JPH0283522A - 光アイソレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、光アイソレータの温度・波長特性の改善に関
するものである。

〈従来の技術〉 第４図は従来の光アイソレータの一例を示す斜視図で、
アイソレータが２個直列に配置されている９図において
、１個のアイソレータについて見ると、レーザからの光
が偏光子（例えば偏光ビームスプリッタ）Ｐ＋に入射し
て垂直偏波となり。

偏波面回転素子であるファラデー素子Ｆ、に入射する。

このファラデー素子にはマグネットＭ、により磁場が印
加されており１通過する光の偏波面をファラデー効果に
より４５°回転させる。

Ｐ２は偏光子Ｐ、に対して偏波面を４５°傾けて配置さ
れた検光子（例えば偏光ビームスプリッタ）であり、フ
ァラデー効果素子で４５゛回転した光はその偏波面のま
ま検光子Ｐ２を通過する。

一方、逆方向から検光子２２に入射する光は検光子Ｐ２
の４５°傾いた偏波面出力がファラデー効果素子Ｆ１に
より更に４５°回転して偏光子Ｐ１の偏波面に対し直角
の偏波面になるため、この偏光子を通過することは出来
ない。

一般には１個のアイソレータで得られるアイソレーショ
ン比は高々３０〜４０ｄＢ程度であり。

これ以上のアイソレーション比が必要な場合はこの様な
アイソレータを２個以上直列に配置して光アイソレータ
を構成している。

ところで、この様な従来の光アイソレータにおいて、光
の進行光路を回転軸とした時ファラデー効果による光の
偏波面の回転角度をそれぞれθ、。

θ２．２つの偏光分離手段〈偏光子、検光子）のの回転
角度をφ１．φ２とし１反射や吸収による光の損失を無
視すると、順方向の透過率Ｔと逆方向の透過率Ｉは次式
で現すことが出来る。

１゛＝ ｃｏｓ’　　（φ、−θ、　）ＣＯ３’　　（φ２−θ
２　）　””（＋）ｃｏｓ２（φ１＋θ、　）ｃｏｓ”
　　（φ２＋θ２）・・・（２）光アイソレータである
からＴ、＝１．Ｉ＝０となるのが望ましく φ、＝θ、＝４５’ φ２　＝θ２　＝４５゜ が理想条件である。従って従来の光アイソレータにおい
てはφ１とφ２を４５゛回転させる様にし。

θ１とθ２の角度を４５°に固定している。

第５図は２つのアイソレータを光が透過した場合のアイ
ソレーション比を７０ｄＢとし、θ１θ２の変化に対す
るＴおよびＩの計算値でありファラデー回転角θ、＝θ
２が４５゛の時、順方向損失（右目盛り）がＯｄＢ、逆
方向損失（左目盛り）が７０ｄＢとなる。

−ｍに光アイソレータにおいては逆方向損失は６０ｄＢ
以上が実用上の目安であるが、この図によればその余裕
度は±１．８°程度である。

〈発明が解決しようとする課題〉 ファラデー素子や偏光ビームスプリッタを用いて光の偏
波面を回転させる場合、ファラデー回転角θ１．θ２は
周囲温度や波長により変化する。

そのため１周囲温度や測定光の波長が変化したりすると
前述の理想条件から回転角が外れてしまいアイソレーシ
ョン比が変化するいう問題があった。

アイソレーション比の変化は偏光子とファラデー素子の
物理的特性によるものである。このうち偏光子、検光子
の温度・波長特性を向上させることは可能ではあるが高
価になるという問題があり。

ファラデー素子については技術的に龍しいという問題が
あった。

光通信、光計測の分野では広い温度範囲と広い波長範囲
を有する光アイソレータが求められている。

本発明は上記従来技術の課題を解決するために成された
もので、従来の光アイソレータの構成部品はそのまま用
い、ファラデー素子の回転角および偏光子、検光子を調
整することにより広い回転角の範囲で高い逆方向損失を
得ることの出来る光アイソレータを得ることを目的とす
る。

く問題を解決するための手段〉 上記従来技術の課題を解決する為の本発明の構成は１２
つの偏光分離素子の間に偏波面回転手段を設けたアイソ
レータを光の進行方向に対して複数個直列に配置した光
アイソレータにおいて、前記偏波面回転手段による光の
回転角度をそれぞれθ１．θ２〜θ１とし、前記複数の
偏光分離素子の光の進行光路を回転軸とした時の回転角
度をφφ２〜φπとし、必要な逆方向損失か所望のファ
ラデー回転角の範囲で得られる様に選んだ任意の角度を
Δ１Δ２・・・Δπとした時φ、＝９０°−θ１＋Δ。

φ２　＝９０’−θ２＋Δ２ φＴＬ　＝　９０　”　　−θπ＋Δπとしたことを特
徴とするものである。

〈実施例〉 以下１図面に従い本発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明を説明するために磁場印加手段を省略し
て示す斜視図（構成部品は従来例と同一なので同一符号
を付して）である。

図において軸Ａ１は偏光子Ｐ、を通過する光の偏波面と
平行で、軸Ａ２はＡ１と平行である。また、Ｂ、は検光
子Ｐ２　、　ｔｆｉ光子Ｐ３を通過する光の偏波面の方
向でＢ２　、Ｂ）、ｓ、とそれぞれ平行である。ここで
、θｔ、θ２が４５＠からずれている場合、前記（２）
式においてＩ（逆方向の透過率）が最小になるように φ、＝９０°−θ。

（即ち、φ、＋０１＝９０°） φ２＝９０°−０２ （即ち、φ２＋０２＝９０°） とし、第５図と同様、２つのアイソレータを光が逆方向
に透過した場合のアイソレーションを７０ｄＢとし、θ
４．θ２の変化に対するＴ（順方向の透過率）およびＩ
を計算すると第２図に示すものとなる０図から分るよう
にＴが若干増加（約０゜５５ｄＢ）するのみでＩは変ら
ない。

そこで本発明では意図的に φ、＋θ、〜９０＠ φ２＋θ２〜９０′″ となる様に調整する０例えば θ、＝θ２＝４５°とし。

φ１＝４５°＋１．５゜ φ２＝４５°−１，５゜ と、１．５°ずつ逆方向にφ１．φ２をずらす。

この値を第５図と同様の条件とし、アイソレータを光が
透過した場合のアイソレーション比を７０ｄＢ、θ１．
θ２の変化に対するＴおよびＩを計算すると第３図に示
すものとなる。

ここで、逆方向損失が６０ｄＢ以上となる範囲を見ると
ファラデー回転角の範囲は±２６２°となっている。そ
の結果、従来に比較して広いファラデー回転角の範囲で
高い逆方向損失を得ることが出来る。

なお１本実施例ではアイソレータを２段とした例につい
て説明したが２段以上であってもよい。

その場合　φ３、φ２〜φｎは φ、＝９０°−θ、十Δ。

（ｉ＝＋＋２・・・１） となる。

また、直接向い合う開光子、検光子（本実施例における
Ｐ２　、　Ｐ３　）はアイソレーションが充分に高い場
合はいずれかを省略してもよい。

〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によれ
ば、ファラデー素子の回転角φ１．φπか温度や波長に
よって変化するのを偏光子、検光子の角度θ、〜θπお
よびをわずかに回転させて補正する様にしたので、広い
ファラデー回転角の範囲で高い逆方向損失値を得ること
が出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図、第３
図、第５図はファラデー回転角に対する順方向損失と逆
方向損失の関係を示す図、第４図は従来の光アイソレー
タを示す斜視図である。 Ｐ、、Ｐ３・・・偏光子、Ｐ２．Ｐａ・・・検光子、Ｆ
第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ２つの偏光分離素子の間に偏波面回転手段を設けたアイ
   ソレータを光の進行方向に対して複数個直列に配置した
   光アイソレータにおいて、前記偏波面回転手段による光
   の回転角度をそれぞれθ＿１、θ＿２〜θ＿ｎとし、光
   の進行光路を回転軸とした時の前記複数の偏光分離素子
   による光の回転角度をφ＿３、φ＿２〜φ＿ｎとし、必
   要な逆方向損失が所望のファラデー回転角の範囲で得ら
   れる様に選んだ任意の角度をΔ＿１、Δ＿２・・・Δ＿
   ｎとした時φ＿１＝９０°−θ＿１＋Δ＿１ φ＿２＝９０°−θ＿２＋Δ＿２ φ＿１＝９０°−θ＿ｎ＋Δ＿ｎ としたことを特徴とする光アイソレータ。