JP6366864B1 - 光合波器 - Google Patents

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Abstract

光合波器(100)は、偏光子(4−1,4−2)と、レセプタクル(8)と、偏光子(4−1,4−2)とレセプタクル(8)との間に配置され、偏光子(4−1,4−2)からレセプタクル(8)に向かう順方向(D1)の一対の直線偏光およびレセプタクル(8)から偏光子(4−1,4−2)に向かう逆方向(D2)の光の偏光面を45度回転させる回転子(6)と、回転子(6)とレセプタクル(8)との間に配置され、順方向(D1)の一対の直線偏光を合波し、逆方向(D2)の光を常光線と異常光線とに分離する複屈折プリズム(7)とを備え、回転子(6)および複屈折プリズム(7)は、レセプタクル(8)に固定されていることを特徴とする。

Description

本発明は、アイソレータの機能を有する光合波器に関する。
光合波器は、異なる波長帯の複数の光を合波させる光部品であり、波長分割多重(WDM:Wavelength Division Multiplexing)を利用した光通信機器などで使用されている。アイソレータは、一方向の光を透過させて逆方向の光を遮断する光デバイスである。光合波器にアイソレータ機能を備えることで、反射した光が光源に戻って光源の光学特性が劣化することを防止することができる。
特許文献1には、アイソレータの機能を有する光合波器が開示されている。特許文献1に記載の光合波器は、偏光子とファラデー回転子と複屈折プリズムとを備えている。複屈折プリズムは、複数の偏波を合波する合波器の機能を有し、偏光子が反射光を遮ることによりアイソレータの機能を有する。
特開2007−101652号公報
しかしながら、特許文献1に開示された光デバイスは、光の進行方向のサイズが大きくなってしまうという問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アイソレータの機能を有し、光の進行方向のサイズを抑制することができる光合波器を得ることを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光合波器は、偏光子と、レセプタクルと、偏光子とレセプタクルとの間に配置され、偏光子からレセプタクルに向かう順方向の一対の直線偏光およびレセプタクルから偏光子に向かう逆方向の光の偏光面を45度回転させる回転子と、回転子とレセプタクルとの間に配置され、順方向の一対の直線偏光を合波し、逆方向の光を常光線と異常光線とに分離する複屈折プリズムとを備える。回転子および複屈折プリズムは、レセプタクルに固定されていることを特徴とする。
本発明によれば、アイソレータの機能を有し、光の進行方向のサイズを抑制することができる光合波器を得ることが可能であるという効果を奏する。
本発明の実施の形態1にかかる光合波器の構成を示す図 図1のaの位置における光の偏光方向を示す図 図1のbの位置における光の偏光方向を示す図 図1のcの位置における光の偏光方向を示す図 図1のdの位置における光の偏光方向を示す図 図1のeの位置における光の偏光方向を示す図 図1のfの位置における光の偏光方向を示す図 本発明の実施の形態2にかかる光合波器の構成を示す図 本発明の実施の形態3にかかる複屈折プリズムの構成を示す図 比較例にかかる複屈折プリズムの構成を示す図 図10に示す複屈折プリズムにおける偏光の間隔の変化を示す図 図9に示す複屈折プリズムにおける偏光の間隔の変化を示す図 本発明の実施の形態4にかかる光合波器の構成を示す図
以下に、本発明の実施の形態にかかる光合波器を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1にかかる光合波器100の構成を示す図である。光合波器100は、一対の光源1−1および光源1−2と、一対のコリメートレンズ2−1およびコリメートレンズ2−2と、一対の半波長板3−1および半波長板3−2と、一対の偏光子4−1および偏光子4−2と、集光レンズ5と、回転子6と、複屈折プリズム7と、レセプタクル8と、磁石9とを有する。光合波器100が有する各構成要素は、上記の順に並んで配置されている。
コリメートレンズ2−1、半波長板3−1および偏光子4−1は、光源1−1から出射される光L1の光路上に配置されており、コリメートレンズ2−2、半波長板3−2および偏光子4−2は、光源1−2から出射される光L2の光路上に配置されている。集光レンズ5、回転子6および複屈折プリズム7は、光L1の光路上および光L2の光路上に渡って配置されている。
ここで図1に示すように、光源1−1および光源1−2が出射する光の進行方向をZ軸方向とし、光源1−1および光源1−2が並ぶ方向であり、Z軸方向と直交する方向をX軸方向とし、X軸方向およびZ軸方向と直交する方向をY軸方向とする。また、光源1−1および光源1−2が出射した光がレセプタクル8に向かう方向を順方向D1と称し、レセプタクル8から光源1−1および光源1−2に向かう方向であって、順方向D1と逆の方向を逆方向D2と称する。
光源1−1および光源1−2は、半導体レーザ(LD:Laser Diode)などであり、それぞれが直線偏光を出射する。コリメートレンズ2−1およびコリメートレンズ2−2は、入射光をコリメートする。コリメートレンズ2−1には、光源1−1から出射される直線偏光が入射され、コリメートレンズ2−2には、光源1−2から出射される直線偏光が入射される。
半波長板3−1および半波長板3−2は、直交する偏光成分の間に位相差180度を生じさせる複屈折素子である。半波長板3−1および半波長板3−2を透過した直線偏光は、偏光方向が変化する。偏光方向とは、電場ベクトルが振動する方向であり、直線偏光は偏光方向が一定な光である。半波長板3−1および半波長板3−2のそれぞれの偏光軸は、互いに45度異なる。偏光軸は、出射する直線偏光の偏光方向と向きが一致する軸である。
偏光子4−1および偏光子4−2は、予め定められた偏光方向の直線偏光を生成する。偏光子4−1および偏光子4−2の偏光軸は、互いに直交している。偏光軸は、偏光子4−1および偏光子4−2のそれぞれが透過させる直線偏光の偏光方向である。偏光子4−1には、半波長板3−1を透過した光が入射され、偏光子4−2には、半波長板3−2を透過した光が入射される。
本実施の形態では、偏光子4−1および偏光子4−2には、それぞれ半波長板3−1または半波長板3−2から光が入射される。このため、偏光子4−1および偏光子4−2のそれぞれは、半波長板3−1または半波長板3−2が出射する光を透過することができるように偏光軸が向けられている。
集光レンズ5は、偏光子4−1および偏光子4−2と回転子6との間に配置され、偏光子4−1および偏光子4−2からの順方向D1の光をレセプタクル8に集光させる。回転子6は、偏光子4−1および偏光子4−2とレセプタクル8との間であって、集光レンズ5と複屈折プリズム7との間に配置されている。回転子6は、回転子6を挟むように配置された2つの磁石9が生じさせる磁界によって、入射光の偏光状態を回転させて、入射される直線偏光の偏光面を回転させる。ここで偏光面とは、偏光方向と光の進行方向とを含む面である。同じ方向からみたとき、順方向D1と逆方向D2では、偏光面の回転方向は同じである。
複屈折プリズム7は、回転子6とレセプタクル8との間に配置され、順方向D1の2つの入射光を合波し、逆方向D2の入射光を偏光面が90度異なる同一強度の2つの光に分離する。分離された2つの光は、それぞれ常光線と異常光線と呼ばれる。回転子6から複屈折プリズム7に入射される順方向D1の2つの直線偏光は、常光線および異常光線と光路および偏光方向を合わせて複屈折プリズム7に入射されている。つまり、順方向D1で常光線の光路に合わせて入射される光の偏光方向は、逆方向D2の光が分離された常光線の偏光方向と同じであり、順方向D1で異常光線の光路に合わせて入射される光の偏光方向は、逆方向D2の異常光線の偏光方向と同じである。複屈折プリズム7に、上記の条件を満たす一対の直線偏光を順方向D1に入射させることで、一対の直線偏光は合波される。このため、常光線および異常光線の光路と一致する2つの方向は、順方向D1では、光を入射しても光が分離しない結晶光軸の方向と言うことができる。このため、一対の直線偏光は、順方向D1で、複屈折プリズム7の結晶光軸の方向に合わせた入射角で複屈折プリズム7に入射されるということもできる。
複屈折プリズム7は、ウォラストンプリズムであり、2つの複屈折性材料がはり合わされている。2つの複屈折性材料は、互いに結晶光軸が直交する状態で固定されている。複屈折プリズム7の偏光分離角は10度以上である。
レセプタクル8は、光ファイバスタブを内蔵し、光コネクタとの接続機能を有する光モジュール部品である。回転子6、複屈折プリズム7および磁石9は、レセプタクル8に固定されている。回転子6、複屈折プリズム7および磁石9は、例えば接着によりレセプタクル8に固定されている。順方向D1の光が出射する回転子6の一面6aと、複屈折プリズム7に順方向D1の光が入射する面7aとが接着され、順方向D1の光が出射する複屈折プリズム7の一面7bと、レセプタクル8に順方向D1の光が入射する面8aとが接着される。レセプタクル8は、端部の径が広がっているテーパーファイバと接続可能なフェルールを有する。
図1に示す複数の構成要素は、全て図示しない筐体に封入されてモジュール化されていてもよい。例えば、光合波器100は、TOSA(Transmitter Optical SubAssembly)と呼ばれる光モジュールであり、光ファイバを差し込むだけで使用することができるように光軸調整されている。
図2から図7は、図1に示す光合波器100の各部における光の偏光方向の推移を示している。図2は、図1のaの位置における光の偏光方向を示す図である。図3は、図1のbの位置における光の偏光方向を示す図である。図4は、図1のcの位置における光の偏光方向を示す図である。図5は、図1のdの位置における光の偏光方向を示す図である。図6は、図1のeの位置における光の偏光方向を示す図である。図7は、図1のfの位置における光の偏光方向を示す図である。
図1の(a)に示す位置における光L1−1および光L2−1は、図2示すように、偏光方向が水平な直線偏光である。光L1は、コリメートレンズ2−1でコリメートされてコリメート光となり、半波長板3−1に入射する。光L2は、コリメートレンズ2−2でコリメートされてコリメート光となり、半波長板3−2に入射する。図1の(b)に示す位置における光L1−2および光L2−2は、図3に示すように、±45度の直線偏光となる。ここで、半波長板3−1および半波長板3−2の偏光軸31aおよび偏光軸32aは±22.5度である。
偏光子4−1の偏光軸41aの方向は−45度であり、偏光子4−2の偏光軸42aの方向は+45度である。図4に示すように、図1の(c)に示す位置における光L1−3の偏光方向は−45度であり、光L2−3の偏光方向は+45度である。このため、偏光子4−1および偏光子4−2から集光レンズ5に入射する光L1および光L2は、±45度の直線偏光である。
光L1および光L2は、集光レンズ5により集光された後、回転子6に入射する。回転子6を透過する間に、直線偏光の偏光面は45度回転するため、図1(d)に示す位置における光L1−4および光L2−4の偏光方向は、図5に示すように、それぞれ垂直方向および水平方向となる。回転子6を順方向D1に透過した光L1および光L2は、それぞれが複屈折プリズム7に対して異なる角度で入射する。図1の(e)に示す位置において、複屈折プリズム7を順方向D1に透過した光L1−5および光L2−5は、図6に示すように1つの光路に合波される。合波された光は、レセプタクル8の出射口から出射される。
レセプタクル8で反射した逆方向D2の光は、複屈折プリズム7で常光線と異常光線とに分離される。分離された常光線と異常光線とが回転子6を透過すると、直線偏光の偏光面が45度回転する。回転子6における偏光面の回転方向は、同じ方向から見た場合、順方向D1の入射光と逆方向D2の入射光とで同じである。回転子6を透過した常光線および異常光線は、順方向D1の光が集光レンズ5から回転子6に入射した光路を通って、逆方向D2で集光レンズ5に入射し、コリメート光となって偏光子4−1および偏光子4−2のそれぞれに入射する。図1(f)に示す位置において逆方向D2で偏光子4−1に入射する光L1−6は、偏光子4−1の偏光軸41aの方向と直交し、逆方向D2で偏光子4−2に入射する光L2−6は、図7に示すように、偏光子4−2の偏光軸42aの方向と直交している。このため、偏光子4−1および偏光子4−2は、順方向D1の光を透過して逆方向D2の光を遮断するアイソレータとしての機能を有する。
なお、図2から図7に示した偏光方向の推移は代表例であって、図2から図7に示す例に限定されない。偏光方向の推移の順番が異なっていてもよいし、光合波器100の機能を実現することができれば、偏光方向が異なっていてもよい。また、上記の実施の形態1では、光合波器100は、一対の半波長板3−1および半波長板3−2を備えていたが、本発明はかかる例に限定されない。光合波器100は、片方の半波長板3の偏光軸を、偏光の偏光方向に対して45度傾けた場合、他方の半波長板3を省略することが可能である。
以上説明したように、本発明の実施の形態1にかかる光合波器100は、2つの光源1−1および光源1−2が出射した光を合波して出射する機能を有すると共に、反射して逆方向D2に進む光を遮断するアイソレータの機能を有する。回転子6が入射光の偏光面を45度回転させるため、順方向D1に進んだ光が反射して逆方向D2に進み、回転子6を透過したとき、偏光面は往復で90度回転する。このため、偏光子4−1および偏光子4−2を順方向D1に透過した光は、逆方向D2で偏光子4−1および偏光子4−2を透過することができず遮断される。回転子6および複屈折プリズム7は、レセプタクル8に固定されているため、ミラーと、バンドパスフィルタまたは偏光フィルタとを用いた光合波器、PLC(Planar Lightwave Circuit)−AWG(Arrayed−Waveguide Grating)を用いた光合波器などと比較して小型な光合波器を実現することができる。
また、本実施の形態1にかかる光合波器100においては、回転子6に入射する2つの光は、コリメート光が集光レンズ5で集光されて、回転子6の入射面に対してそれぞれ異なる角度で入射する。このため、コリメート光であり、回転子6の入射面に対して垂直に入射する光が回転子6に入射する場合よりも同じ光路長を確保する場合に、回転子6の入射面に対して垂直な方向の距離を短くすることが可能である。このため、光の進行方向における光合波器100のサイズを小型にすることが可能である。
また、本実施の形態1にかかる光合波器100が有する複屈折プリズム7は、2種類の複屈折材料が貼り合されたウォラストンプリズムである。このため、単一の複屈折材料を用いる場合と比較して偏光分離角を大きくすることができると共に、偏光をほぼ対称に分離することが可能になる。
実施の形態2.
図8は、本発明の実施の形態2にかかる光合波器200の構成を示す図である。光合波器200は、光合波器100と比較して、半波長板3と偏光子4との配置が入れ替わっており、一対の偏光子4−1および偏光子4−2の代わりに一体の偏光子4が用いられている点が異なる。偏光子4には、光源1−1が出射してコリメートレンズ2−1を透過した光と、光源1−2が出射してコリメートレンズ2−2を透過した光の両方が入射される。このため、光源1−1が出射する光の偏光方向と光源1−2が出射する光の偏光方向とを揃えれば、一体型の偏光子4を用いることが可能である。
なお、図8の例では、光合波器200は、2つの半波長板3−1および半波長板3−2を備えているが、実施の形態1と同様に片方を省略することが可能である。本実施の形態2によれば、偏光子4が1つであるため、構成が単純になり、光合波器200のコストを削減することが可能になる。
実施の形態3.
図9は、本発明の実施の形態3にかかる複屈折プリズム7の構成を示す図である。図9に示す複屈折プリズム7は、2種類の複屈折材料が貼りあわされたウォラストンプリズムであり、図1に示す光合波器100、図8に示す光合波器200のいずれに図9に示す構成を適用してもよい。
本実施の形態3にかかる複屈折プリズム7は、複屈折材料が貼りあわされた貼り合せ面Iが、複屈折プリズム7に入射される光の2つの光路の中心線に対して垂直±10度以下となるように設計されている。
図10は、比較例にかかる複屈折プリズム7Aの構成を示す図である。図10に示す複屈折プリズム7Aは、貼り合せ面Iが2つの光路の中心線に対して傾いている。一般的に複屈折プリズム7Aに入射する光は、複屈折プリズム7Aへ入射する面と、貼り合せ面Iとにおいて屈折する。図10に示す比較例のように、貼り合せ面Iが2つの光路の中心線に対して傾いている場合、貼り合せ面Iで屈折が生じるため、レセプタクル8および複屈折プリズム7Aの相対位置がずれると、図11に示すように、レセプタクル8の位置における2つの偏光の間隔がl1からl2に変化する。図11は、図10に示す複屈折プリズム7Aにおける偏光の間隔の変化を示す図である。これに対して、図9に示すように、貼り合せ面Iが2つの光路の中心線に対して垂直である場合、貼り合せ面Iにおける屈折が小さくなる。このため、図12に示すように、レセプタクル8の位置における2つの偏光の間隔は変化し難い。図12は、図9に示す複屈折プリズム7における偏光の間隔の変化を示す図である。したがって、複屈折プリズム7とレセプタクル8との間の位置ずれが生じたとしても、光軸のずれは無視できる程度に小さいため、合波効率の低下を抑制することができる。
以上説明したように、複屈折プリズム7を2種類の複屈折材料が貼りあわされたウォラストンプリズムとし、複屈折材料が貼りあわされた貼り合せ面Iを、複屈折プリズム7に入射される光の2つの光路の中心線に対して垂直とすることにより、複屈折プリズム7に入射される2つの光は、貼り合せ面Iではほとんど屈折せずに直進してレセプタクル8において合波されることになる。したがって、複屈折プリズム7とレセプタクル8との間の位置ずれが生じても光軸のずれを抑制することができ、合波効率の低下を抑制することが可能になる。
実施の形態4.
図13は、本発明の実施の形態4にかかる光合波器300の構成を示す図である。光合波器300は、コリメートレンズ2−1およびコリメートレンズ2−2の代わりにマイクロレンズアレイ13を設けて、マイクロレンズアレイ13と光源1−1および光源1−2との間にそれぞれ調芯用レンズ12−1および調芯用レンズ12−2を配置している。
図1および図8に示すようなコリメートレンズ2−1およびコリメートレンズ2−2は、光源1−1および光源1−2の位置ずれに合わせてそれぞれ別に調芯および接着する必要があり、調芯代および接着代を設けるために、外径サイズおよび有効径が小さくなる。また複屈折プリズム7における偏光分離角の制約があるため、合波すべき2つの光の光路は、ビーム径と同程度に近接している。このため、コリメートレンズ2−1およびコリメートレンズ2−2の有効径の範囲からビームが外れて光学損失が生じやすい。
これに対して、有効径が小さい調芯用レンズ12−1および調芯用レンズ12−2と、コリメートレンズとして機能し、光学ピッチと同程度の大きな有効径が得られるマイクロレンズアレイ13とを設けることによって、調芯性を保ちつつ、近接するコリメートビームを形成することができ、複屈折プリズム7の偏光分離角を最小限に抑制することが可能になる。
また、光源1−1および光源1−2は、集積型半導体レーザであってもよい。集積型半導体レーザ内には、MMI(Multi−Mode Interference)型合波器、マッハツェンダー干渉計を用いた合波器などが集積されている。
なお、上記の実施の形態1から4に示した光合波器100,200および300を構成する各部品は、セラミックス製、樹脂製または金属製の筐体に封入されていることが望ましい。この場合、高い気密性、衝撃吸収性を確保することができ、持ち運びが容易であり、トランシーバへの接続を容易に行うことができるといった効果を奏することができる。
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
例えば、上記の各実施の形態では、複屈折プリズムはウォラストンプリズムであることとしたが、本発明はかかる例に限定されない。複屈折プリズムは、ルチル、方解石などの単一の複屈折結晶であってもよい。
また上記の各実施の形態では、集光レンズ5を用いて順方向D1の光をレセプタクル8に集光させたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、集光レンズ5を省略してコリメート光を回転子6および複屈折プリズム7に入射させることもできる。しかしながら、集光レンズ5を用いることで、光の進行方向のサイズを抑制することが可能になる。
1−1,1−2 光源、2−1,2−2 コリメートレンズ、3−1,3−2 半波長板、4,4−1,4−2 偏光子、5 集光レンズ、6 回転子、7,7A 複屈折プリズム、8 レセプタクル、9 磁石、12−1,12−2 調芯用レンズ、13 マイクロレンズアレイ、100,200,300 光合波器、D1 順方向、D2 逆方向、I 貼り合せ面。

Claims (14)

  1. 偏光子と、
    レセプタクルと、
    前記偏光子と前記レセプタクルとの間に配置され、前記偏光子から前記レセプタクルに向かう順方向の一対の直線偏光および前記レセプタクルから前記偏光子に向かう逆方向の光の偏光面を45度回転させる回転子と、
    前記偏光子と前記回転子との間に配置され、前記偏光子からの前記順方向の光を前記レセプタクルに集光させる集光レンズと、
    前記回転子と前記レセプタクルとの間に配置され、前記順方向の一対の直線偏光を合波し、前記逆方向の光を常光線と異常光線とに分離する複屈折プリズムと、
    を備え、
    前記複屈折プリズムの偏光分離角は、10度以上であり、
    前記回転子および前記複屈折プリズムは、前記レセプタクルに固定されており、前記複屈折プリズムは、前記レセプタクルのフェルールに直接固定されていることを特徴とする光合波器。
  2. 前記順方向の一対の前記直線偏光は、それぞれが前記常光線の光路と前記異常光線の光路とに合わせて前記複屈折プリズムに入射されることを特徴とする請求項1に記載の光合波器。
  3. 前記複屈折プリズムは、ウォラストンプリズムであることを特徴とする請求項1または2に記載の光合波器。
  4. 前記ウォラストンプリズムは、2つの複屈折材料を貼り合わせて構成されており、
    前記2つの複屈折材料の貼り合せ面が、前記ウォラストンプリズムに入射される2つの光の光路の中心線に対して垂直となるように前記ウォラストンプリズムが配置されることを特徴とする請求項に記載の光合波器。
  5. 偏光軸が互いに45度異なり、それぞれ異なる光路上に設けられた一対の半波長板、または2つの光路のうち一方の光路上に偏光方向を90度変化させる1つの半波長板をさらに備えることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の光合波器。
  6. 前記半波長板は、前記偏光子と前記回転子との間に配置され、
    前記偏光子は、前記2つの光路上に渡って設けられることを特徴とする請求項に記載の光合波器。
  7. 前記半波長板と前記回転子との間に一対の前記偏光子が配置され、
    前記偏光子は、前記半波長板が出射する光の偏光方向に沿った偏光軸を有することを特徴とする請求項に記載の光合波器。
  8. 一対の前記偏光子は、互いに直交する偏光軸を有することを特徴とする請求項に記載の光合波器。
  9. 2つの光源と、
    前記光源からの光をコリメートするコリメートレンズとをさらに備えることを特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の光合波器。
  10. 前記コリメートレンズは、前記2つの光源からの2つの光の光路上に渡って配置されるマイクロレンズアレイであることを特徴とする請求項に記載の光合波器。
  11. 前記光源と前記マイクロレンズアレイとの間に配置された光軸補正用のレンズをさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の光合波器。
  12. 前記偏光子と、前記回転子と、前記複屈折プリズムと、前記レセプタクルとを封入する筐体をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の光合波器。
  13. 前記レセプタクルは、テーパーファイバと接続可能なフェルールを有することを特徴とする請求項1に記載の光合波器。
  14. 前記光源は、集積型半導体レーザであることを特徴とする請求項から11のいずれか1項に記載の光合波器。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11876347B2 (en) * 2020-01-02 2024-01-16 Institute Of Semiconductors, Chinese Academy Of Sciences Broadband tuning system and method

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110941037A (zh) * 2019-12-16 2020-03-31 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种费里棱镜的加工工装、加工方法
CN116034309A (zh) * 2020-12-21 2023-04-28 佛罗里达中央大学研究基金会 光学显示系统及电子装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0553082A (ja) * 1991-08-29 1993-03-05 Nec Corp 半導体レーザモジユール
JPH0688926A (ja) * 1992-07-24 1994-03-29 Tdk Corp 光アイソレータ付き光ファイバ端子とその組立方法
JP2002250897A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Kyocera Corp 光デバイス
US20050100263A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Ming Shi Connector mountable asymmetric free space optical isolators
JP2007101652A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Kyocera Corp 光アイソレータ、およびこれを備えた光デバイス
JP2011118329A (ja) * 2009-10-29 2011-06-16 Kyocera Corp 光学素子付光部品及びそれを用いた光学素子付光レセプタクル

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4966444A (en) * 1987-01-14 1990-10-30 Siemens Aktiengesellschaft Feedback-free optical arrangement for converting polarized laser emissions into a convergent beam
JPH06138410A (ja) * 1992-10-29 1994-05-20 Tokin Corp 光アイソレータ
JP2986295B2 (ja) * 1992-12-08 1999-12-06 松下電器産業株式会社 光アイソレータ
JPH09145929A (ja) 1995-09-18 1997-06-06 Tdk Corp 光アイソレータ付き光ファイバ端子
US20020005987A1 (en) * 2000-07-14 2002-01-17 Gonzalo Wills Polarization beam splitter or combiner
US6442310B1 (en) * 2000-07-14 2002-08-27 Jds Uniphase Inc. Optical coupling device and method
US7043100B2 (en) * 2001-01-25 2006-05-09 E. I. Du Pont De Nemours And Company Polarization independent waveguide optical isolator and circulator
CN1306318C (zh) * 2001-07-02 2007-03-21 古河电气工业株式会社 半导体激光组件与光放大器
JP4714811B2 (ja) * 2004-02-26 2011-06-29 並木精密宝石株式会社 光アイソレータ及び光学装置
JP2008090019A (ja) 2006-10-03 2008-04-17 Sumitomo Electric Ind Ltd 双方向光モジュール
JP5495889B2 (ja) 2010-03-29 2014-05-21 三菱電機株式会社 光合分波器、及びその製造方法
JP2014186127A (ja) 2013-03-22 2014-10-02 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 偏波合成器およびそれを備える光変調器
JP2015001626A (ja) 2013-06-14 2015-01-05 Nttエレクトロニクス株式会社 光波長合分波回路
JP6446955B2 (ja) * 2013-10-09 2019-01-09 住友電気工業株式会社 光送信モジュール
US9625650B2 (en) * 2014-08-13 2017-04-18 Finisar Corporation Optical circulators integrated into transceivers
US9784919B2 (en) * 2015-09-30 2017-10-10 Avago Technologies General Ip (Singapore) Pte. Ltd. Wavelength division multiplexing and demultiplexing transistor outline (TO)-can assemblies for use in optical communications, and methods
JP6681320B2 (ja) * 2016-12-05 2020-04-15 信越化学工業株式会社 偏光無依存型光アイソレータ
CN106707414B (zh) * 2016-12-26 2024-01-19 上海毫米星光光学有限公司 一种光纤隔离器

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0553082A (ja) * 1991-08-29 1993-03-05 Nec Corp 半導体レーザモジユール
JPH0688926A (ja) * 1992-07-24 1994-03-29 Tdk Corp 光アイソレータ付き光ファイバ端子とその組立方法
JP2002250897A (ja) * 2001-02-26 2002-09-06 Kyocera Corp 光デバイス
US20050100263A1 (en) * 2003-11-10 2005-05-12 Ming Shi Connector mountable asymmetric free space optical isolators
JP2007101652A (ja) * 2005-09-30 2007-04-19 Kyocera Corp 光アイソレータ、およびこれを備えた光デバイス
JP2011118329A (ja) * 2009-10-29 2011-06-16 Kyocera Corp 光学素子付光部品及びそれを用いた光学素子付光レセプタクル

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11876347B2 (en) * 2020-01-02 2024-01-16 Institute Of Semiconductors, Chinese Academy Of Sciences Broadband tuning system and method

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Publication number Publication date
CN110651210A (zh) 2020-01-03
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