと、 ｈ）前記第２のファイバへかつ前記第２のファイバから
光を案内するための第２のレンズと、 を備え、前記第１のファイバから通過する光は、前記長
手方向軸に対して角度θで前記第１のレンズを出、前記
第２のファイバから通過する前記光は、前記長手方向軸
に対して角度φで前記導光デバイスを出る光学サーキュ
レータ。 - 【請求項２】前記第１及び第２のレンズは、屈折率分布
型レンズである請求項１に記載の光学サーキュレータ。 - 【請求項３】前記角度θは、１゜と３゜との間にあり、
前記角度φは、１゜と３゜との間にある請求項１に記載
の光学サーキュレータ。 - 【請求項４】前記偏光依存性導光デバイスは、前記角度
φが前記角度θに実質的に等しいように回転される請求
項１に記載の光学サーキュレータ。 - 【請求項５】複屈折材料の前記第１、第２及び第３のブ
ロック、並びに前記第１及び第２の先細りプレートは、
ルチル、カルサイト、及びオルトバナジン酸イットリウ
ムから成る群から選択される材料を含む請求項１に記載
の光学サーキュレータ。 - 【請求項６】前記第１の混成偏光回転子は、第１及び第
２の相反的偏光回転子並びに第１の非相反的偏光回転子
を含み、前記第２の混成偏光回転子は、第３及び第４の
相反的偏光回転子並びに第２の非相反的偏光回転子を含
む請求項１に記載の光学サーキュレータ。 - 【請求項７】前記偏光依存性ビームデフレクタは、前記
第２のポートから走行する光を前記長手方向軸に対して
距離ｆだけオフセットする請求項１に記載の光学サーキ
ュレータ。 - 【請求項８】前記距離ｆは、前記角度φの平面にある請
求項７に記載の光学サーキュレータ。 - 【請求項９】前記角度θは第１の平面にあり、前記角度
φは、前記第１の平面と平行な第２の平面にある請求項
１に記載の光学サーキュレータ。 - 【請求項１０】前記相互に直交する偏光及び前記相互に
平行な偏光は、複屈折材料の前記第１及び前記第２のブ
ロックにおいて、かつ前記第１の平面及び前記第２の平
面と直角をなす第３の平面において分離されかつ結合さ
れる請求項９に記載の光学サーキュレータ。 - 【請求項１１】第１のポート、第２のポート及び第３の
ポートを結合するために、長手方向軸を有し、該長手方
向軸に沿って、 ａ）第１のレンズと、 ｂ）複屈折材料の第１のブロックを含む第１のビーム分
波器及び結合器と、 ｃ）第１及び第２の相反的偏光回転子及び第１の非相反
的偏光回転子を含む第１の混成偏光回転子と、 ｄ）複屈折材料の第２のブロックを備えた偏光依存性ビ
ーム通路デフレクタと、 ｅ）第３及び第４の相反的偏光回転子及び第２の非相反
的偏向回転子を含む第２の混成偏光回転子と、 ｆ）複屈折材料の第３のブロックを含む第２のビーム分
波器及び結合器と、 ｇ）第２のレンズと、 が順次配置されたサーキュレータであって、 複屈折材料の第１及び第２の先細りプレートを備えた偏
光依存性導光デバイスを備え、前記第１のプレートは第
１の光軸を有し、前記第２のプレートは第２の光軸を有
し、前記第１の光軸は前記第２の光軸と直角をなし、前
記偏光依存性導光デバイスは、前記偏光依存性ビーム通
路デフレクタと前記第１の混成偏光回転子との間に位置
付けられるように改良されており、 （ｉ）前記第１の複屈折ブロックに入り、前記第１のポ
ートに伝播する第１の光ビームと、 （ii）前記偏光依存性導光デバイスから出て前記第２の
ポートを伝播する第２の光ビームと、 の間にゼロでない角度が存在する光学サーキュレータ。 - 【請求項１２】前記第１及び第２のレンズは、屈折率分
布型レンズである請求項11に記載の改良された光学サー
キュレータ。 - 【請求項１３】前記ゼロでない角度は、２゜と６゜との
間にある請求項11に記載の改良された光学サーキュレー
タ。 - 【請求項１４】前記第１のポートは、前記第３のポート
に隣接しかつ平行である請求項11に記載の改良された光
学サーキュレータ。 - 【請求項１５】前記第１のポートから伝播する前記第１
のビームは、前記第１のレンズを通過し、前記第２のポ
ートから伝播する前記第２のビームは、前記第１のレン
ズを通過して前記第３のポートに入る請求項11に記載の
改良された光学サーキュレータ。 - 【請求項１６】複屈折材料の前記第１、第２及び第３の
ブロック、並びに前記第１及び第２の先細りプレート
は、ルチル、カルサイト、及びオルトバナジン酸イット
リウムから成る群から選択される材料を含む請求項11に
記載の改良された光学サーキュレータ。 - 【請求項１７】前記偏光依存性ビーム通路デフレクタ
は、前記第２の光ビームを距離ｆだけオフセットする請
求項11に記載の改良された光学サーキュレータ。 - 【請求項１８】前記ゼロでない角度は、角度θ及び角度
φを含む請求項11に記載の改良された光学サーキュレー
タ。 - 【請求項１９】前記角度θは第１の平面にあり、前記角
度φは、前記第１の平面と平行な第２の平面にある請求
項18に記載の改良された光学サーキュレータ。 - 【請求項２０】前記相互に直交する偏光及び前記相互に
平行な偏光は、複屈折材料の前記第１及び第２のブロッ
クにおいて、かつ前記第１の平面及び前記第２の平面と
直角をなす第３の平面において分離されかつ結合される
請求項19に記載の改良された光学サーキュレータ。 - 【請求項２１】前記偏光依存性ビームデフレクタは、前
記第２の光ビームを前記長手方向軸に対して距離ｆだけ
オフセットする請求項11に記載の改良された光学サーキ
ュレータ。 - 【請求項２２】前記ゼロでない角度は、角度θ及び角度
φを含む請求項21に記載の改良された光学サーキュレー
タ。 - 【請求項２３】前記距離ｆは、前記角度φの平面にある
請求項22に記載の光学サーキュレータ。
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