JP4593712B2

JP4593712B2 - 無偏波分散型光モジュール、光アイソレータ及び光サーキュレータ

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Publication number: JP4593712B2
Application number: JP2000026759A
Authority: JP
Inventors: 由紀子古堅; 学史庄田; 嘉一郎中島
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2000-02-03
Filing date: 2000-02-03
Publication date: 2010-12-08
Anticipated expiration: 2020-02-03
Also published as: JP2001215446A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信、光計測等に使用する光アイソレータや光サーキュレータ等の光モジュール、特に偏光無依存型で無偏波分散型の光モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
偏波無依存型の光アイソレータは光信号を一方向にのみ通過させるような非相反機能をもつ光部品であり、光ファイバ増幅器の入出力部に使用されてきた。
【０００３】
図６は従来の光アイソレータ３０の構成を示す図である（特公昭６０−５１９６０号）。第１の複屈折結晶３１、第１の磁気光学結晶３４、第２の複屈折結晶３２、第３の複屈折結晶３３の順に配置され、その両側にレンズ３５と光ファイバ３６、３７が配置される。
【０００４】
複屈折結晶３１、３２、３３は光の偏波方向によって光を分離、合成する機能を有する。ここで、第１の複屈折結晶３１の厚みをｔとすると、第２、第３の複屈折結晶３２、３３の厚みは等しく、ｔ／√２の厚みで構成されている。
【０００５】
また、分離、合成方向は複屈折結晶の結晶軸の方向により決定され、第１の複屈折結晶３１の結晶軸に対し、第２の複屈折結晶３２の結晶軸は４５度の角度を持つように配置され、さらに第３の複屈折結晶３３の結晶軸は第２の複屈折結晶３２の結晶軸に対し９０度の角度を持つように配置されている。磁気光学結晶３４は、飽和磁界強度において所定の波長をもつ光の偏光面を４５゜回転する厚みを持ち、リング状の磁石内に部品ホルダを介して配置される（図示せず）。
【０００６】
光ファイバ３６あるいは３７から出射した光は、レンズ３５によりほぼ等しいサイズのガウシアンビームのスポット半径Ｗで集光される。このときスポット半径Ｗと複屈折結晶３１の厚みｔは光アイソレータのアイソレーション特性を決定し、通常、十分なアイソレーションを得るように設計される。（１）式はＷとｔとアイソレーションＩｓの関係を示す式である。
【０００７】
Ｉｓ＝−１０×ｌｏｇ（ｅｘｐ（−（ｔ／１０）²／Ｗ²）・・（１）
（１）式からわかるように、アイソレーションＩｓを大きくするためにはｔを大きくするか、Ｗを小さくする方法がある。一般に複屈折結晶は厚みｔが大きくなるほどコストが高くなり、また製品のサイズも大きくなり、実装コストもかかるなど、問題がある。従ってスポット半径Ｗを出来るだけ小さくすることにより高いアイソレーション特性を実現する方法が一般的である。
【０００８】
図７、図８は従来の光アイソレータにおける光路と偏波方向について示す図である。なお、図中直線は光の偏波方向を表し、丸はビーム位置を表す。
【０００９】
まず図７を用いて光ファイバ３６から入射する順方向に進行する光について説明する。光ファイバ３６から入射した光は第１のレンズ３５により集光ビームとなり、第１の複屈折結晶３１に入射する（Ａ）。第１の複屈折結晶３１により光は常光と異常光に分離される（Ｂ）。第１の磁気光学結晶３４を通過することにより常光、異常光の偏波方向は反時計周りに−４５度回転され第２の複屈折結晶３２に入射する（Ｃ）。第２の複屈折結晶３２に入射した２本の光の内、一方は複屈折結晶３２で異常光となりシフトされる（Ｄ）。その後第３の複屈折結晶３３に入射した光は、第２の複屈折結晶３２でシフトされなかった光は異常光となりシフトされ合成される（Ｅ）。この合成された光が第２のレンズ３５により集光され光ファイバ３７から出射する。
【００１０】
次に図８を用いて光ファイバ３７から入射した逆方向に進行する光について説明する。光ファイバ３７から入射した光は第２のレンズ３５により集光ビームとなり、第３の複屈折結晶３３に入射する（Ｅ）。第３の複屈折結晶３３により光は常光と異常光に分離される（Ｄ）。第２の複屈折結晶３２に入射した２本の光の内、常光は複屈折結晶３２で異常光となりシフトされる（Ｃ）。次に第１の磁気光学結晶３４を通過することにより常光、異常光の偏波方向は時計周りに４５度回転され第１の複屈折結晶３１に入射する（Ｂ）。その後第１の複屈折結晶３１に入射した光の内、一方が異常光となりシフトされ（Ａ）、この分離された光は第２のレンズ３５によっても合成されず、光ファイバ３６から出射しない。
【００１１】
以上のようなことにより、光ファイバ３６から入射した光は、その偏波状態に関係なく光ファイバ３７から出射され、光ファイバ３７から入射した光は、その偏波状態に関係なく光ファイバ３６からは出射しないという光アイソレータの機能をもつことができる。
【００１２】
さらに上記光アイソレータの偏波分散を改善した構成の光アイソレータも提案されている。偏波分散とは、光モジュールを伝搬する光の群速度が偏波方向によって変化する特性を言い、伝送される光パルスの広がり、すなわち伝送容量を決める重要な特性である。一般に高速、高密度の伝送システムに使用される光モジュールでは、偏波分散ゼロの設計が要求される。
【００１３】
図６に示す光アイソレータにおいては、分離、合成された２つの光の光路長が異なるため、偏波分散が発生する。さらに詳しく説明すると、第２の複屈折結晶と第３の複屈折結晶は厚みが等しく、かつ光学軸が互いに直交しているため、これらの２つの複屈折結晶によって発生する偏波分散はゼロである。従って、第１の複屈折結晶３１での常光と異常光の群速度の差が偏波分散となる。
【００１４】
この分散を補償するために、分散補償用の複屈折結晶１枚を光路上に配置する。
【００１５】
図９は従来の無偏波分散型光アイソレータ３９の構成を示す図である。図６に示す光アイソレータに偏波分散補償用複屈折結晶３８を光路上に配置した構成で、分散補償用複屈折結晶３８は他の複屈折結晶とは異なり、光を分離、合成せず、光の偏波方向によって群速度が異なるように配置する。具体的には、光を分離合成する他の複屈折結晶は、光の分離角を最大にするために光学軸を光線入射方向（Ｚ軸方向）に対し４８度傾斜させて構成するのに対し、偏波分散補償用複屈折結晶３８はその光学軸を光線入射方向に対し９０度の角度で、かつ複屈折結晶３１の光学軸に対して９０度の角度で配置する。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら図６に示す従来の光アイソレータ３０では、常光と異常光に分離、合成され光ファイバ３７から出射されるが、その際常光と異常光は光路長が異なり偏波分散が発生するという課題があった。
【００１７】
また図９に示す従来の無偏波偏波分散型光アイソレータ３９では、一般に複屈折結晶においては異常光線の入射角度によって屈折率が異なるため、集光ビームに複屈折結晶を挿入すると異常光線が一点に集光しなくなり、収差が発生する。さらにここではビーム分離用の複屈折結晶３１で発生する収差と、偏波分散補償用複屈折結晶３８で発生する収差の大きさが異なるため、ビームが合成されて光ファイバ３７に結合する際、偏波分散は補償されるが、収差は補償されずに光モジュールの挿入損失が増加するという課題があった。
【００１８】
この収差の差異の現象は、ビーム分離用の複屈折結晶３１の結晶軸が光線入射方向（Ｚ軸方向）に対し４８度に設定されているのに対し、偏波分散補償用複屈折結晶３８の光学軸は光線入射方向（Ｚ軸方向）に対し９０度の角度に設定されているため、同じ入射角の異常光線に対して屈折率、屈折角が異なることによるものである。
【００１９】
また集光スポット径を大きくすると、光線の入射角は小さくなるため収差は低減し挿入損失は低くなるが、十分なアイソレーション特性を得るためには、複屈折結晶の厚みを厚くする必要がありコストが増大し、さらに装置が大型化する課題があった。
【００２０】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、外形を小型化し、挿入損失の低減された、偏波分散が無い光モジュールを提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらの課題を解決するためのものであり、一方から入射し、互いに直交する偏波成分を有する入射光線中の常光および異常光を異なる光路に分離する一方の複屈折結晶板と、分離された前記常光および前記異常光を同一光路に合成する他方の複屈折結晶板とを備えた光モジュールにおいて、前記一方の複屈折結晶板と前記他方の複屈折結晶板との間に、偏波分散補償手段として互いの厚さが等しくかつビームのシフト方向が逆方向になるように隣接させた２枚の複屈折結晶板を更に配置したことを特徴とする。
【００２２】
また本発明の光アイソレータは、上記無偏波分散型光モジュールの前記一方の複屈折結晶板と前記他方の複屈折結晶板との間に、前記常光および前記異常光の偏波方向を回転させる磁気光学結晶が更に配置されたことを特徴とする。
【００２３】
さらに本発明の光サーキュレータは、上記無偏波分散型光モジュールの前記一方の複屈折結晶板と前記他方の複屈折結晶板との間に配置された前記常光および前記異常光の偏波方向を回転させる２枚の磁気光学結晶と、該磁気光学結晶の間に配置された前記異常光をシフトさせる合成複屈折結晶とを更に備えたことを特徴とする。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光モジュールについて説明する。
【００２５】
図１は本発明の光モジュールの一例である光アイソレータ１０の実施形態を示す構成図である。光ファイバ１から出射した光線はレンズ３を透過し、第１の複屈折結晶４、第１、第２の分散補償用複屈折結晶５、６、磁気光学結晶７、第３、第４の複屈折結晶８、９を透過して光ファイバ２に入射する。
【００２６】
ここで、通常の屈折の法則に従う光線は常光線、従わないものは異常光線と呼び、ＸＹ平面上の結晶軸の方向に平行な偏波光線は異常光線、垂直な偏波光線は常光線として動作し、異常光線は結晶軸の方向にシフトする。
【００２７】
複屈折結晶４、５、６、８、９に示される矢印は結晶軸の方向を表し、すべての複屈折結晶の結晶軸は最大のビーム分離角となるように設定されている。光線入射方向（Ｚ軸方向）と結晶軸のなす角をθ、異常光線のビームシフト方向と結晶軸のなす角をφ、常光屈折率をｎｏ、異常光屈折率をｎｅとすると、θとφは（２）式に示す関係にある。
【００２８】
ｔａｎφ＝（ｎｏ²／ｎｅ²）×ｔａｎθ ・・・（２）
（２）式よりビーム分離角が最大、すなわち（θ−φ）が最大となる結晶軸方向は決定される。例えば、ルチル結晶の場合、ｎｏ＝２．４５、ｎｅ＝２．７１であり、（２）式よりビーム分離角（θ−φ）が最大となる結晶軸方向θ＝４７．８度と計算できる。なおこの時ビーム分離角（θ−φ）＝５．７度となる。
【００２９】
次にＸＹ平面上での各複屈折結晶の結晶軸方向について説明する。第１の複屈折結晶４はＹ軸方向に結晶軸を有し、第１の分散補償用複屈折結晶５と第２の分散補償用複屈折結晶６の結晶軸は、第１の複屈折結晶４の結晶軸に対し９０度ずらして配置される。かつ、第２の分散補償用複屈折結晶６は、第１の分散補償用複屈折結晶５をＸ軸を中心に１８０度回転させた状態の結晶軸方向とする。このように結晶軸方向を配置することにより、第１の分散補償用複屈折結晶５と第２の分散補償用複屈折結晶６のビームシフト方向は逆方向となる。
【００３０】
次に第２の複屈折結晶８は第１の複屈折結晶４の結晶軸に対し４５度ずらして配置され、さらに第３の複屈折結晶９は第２の複屈折結晶８に対し９０度ずらして配置される。このように結晶軸を配置することにより第１の複屈折結晶４で分離されたビームは、第２、第３の複屈折結晶８、９で合成される。
【００３１】
次に各結晶の厚みについて説明する。第１の複屈折結晶４の厚みｔとすると、第１、第２の偏波分散補償用複屈折結晶５、６の厚みは互いに等しく、ｔ／２とする。第３、第４の複屈折結晶８、９の厚みは互いに等しく、ｔ／√２とする。また、磁気光学結晶７の厚みは飽和磁界中において偏光が４５度回転する厚みに設定されている。
【００３２】
図２、図３は本発明の光アイソレータにおける光路と偏波方向について示す図である。なお、図中直線は光の偏波方向を表し、丸はビーム位置を表す。
【００３３】
まず図２を用いて光ファイバ１から入射する順方向に進行する光について説明する。光ファイバ１から入射した光は第１のレンズ３により集光ビームとなり、第１の複屈折結晶４に入射する（Ａ）。第１の複屈折結晶４により光は常光と異常光に分離される（Ｂ）。第１の偏波分散補償用複屈折結晶５では第１の複屈折結晶４での常光が異常光となりシフトする（Ｃ）。さらに第２の偏波分散補償用複屈折結晶６では異常光のままビームはシフトするが、シフト方向は第１の偏波分散補償用複屈折結晶と逆方向となり、ビームの位置、偏波方向は第１の複屈折結晶４を透過した状態（Ｂ）と同じで、常光、異常光の光路長も等しくなり、複屈折結晶４で発生した偏波分散が補償される（Ｄ）。その後、第１の磁気光学結晶７を通過することにより常光、異常光の偏波方向は反時計周りに−４５度回転され第２の複屈折結晶８に入射する（Ｅ）。第２の複屈折結晶８に入射した２本の光の内、一方は複屈折結晶８で異常光となりシフトされる（Ｆ）。第３の複屈折結晶９に入射した光は、第３の複屈折結晶８でシフトされなかった光が異常光となりシフトされ２本の光は合成される（Ｇ）。この合成された光が第２のレンズ３により集光され光ファイバ２から出射する。
【００３４】
次に図３を用いて光ファイバ２から入射した逆方向に進行する光について説明する。光ファイバ２から入射した光は第２のレンズ３により集光ビームとなり、第３の複屈折結晶９に入射する（Ｇ）。第３の複屈折結晶９により光は常光と異常光に分離される（Ｆ）。第２の複屈折結晶８に入射した２本の光の内、常光は複屈折結晶８で異常光となりシフトされる（Ｅ）。次に第１の磁気光学結晶７を通過することにより常光、異常光の偏波方向は時計周りに４５度回転され、第２の偏波分散補償用複屈折結晶６に入射する（Ｄ）。第２の偏波分散補償用複屈折結晶６では第２の複屈折結晶８での異常光が異常光となりシフトする（Ｃ）。さらに第１の偏波分散補償用複屈折結晶５では異常光のままビームはシフトするが、シフト方向は第２の偏波分散補償用複屈折結晶６と逆方向となり、ビームの位置、偏波方向は第２の偏波分散補償用複屈折結晶６に入射する状態（Ｄ）と同じになり第１の複屈折結晶４に入射する（Ｂ）。その後第１の複屈折結晶４に入射した光の内、一方が異常光となりシフトされ（Ａ）、この互いに分離された光は第１のレンズ３によっても合成されず、光ファイバ１から出射しない。
【００３５】
以上のようなことにより光ファイバ１から入射した光は、その偏波状態に関係なく光ファイバ２から出射され、光ファイバ２から入射した光は、その偏波状態に関係なく光ファイバ１からは出射しないという光アイソレータの機能をもつことができる。また、分散補償用複屈折結晶５、６を光路上に挿入することにより、２本の分離合成される２本のビームの光路長は等しくなり、偏波分散が補償された無偏波分散型の光アイソレータが実現する。
【００３６】
図４は複屈折結晶で発生する収差スポット形状を説明する図である。なお図中の矢印は複屈折結晶の結晶軸方向を表す。
【００３７】
図４においては偏波分散補償に関係する複屈折結晶４、偏波分散補償用複屈折結晶５、６を集光ビーム１１が透過した場合の、焦点位置でのスポット形状を（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示す。（Ａ）はカウシアン分布の集光ビームを表し、（Ｂ）のスポット形状はガウシアン分布の集光ビーム１１に複屈折結晶４のみを挿入した場合、（Ｃ）のスポット形状は集光ビーム１１に複屈折結晶４、偏波分散補償用複屈折結晶５を挿入した場合、（Ｄ）のスポット形状は集光ビーム１１に複屈折結晶４、偏波分散補償用複屈折結晶５および６を挿入した場合のスポット形状を表す。なおスポット形状は、赤外線カメラで観察した。
【００３８】
複屈折結晶板４に入射したガウシアンビーム（Ａ）は常光と異常光に分離される。ここで異常光の屈折率は複屈折結晶の結晶軸と光線の進行方向によって変わるため、ビームの入射角度によって屈折方向が異なり、そのため異常光線は１点には集光せず、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸方向に不均一な焦点を結ぶこととなる。つまり、角度を持って集光する集光ビームの場合は、複屈折結晶４を透過した後は、１点に集光せずに非点収差が発生し、楕円のビーム形状となる（Ｂ）。一方常光は複屈折結晶を進む方向によって屈折率は異ならないため、非点収差は発生せず真円のビーム形状のままである（Ｂ）。次に偏波分散補償用複屈折結晶５および６は、複屈折結晶４に対して常光が異常光となり、異常光が常光となるように結晶軸を９０度ずらしてある。さらに、偏波分散補償用複屈折結晶５と６を足し合わせた厚みは、複屈折結晶４の厚みと等しく、その結晶軸が相対して配置されている。従って、偏波分散補償用複屈折結晶５と６を透過した光の出射位置は、入射位置と同じくなり、また異常光は複屈折結晶４で生じた異常光のビーム形状に対して９０度回転した楕円形状となる（Ｄ）。
【００３９】
このように複屈折結晶４、偏波分散補償用複屈折結晶５、６を透過、分離した２つのビームはそれぞれ９０度ずれた方向の非点収差が発生するため、この２つのビームが合成されると互いの収差はあい消し合って補償され、非点収差のないビームとなる。従って光ファイバとの結合効率も向上し、挿入損失の小さい光モジュールが実現する。
【００４０】
次に、本発明の他の実施形態を説明する。図５は本発明の光モジュールの一例である光サーキュレータ２０の実施形態を示す構成図である。
【００４１】
２本の光ファイバ１２、１４と１本の光ファイバ１３の間に集光レンズ１５、１６が配置されており、さらに集光レンズ１５と１６の間に複屈折結晶と磁気光学結晶からなる非相反部１７が挿入されている。非相反部１７は非相反にビームをシフトさせる機能をもっているため、光ファイバ１２から出力された光は光ファイバ１３に入力し、光ファイバ１３から出力した光は光ファイバ１２には戻ることなく光ファイバ１４に入力されることから、３ポート光サーキュレータの機能を得ることができる。また光ファイバ１２、１４と集光レンズ１５からなる光結合系と、光ファイバ１３と集光レンズ１６からなる光結合系はスポット直径等しく構成される。
【００４２】
次に非相反部１７について説明する。非相反部１７は第１、第２の複屈折結晶１８、１９と、２枚の複屈折結晶を張り合わせた合成複屈折結晶２１と、第１、第２の磁気光学結晶２２、２５と、第１、第２の偏波分散補償用複屈折結晶板２３、２４からなる。
【００４３】
第１、第２の複屈折結晶１８、１９は入射光線を常光線と異常光線に分離、合成する機能を持ち、光線分離合成手段として機能する。合成複屈折結晶２０は異常光として入射した光線をシフトさせる機能を持ち、光路決定手段として機能する。複屈折結晶１８と複屈折結晶板１９は結晶軸を相反する方向にして配置し、また合成複屈折結晶２１は２枚の複屈折結晶の結晶軸を相反する方向でかつ張り合わせ面と結晶軸が水平になるように配置している。
【００４４】
合成複屈折結晶２１のＺ軸方向の厚みをｔとすると、複屈折結晶１８、１９の厚みはｔ／√２倍の厚みになっている。複屈折結晶１８、合成複屈折結晶２１、複屈折結晶１９の間には複屈折結晶１８及び１９の間には、それぞれ偏光回転方向がＺ軸に対して時計回りに４５度回転する厚みの磁気光学結晶２２と、偏光回転方向がＺ軸に対して反時計回りに−４５度回転する厚みの磁気光学結晶２５を配置している。さらに、常光と異常光の光路長差を補償する機能を有する偏波分散補償用複屈折結晶２３、２４は、合成複屈折結晶２１の後に配置する。
【００４５】
ここで偏波分散補償用複屈折結晶２３および２４は、合成複屈折結晶２１に対して常光が異常光となり、異常光が常光となるように結晶軸を９０度ずらしてある。かつ、第２の偏波分散補償用複屈折結晶２４は、第１の偏波分散補償用複屈折結晶２３をＸ軸を中心に１８０度回転させた状態の結晶軸方向とする。このように結晶軸方向を配置することにより、第１の偏波分散補償用複屈折結晶２３と第２の偏波分散補償用複屈折結晶２４のビームシフト方向は逆方向となる。さらに、偏波分散補償用複屈折結晶２３と２４を足し合わせた厚みは、合成複屈折結晶２１の厚みと等しくしてある。
【００４６】
従って、偏波分散補償用複屈折結晶２３と２４を透過した光の出射位置は入射位置と変わりなく、また合成複屈折結晶２１で生じた常光と異常光の光路長差はゼロとなり、偏波分散が補償された無偏波分散型の光サーキュレータが実現する。
【００４７】
以上の光サーキュレータ２０によれば、偏波分散がゼロで複屈折結晶による非点収差の発生がない、挿入損失の低減された光サーキュレータが実現する。
【００４８】
なお、以上説明した偏波分散補償手段は、上記光アイソレータ、光サーキュレータの構成に限ることなく、２つの偏波を分離合成する機能を有する偏波コンバイナ／スプリッタや、光アイソレータに励起光入射ポートやモニタポートを複合化した複合モジュール等、偏波分散の発生の原因となる複屈折結晶板を有する光モジュールに適用することができ、上記と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
【実施例】
本発明の光モジュールの実施例として図５に示した３ポート光サーキュレータの試作を行った。それぞれの部品に使用した製品、構成について説明する。
【００５０】
光ファイバ１２、１３、１４はスポット直径＝１０μｍのシングルモード光ファイバで、１２５μｍピッチの２芯フェルールに光ファイバ１２、１４を固定し光入出射端面に研磨加工を施したものを、１芯フェルールに光ファイバ１３を固定し光入出射端面に研磨加工を施したものを用いた。集光レンズ１５、１６には倍率が２倍の非球面レンズを用い、レンズと光ファイバからなる光結合系はスポット直＝２０μｍの集光ビームで構成した。
【００５１】
非相反部１７の各複屈折結晶１８、１９、２１、２３，２４にはルチル結晶を、磁気光学結晶２２、２５にはビスマス置換ガーネット結晶を使用した。具体的な設計値としては、光ファイバ１２と１４の間隔＝１２５μｍ、光結合系の倍率＝２倍とし、非相反部１７によるビームシフト量＝２５０μｍで設計した。一般にルチル結晶のビーム分離幅はその厚みｔの１／１０であるので、ビームシフト量＝２５０μｍを実現するために、ルチル結晶１８、１９の厚みは約１．８ｍｍ、合成ルチル結晶２１の厚みは約２．５ｍｍ、偏波分散補償用ルチル２３、２４の厚みは等しく約１．２５ｍｍと設計した。
【００５２】
本実施例にて光サーキュレータを試作し評価した結果、光ファイバ１２から光ファイバ１３への挿入損失、および光ファイバ１３から光ファイバ１４への挿入損失は共に０．４ｄＢ程度であり、従来の１枚構成の偏波分散補償方式に比較して０．３ｄＢ以上の挿入損失低減の効果があった。
【００５３】
また、光ファイバ１３から光ファイバ１２へのアイソレーション、光ファイバ１４から光ファイバ１３へのアイソレーションは共に５０ｄＢ以上と、３ポート光サーキュレータとして非常に良好な特性を得ることができた。さらに偏波分散は０．０１ｐｓとなり、一般要求される偏波分散値＜０．１ｐｓを十分に満足する結果となった。
【００５４】
なお本実施例にて使用したレンズは非球面レンズであるが、ボールレンズ、半球レンズ、ロッドレンズ等でも同様の機能を得ることができる。また非相反部における複屈折結晶として用いられる材料としては、方解石、ルチル、ＬＮ結晶、イットリウムバナデイドなどが挙げられる。結晶の厚みは、例えばルチルを使用する場合には、所望するビーム分離幅に対して約１０倍の厚みとなる。また磁気光学結晶にはビスマス置換ガーネット結晶、ＹＩＧ結晶などが用いられる。磁気光学結晶の厚みは、入射光線の進行方向に飽和磁界を印可した場合に、入射光線の偏光面が４５度回転するように設定する。飽和磁界を印可する手段としては通常永久磁石、たとえばＳｍＣｏ磁石等を用いる（図示せず）。また、磁気光学結晶に自己バイアス型のビスマス置換ガーネット結晶などを用いた場合、磁石は不要であり、さらに小型化が実現する。
【００５５】
【発明の効果】
本発明によれば、少なくとも２以上の光ファイバの端面間に少なくとも１以上の複屈折結晶板が配置された光モジュールの偏波分散補償手段として、互いの厚さが等しくかつビームのシフト方向が逆方向の２枚の複屈折結晶板を備えたことによって、偏波分散を極めて小さくするとともに、挿入損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光アイソレータの実施形態を示す構成図である。
【図２】本発明の光アイソレータにおける光路と偏波方向について示す図である。
【図３】本発明の光アイソレータにおける光路と偏波方向について示す図である。
【図４】複屈折結晶で発生する収差スポット形状を説明する図である。
【図５】本発明の光サーキュレータの実施形態を示す構成図である。
【図６】従来の光アイソレータの構成を示す図である。
【図７】従来の光アイソレータにおける光路と偏波方向について示す図である。
【図８】従来の光アイソレータにおける光路と偏波方向について示す図である。
【図９】従来の無偏波分散型光アイソレータの構成を示す図である。
【符号の説明】
１、２、１２、１３、１４、３６、３７：光ファイバ
３、１５、１６、３５：レンズ
４、８、９、１８、１９、３１、３２、３３：複屈折結晶
２１：合成複屈折結晶
５、６、２３、２４、３８：偏波分散補償用複屈折結晶
７、２２、２５、３５：磁気光学結晶
１１：光線
１０、３０、３９：光アイソレータ
２０：光サーキュレータ
１７：非相反部

Claims

一方から入射し、互いに直交する偏波成分を有する入射光線中の常光および異常光を異なる光路に分離する一方の複屈折結晶板と、分離された前記常光および前記異常光を同一光路に合成する他方の複屈折結晶板とを備えた光モジュールにおいて、前記一方の複屈折結晶板と前記他方の複屈折結晶板との間に、偏波分散補償手段として互いの厚さが等しくかつビームのシフト方向が逆方向になるように隣接させた２枚の複屈折結晶板を更に配置したことを特徴とする無偏波分散型光モジュール。
請求項１記載の無偏波分散型光モジュールの前記一方の複屈折結晶板と前記他方の複屈折結晶板との間に、前記常光および前記異常光の偏波方向を回転させる磁気光学結晶が更に配置されたことを特徴とする光アイソレータ。
請求項１記載の無偏波分散型光モジュールの前記一方の複屈折結晶板と前記他方の複屈折結晶板との間に配置された前記常光および前記異常光の偏波方向を回転させる２枚の磁気光学結晶と、該磁気光学結晶の間に配置された前記異常光をシフトさせる合成複屈折結晶とを更に備えたことを特徴とする光サーキュレータ。