JPH0311303A - 光サーキュレータ - Google Patents

光サーキュレータ

Info

Publication number
JPH0311303A
JPH0311303A JP1145446A JP14544689A JPH0311303A JP H0311303 A JPH0311303 A JP H0311303A JP 1145446 A JP1145446 A JP 1145446A JP 14544689 A JP14544689 A JP 14544689A JP H0311303 A JPH0311303 A JP H0311303A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
magnetic field
external magnetic
waveguides
waveguide
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1145446A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshihiro Shintaku
新宅 敏宏
Takehiko Uno
宇野 武彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP1145446A priority Critical patent/JPH0311303A/ja
Publication of JPH0311303A publication Critical patent/JPH0311303A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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〉 本発明は光通信、光計測等に用いろ導波路型の光サーキ
ュレータに関するものである。
〈従来の技術〉 光サーキュレータの従来例を第8図に示す。
51.52,53,54はボート、55.56はSJ!
!光を透過し、p#A光を反射する偏光ビームスプリッ
タ、57はYIG等のファラディ回転子、58はファラ
ディ回転子57中を通る磁界を示す。ここで、ボート5
1から入射したSIl光(垂直な偏光を持つ光)は偏光
ビームスプリッタ55を透過し、ファラディ回転子57
を通ることにより偏波が45度回転し、同じ方向に45
度傾けられた偏光ビームスプリッタ56を透過した後、
ボート52から出射する。ボート52から入射したS偏
光(垂直から45度傾いた偏光)は偏光ビームスプリッ
タ56を透過し、ファラディ回転子57を通ることによ
り偏波が45度回転して水平とな9、偏光ビームスプリ
ッタ55に対しP偏光となり反射して、ボート53から
出射する。ボート53から入射したP偏光(水平な偏光
)は、偏光ビームスプリッタ55で反射され、ファラデ
ィ回転子57を通ることにより偏波が45度回転し、偏
光ビームスプリッタ56対しP[光となり反射して、ボ
ート54から出射する。
〈発明が解決しようとするIf!J!題〉しかしながら
、従来例の光サーキュレータはファラディ回転子が高価
な上、ファラディ回転子及び偏光ビームスプリッタを光
軸及び偏光角度を高精度にTA監する必要があったなめ
、信頼性に乏しく、非常に高価となる欠点があった。さ
らに、従来例の光サーキュレータは光回路の集積化が困
難である欠点があった。
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、
高価な部品を使用することなく、また、その部品につい
ての高精度の調整を不要とすることができ、更には光集
積化に適した安価な光サーキュレータを提供することを
目標とする。
<If!l!題を解決するための手段〉斯かる目的を達
成する本発明の光サーキュレータに係る構成は少なくと
もその一部が磁気光学材料で形成され外部磁界により非
相反特性を示す2本の光導波路が同一基板上に互いに平
行で隣接して配設されることにより方向性結合器が形成
されると共に前記光導波路は外部磁界の印加前におげろ
伝搬定数が相互に異なるものであり、更に前記方向性結
合器の結合長を所定の長さとすることによ口、前記光導
波路のうちの一方から他方へ、前進波についてはパワー
を完全に移行させ、逆ニ、後退波についてはパワーを移
行させないようにしたことを特徴とする。
ここで前記光導波路には、その軸方向に対し垂直な方向
でかつ前記基板と平行な方向であって、しかも、相互に
反対方向にそれぞれ外部磁界が印加されろことが望まし
く、また、前記光導波路としては、そのうちのいずれか
一方のみについて少なくともエア又はクラッドの部が磁
気光学材料で形成されるものであっても良い。
〈作   用〉 その一部が磁気光学材料で形成された2本の光導波路に
対し、例えば、その軸方向に対し垂直な方向でかつ基板
と平行な方向であって、しかも、相互に反対方向に外部
磁界を印加すると、光導波路を伝搬する7Mモードの光
は伝搬定数が変化し、前進波と後退波では伝搬定数が異
なる非相反特性を示す。ここで、外部磁界印加前におけ
る各光導波路の伝搬定数をβ1.β2とすると、各光導
波路についての前進波の伝搬定数β、、β21及び後退
波の伝搬定数β4.β2ゎは下式で与えられる。
β1.=β1−β1゜ β1.=β1+β1M β2F=β2+β2□ β2.=β2−β2M ここで、βLM’β2Mはそれぞれ、外部磁界を印加し
たときの各光導波路についての伝搬定数の非相反変化量
であり、外部磁界の大きき等を調節することにより、可
変することができる。
そこで、下式のように各導波路の前進波の伝搬定数を一
致させて位相整合させ、一方、後退波については各導波
路の伝搬定数の差へを外部磁界印加前よりさらに大きく
して移送不整合する。
β、=β21 へ=β18〜β2.=(β1−β2)+(β8M+β2
..)そして、下記連立方程式が成り立つように方向性
結合器の結合長りを所定の長さとすれば、結合長しにお
いて前進波のパワーは隣接する導波路に完全に移動する
こととなり、逆1こ後退波のパワーについては移行しな
いことになる。
Lχ=  (m+V2)  π L5”−肩:に’、;(n+1)π 但し、Xは方向性結合器の結合長、 m、 nは0又は
自然数である。
く実 施 例〉 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
第1図に本発明の第1の実施例を示す。同図に示される
ように基板5上には磁気光学膜6、カバー層9が順に積
層されろと共に磁気光学giJ6に膜厚の厚い部分が第
1.第2のリブ形導波路7,8を形成している。第1.
第2のリブ形導波路7,8は平行に隣接して配設されろ
部分が方向性結合器を構成しており、その結合長はLで
ある。第1.第2のりブ形導波@7,8の端部はそれぞ
れボート1,2゜3.4となっており、またそれらのパ
ターン幅は異なるものとなっている。カバー層9上には
、各導波路7,8の方向性結合器の部分に平行に沿って
、しかも、その真上に位置するよう導線10が折曲して
配線されている。
従って、この導線10に電流11を図中矢印で示すよう
に流すと、第1.第2のリブ形導波路7.8にはそれぞ
れ図中白抜きの矢印で示す方向に外部磁界12.13が
作用する。
即ち、外部磁界12,13は各導波路7,8の軸方向に
垂直で、かつ、基板5と平行であって、しかも、相互に
反対方向に作用している。第1.第2のリブ型導波路7
,8は磁気光学膜6を構成要素としているので、外部磁
界12,13が印加されると、伝搬するTMモードの光
は前進波と後退波とでは伝搬定数が異なる非相反特性を
示す(電子情報通信学会論文誌’8815Vo1. β
71− CNa5pp702〜708)ここで、第1.
第2のリブ型導波路7,8はそのパターン幅がそれぞれ
W、 、 W2(W、 > W2)と異なる値であるた
め、外部磁界を印加しないときのそれぞれの伝搬定数β
3.β2(β1〉β2)は第2図(alに示すように異
なる値となる。前進波と後退波とでは伝搬定数は変わら
ない。
ところが、図中に示すように外部磁界12゜13が印加
され各導波97,8が非相反特性を示すと、第1のリブ
型導波路7の前進波の伝搬定数β4.後退波の伝搬定数
β、。、第2のリブ形導波路8の前進波の伝搬定数β 
後退波の伝搬定数β2.はそれぞれ式(1)〜(4)で
与えられろ。
β、=β1−β11         ・・・(1)β
1.=β、+β1..         ・・・(2)
β2F”β2+β21.l         ・・・(
3)β2.=β2−β2、        ・・・(4
)ここで、β2+β21は下式で与えられる。
βIM= 2ωca f、Re(jγe  e、 ) 
d x  −(51β、、−=2ωg@f、Re(j7
e   e、)dx  ・−(61但し、β80.β2
oはそれぞれ、外部磁界を印加したときの第1及び第2
のリブ形導波路の伝搬定数の非相反変化量、ωは角周波
数。
ε0は真空の誘電率p f + p β2ばそれぞれ第
1及び第2導波路の断面での積分、 Raは実数部分、
Jは虚数単位、γば磁気光学効果量。
ex、l!12はそれぞれX及び2方向の光の電界成分
2本は複素共役を表わす。
非相反変化量βIM’β2Mは第1及び第2のリブ型導
波路のパターン幅W、、W2及び外部磁界12.13を
与える電流1工を調節することにより可変となるので、
第2図fblに示すように第1と第2のリブ型導波路の
前進波の伝搬定数を一致させ、位相整合をとることがで
きる。すなわち式(7)が成り立つ。
β2+β21           ・・・(7)一方
、後退波(ζ関しては、第2図(C)2式(8)に示す
ように、第1と第2導波路の伝搬定数差へは外部磁界印
加前よりさらに大きくなり位相不整合となる。
Δ=β16−β1.=(β、−β2)+(β1□+β2
1)   ・・・(8)光サーキュレータを構成するた
めには、第1.第2のリブ型導波路7,8による方向性
結合器の結合長りを下式f9) 01の連立方程式が成
り立つように設定すれば、第3図に示すように、結合長
しにおいて前進波のパワーが隣接した導波路に完全に移
行しく実$21)、後退波のパワーは全く移行しないこ
とになる(破線22)。
Lχ=(m十棒)π       ・・(9)し5’乙
寸(n+11 yr   −Ql但し、Xは方向性結合
器の結合係数2m。
nはO又は自然数を表わす。m = n = 0のとき
、結合長しは最小とな’) 、(91fII式から(1
1)式で与えられる。
すなわち、第1図において、ポート1または、ポート3
から第1のリブ形導波路7に入射した光は第2のリブ形
導波路8へと完全パワーの移行が起こり、それぞれ、ポ
ート4またはボートzかた出射する。ポート2またはボ
ート4から第2のリブ形導波路8に入射した光はパワー
の移行が起こらないため、そのままそれぞれボート1ま
たはボート3から出射することになる。
次に、本実施例にかかる光サーキュレータの形成方法に
ついて第4図を参照して説明する。
まず、第4図体)に示すようにN G G (Nd、G
a、O,、)、 GGG (Gd、Ga50,2)等の
結晶基板5上にLPE。
スッパタ等によりYIG、B111換YIG等の磁気光
学膜6を形成する。次に、フォトリゾグラフィ技術を用
い、この膜6にArイオン等を用いたドライエツチング
または黙りん酸等によるケミカルエツチングを行い、第
4図fb)に示す導波路7,8を形成する。さらにその
上に、第4図(e)に示すようにS i O2等のカバ
ー層9をスッパタ等により形成し、その上に、第4図f
dlに示すようにフォトリゾグラフィ技術を用いAt等
の導線10を形成し、完成する。
第5図は本発明は第2の実施例の断面図である。磁気光
学膜6上に高屈折率膜25を形成し、これをリブ形導波
路26.27に加工した。このような構造にすることに
より伝搬定数の非相反変化量が大きくなる(電子情報通
信学会論文誌’ 8815Vo1. J71−CNo、
 5pp702−708)。
第6図は本発明の第3の実施例の断面図である。磁気光
学材料からなる第1の導波路31に装荷したものである
。これにより第1と第2の導波路に伝搬定数差を与えた
もので、第1の実施例における第1と第2の導波路のパ
ターン幅を違えたことと同じ効果を与える。
第7図は本発明の第4の実施例の断面図である。磁気光
学材料からなる第1導波路41とT a、 O,、L 
i N b O,等の磁気光学を示さない誘電体材料か
らなる第2の導波路42を形成し、第1の導波路に電極
43により外部磁界を印加した。外部磁界を印加しない
ときの第1と第2の伝搬定数の差は材料の屈折率または
パターン幅等を変えること等により与えられている。こ
の場合は第2図または式(1)〜(6)においてβ10
=0またはβ2o;0としたものであり、結合長しが長
くなるが第1の実施例と同じ効果の光サーキュレータが
実現できる。
〈発明の効果〉 以上、実施例に基づいて具体的に説明したように、本発
明では高価なファラディ回転子を使用せず、その高精度
の!1ullが不要であり、更に光の非相反方向性結合
器を構成したので、基板上に光サーキュレータを一体形
成でき、光集積化に好適であり、安価であるという利点
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の特徴を最も良く表わしている第1の実
施例の構成図、第2図は本発明の動作原理を説明するた
めの光の伝搬定数の変化を示す説明図であり、第2図(
alは外部磁界を印加しないときの第1及び第2の導波
路の伝搬定数、第2図(b)は外部磁界を印加したとき
の第1及び第2の導波路の前進波の伝搬定数、第2図<
c+は外部磁界を印加したときの第1及び第2の導波路
の後退波の伝碗定数をそれぞれ示し、第3図は前進波及
び後進波のパワーの移行率を示すグラフ、第4図tal
 (bl fcl [dlは第1の実施例の導波路の形
成工程を表わす工程図、第5図は本発明の第2の実施例
の断面図、第6図は本発明の第3の実施例の断面図、第
7図は本発明の第4の実施例の断面図、第8図は従来の
光サーキュレータの構成図である。 図  面  中、 1.2,3.4はポート、 5は基板、 6は磁気光学膜、 7は第1のリブ形導波路、 8は第2のリブ形導波路、 9はカバー層、 10は導線、 11は10を流れる電流、 12は電流11によって導波#7に生じる磁界、 13は電流11によって導波98内に生じる磁界、 14は座標、 21は前進波によるパワーの移行率、 22は後退波によるパワーの移行率、 25は高屈折率膜、 2G、27はリブ形導波路、 31.32は磁気光学材料からなる導波路、33はバッ
ファ層、 41は磁気光学材料からなる導波路、 42は磁気光学を示さない誘電体材料からなる導波路、 43は導線、 51.52,53,54ばボート、 55.56は偏光ビームスプリッタ、 57はファラディ回転子、 58はファラディ回転子57中を通る磁界、61は基板
、 62は磁気光学膜、 63はカバー層、 64はカバー層、 65は高屈折率層である。 第2図

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくともその一部が磁気光学材料で形成され外
    部磁界により非相反特性を示す2本の光導波路が同一基
    板上に互いに平行で隣接して配設されることにより方向
    性結合器が形成されると共に前記光導波路は外部磁界の
    印加前における伝搬定数が相互に異なるものであり、更
    に前記方向性結合器の結合長を所定の長さとすることに
    より、前記光導波路のうちの一方から他方へ、前進波に
    ついてはパワーを完全に移行させ、逆に、後退波につい
    てはパワーを移行させないようにしたことを特徴とする
    光サーキュレータ。
  2. (2)請求項(1)において、前記光導波路には、その
    軸方向に対し垂直な方向でかつ前記基板と平行な方向で
    あって、しかも、相互に反対方向にそれぞれ外部磁界が
    印加されることを特徴とする光サーキュレータ。
  3. (3)請求項(1)において前記光導波路のうちのいず
    れか一方のみについて少なくともエア又はクラッドの部
    が磁気光学材料で形成されることを特徴とする光サーキ
    ュレータ。
JP1145446A 1989-06-09 1989-06-09 光サーキュレータ Pending JPH0311303A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1145446A JPH0311303A (ja) 1989-06-09 1989-06-09 光サーキュレータ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1145446A JPH0311303A (ja) 1989-06-09 1989-06-09 光サーキュレータ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0311303A true JPH0311303A (ja) 1991-01-18

Family

ID=15385415

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1145446A Pending JPH0311303A (ja) 1989-06-09 1989-06-09 光サーキュレータ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0311303A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05241102A (ja) * 1992-03-03 1993-09-21 Tokin Corp 3端子光サーキュレータ
JPH0764022A (ja) * 1993-08-26 1995-03-10 Kyocera Corp 光ファイバ部品
JP2007053837A (ja) * 2005-08-16 2007-03-01 Toshiba Elevator Co Ltd 筐体の組み立て方法
JP2008187849A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Yaskawa Electric Corp 電子機器及びその収納方法
JP2016527544A (ja) * 2013-06-25 2016-09-08 ウニベルジダデ・フェデラル・ド・パラUniversidade Federal Do Para 光磁気共振器に基づく非相反三方分配器
JP2021021834A (ja) * 2019-07-26 2021-02-18 京セラ株式会社 アイソレータ及び光送信機

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05241102A (ja) * 1992-03-03 1993-09-21 Tokin Corp 3端子光サーキュレータ
JPH0764022A (ja) * 1993-08-26 1995-03-10 Kyocera Corp 光ファイバ部品
JP2007053837A (ja) * 2005-08-16 2007-03-01 Toshiba Elevator Co Ltd 筐体の組み立て方法
JP2008187849A (ja) * 2007-01-31 2008-08-14 Yaskawa Electric Corp 電子機器及びその収納方法
JP2016527544A (ja) * 2013-06-25 2016-09-08 ウニベルジダデ・フェデラル・ド・パラUniversidade Federal Do Para 光磁気共振器に基づく非相反三方分配器
JP2021021834A (ja) * 2019-07-26 2021-02-18 京セラ株式会社 アイソレータ及び光送信機

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5612813A (en) Optical isolator, circulator, switch or the like, including a faraday rotator
JPS6317426A (ja) 光アイソレ−タ
Mizumoto et al. Nonreciprocal propagation characteristics of YIG thin film
EP0037263B1 (en) Optical waveguide device
JPH0311303A (ja) 光サーキュレータ
JPS589B2 (ja) 光アイソレ−タ
JPH10170867A (ja) 光サーキュレータの機能を有する光デバイス
JPH0283523A (ja) 光アイソレータ
JPH0310212A (ja) 光非相反移相器
JP3090292B2 (ja) 非相反光回路
JPS5828561B2 (ja) 光アイソレ−タ
JPH07318876A (ja) 光非相反回路
Lohmeyer et al. Unidirectional magnetooptic polarization converters
JPH06202057A (ja) 光導波方法及びその実施装置
JPH0850261A (ja) 光サーキュレータ
JPS63267912A (ja) 自己温度補償型光アイソレ−タ
JP2960567B2 (ja) 光アイソレータ
JPS6230607B2 (ja)
JPH1068910A (ja) 光非相反回路
JP3130131B2 (ja) 光アイソレータ
JPH055809A (ja) 光導波路型アイソレータ
JPH07140421A (ja) 光アイソレータの組立方法及び装置
JPS5891425A (ja) 導波形偏光調整器
JPS6123530B2 (ja)
JPH0868965A (ja) 光非相反回路