JPH03239212A - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JPH03239212A JPH03239212A JP3565290A JP3565290A JPH03239212A JP H03239212 A JPH03239212 A JP H03239212A JP 3565290 A JP3565290 A JP 3565290A JP 3565290 A JP3565290 A JP 3565290A JP H03239212 A JPH03239212 A JP H03239212A
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- polarization
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- polarizer
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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。
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に関し、更に詳しくは、偏波依
存性のない光アイソレータに関する。
存性のない光アイソレータに関する。
(従来の技術)
光通信や光計測システムにおいて、信頼性の高い光通信
や高精度の光計測を行なうために、光源からの出力光の
光路中の光部品による反射光を除去することを目的とし
て光路には光アイソレータが配置される。
や高精度の光計測を行なうために、光源からの出力光の
光路中の光部品による反射光を除去することを目的とし
て光路には光アイソレータが配置される。
一般に、この光アイソレータは、ファラデー回転子と、
その前後に配置され、互いの偏波面が45゜傾いている
2個の偏光子と、前記ファラデー回転子を飽和させるた
めの磁石とから構成されている。
その前後に配置され、互いの偏波面が45゜傾いている
2個の偏光子と、前記ファラデー回転子を飽和させるた
めの磁石とから構成されている。
順方向に進む出力光は、最初の偏光子を通過したのち、
ファラデー回転子のファラデー効果(磁気光学効果)に
よりその偏波面が45°回転され、そのまま第2の偏光
子を通過していく。
ファラデー回転子のファラデー効果(磁気光学効果)に
よりその偏波面が45°回転され、そのまま第2の偏光
子を通過していく。
一方、反射による戻り光、すなわち逆方向に進む反射光
は、第2の偏光子を通過してファラデー回転子に入射す
ると、その偏波面が更に45°回転させられるため、最
初の偏光子に対してはその偏波面が90°となるため、
この最初の偏光子を通過することができなくなる。すな
わち、反射光は除去される。
は、第2の偏光子を通過してファラデー回転子に入射す
ると、その偏波面が更に45°回転させられるため、最
初の偏光子に対してはその偏波面が90°となるため、
この最初の偏光子を通過することができなくなる。すな
わち、反射光は除去される。
上記した構造の光アイソレータの場合、入力側に偏光子
が配置されている。そのため、入力光の偏波方向角が偏
光子の偏波面の角度と一致した場合にのみ、光アイソレ
ータは理想的な動作を行なうことになる。
が配置されている。そのため、入力光の偏波方向角が偏
光子の偏波面の角度と一致した場合にのみ、光アイソレ
ータは理想的な動作を行なうことになる。
逆にいえば、入力光の偏波方向角が偏光子のそれと直交
するような場合は、光アイソレータからの出力はゼロと
なり、いわゆる挿入損失は無限大になってしまう。
するような場合は、光アイソレータからの出力はゼロと
なり、いわゆる挿入損失は無限大になってしまう。
このようなことから、上記構造の光アイソレータにおい
ては、入力光の偏波方向角が偏光子の偏波面の角度に見
合った一定角に保持されていることが必要になる。
ては、入力光の偏波方向角が偏光子の偏波面の角度に見
合った一定角に保持されていることが必要になる。
しかしながら、光フアイバー間に配置される光アイソレ
ータにおいては、通常、上記した条件は充足されない。
ータにおいては、通常、上記した条件は充足されない。
その理由は、光通信に使用される通常の光ファイバは、
偏波保持性を備えておらず、その偏波状態は、温度、風
、圧力、振動のような環境条件で経時変化するからであ
る。
偏波保持性を備えておらず、その偏波状態は、温度、風
、圧力、振動のような環境条件で経時変化するからであ
る。
本発明は、従来の光アイソレータにおける上記問題を解
決し、偏波依存性のない光アイソレータの提供を目的と
する。
決し、偏波依存性のない光アイソレータの提供を目的と
する。
(課題を解決するための手段)
上記した目的を達成するために、本発明においては、主
光路に2個の偏波分離・結合器が接続され、前記各偏波
分離・結合器の間には2本の分岐光路が形成され、前記
各分岐光路のそれぞれにはファラデー回転子と偏光子が
直列に配置されている光アイソレータであって、前記各
偏光子は、その通過偏光方向が互いに直交する偏光子で
あることを特徴とする光アイソレータが提供される。
光路に2個の偏波分離・結合器が接続され、前記各偏波
分離・結合器の間には2本の分岐光路が形成され、前記
各分岐光路のそれぞれにはファラデー回転子と偏光子が
直列に配置されている光アイソレータであって、前記各
偏光子は、その通過偏光方向が互いに直交する偏光子で
あることを特徴とする光アイソレータが提供される。
本発明の光アイソレータを第1図に示した基本構成図に
基づいて説明する。
基づいて説明する。
図において、Si基板のようなアイソレータ基板1の上
には、別の光部品の光路と接続する主光路2a、2bが
配線され、これら主光路2a、 2bの間には、2本の
分岐光路3a、3bが配線されている。これらの主光路
9分岐光路は、基板1に形成されたチャネル導波路や、
基板1の上に固定された光ファイバや、更には、光の導
波が可能な単なる空間であってもよい。
には、別の光部品の光路と接続する主光路2a、2bが
配線され、これら主光路2a、 2bの間には、2本の
分岐光路3a、3bが配線されている。これらの主光路
9分岐光路は、基板1に形成されたチャネル導波路や、
基板1の上に固定された光ファイバや、更には、光の導
波が可能な単なる空間であってもよい。
主光路2aは第1の偏波分離・結合器4aと接続され、
ここから分岐光路3a、3bに光路が2分割されている
。また、主光路2bの上流にも偏波分離・結合器4bが
接続され、ここに前記した2本の分岐光路3a、3bが
集束されている。図中、左から右への伝播方向を順方向
とすると、偏波分離・結合器4aは偏波分離器として、
偏波分離・結合器4bは偏波結合器としてそれぞれ機能
する。
ここから分岐光路3a、3bに光路が2分割されている
。また、主光路2bの上流にも偏波分離・結合器4bが
接続され、ここに前記した2本の分岐光路3a、3bが
集束されている。図中、左から右への伝播方向を順方向
とすると、偏波分離・結合器4aは偏波分離器として、
偏波分離・結合器4bは偏波結合器としてそれぞれ機能
する。
ここで、偏波分離・結合器4a、’4bは、互いに直交
する2つの偏光成分を分離または結合できるものであれ
ばどのようなタイプのものであってもよく、例えば、透
過と反射を利用して機能する誘電体多層膜タイプのもの
、屈折角の差異を利用して機能する複屈折結晶タイプの
ものをあげることができる。
する2つの偏光成分を分離または結合できるものであれ
ばどのようなタイプのものであってもよく、例えば、透
過と反射を利用して機能する誘電体多層膜タイプのもの
、屈折角の差異を利用して機能する複屈折結晶タイプの
ものをあげることができる。
分岐光路3a、3bのそれぞれには、図示しない磁石に
よって45°の偏波回転を与えるファラデー回転子5a
、5bが接続され、このファラデー回転子5a、5bと
直列に(図では下流側に)偏光子6a、6bがそれぞれ
接続されている。
よって45°の偏波回転を与えるファラデー回転子5a
、5bが接続され、このファラデー回転子5a、5bと
直列に(図では下流側に)偏光子6a、6bがそれぞれ
接続されている。
ここで、偏光子6a、6bは、印加磁界の下で、それら
を通過する光波の通過偏光方向が互いに直交する光波に
なるという関係を満足する偏光子である。
を通過する光波の通過偏光方向が互いに直交する光波に
なるという関係を満足する偏光子である。
このような偏光子としては、例えば、不要成分である反
射光の反射を利用する誘電体多層膜タイプのもの、また
、ラミポールのように不要成分光の吸収を利用するタイ
プのものをあげることができる。
射光の反射を利用する誘電体多層膜タイプのもの、また
、ラミポールのように不要成分光の吸収を利用するタイ
プのものをあげることができる。
なお、偏波分離・結合器4aとして、前述した複屈折結
晶タイプのものを用いた場合、分離後の分岐光路3a、
3bを互いに近接して配線することができるため、第2
図で示したように、1個のファラデー回転子5を分岐光
路3a、3bに共通させる状態で接続することができる
。
晶タイプのものを用いた場合、分離後の分岐光路3a、
3bを互いに近接して配線することができるため、第2
図で示したように、1個のファラデー回転子5を分岐光
路3a、3bに共通させる状態で接続することができる
。
(作用)
上記した第2図の光アイソレータに則して、その動作を
説明する。図において、主光路2a、 2b、分岐光路
3a、3bはいずれもチャネル導波路であり、偏波分離
・結合器4a、4bはい−rt)t、p屈折結晶薄板で
あり、偏光イ・(べ]、61−)はし・−J” 、l−
1もラミポールであるノーする5 主光路2aから任意の偏光がノ1、射11、′−1茫絶
“悸りから出射していく場合を一;−、<−2、この任
意の偏光は互いに直交する?−)の佑先成分のベクトル
和で要理さねるが、今、こね苓\仙光成分おらびX偏光
成分と(5、これ;、、 g 7.′+i4 偏波分
離・結合器4aのn。(常光線)、n、(異常光線)の
方向と一致し、まi::、、 ri、 lJ前、1[□
i 1.、、−f、チャネル導波路の屈折率と同じ屈折
率−(・ある−一する。
説明する。図において、主光路2a、 2b、分岐光路
3a、3bはいずれもチャネル導波路であり、偏波分離
・結合器4a、4bはい−rt)t、p屈折結晶薄板で
あり、偏光イ・(べ]、61−)はし・−J” 、l−
1もラミポールであるノーする5 主光路2aから任意の偏光がノ1、射11、′−1茫絶
“悸りから出射していく場合を一;−、<−2、この任
意の偏光は互いに直交する?−)の佑先成分のベクトル
和で要理さねるが、今、こね苓\仙光成分おらびX偏光
成分と(5、これ;、、 g 7.′+i4 偏波分
離・結合器4aのn。(常光線)、n、(異常光線)の
方向と一致し、まi::、、 ri、 lJ前、1[□
i 1.、、−f、チャネル導波路の屈折率と同じ屈折
率−(・ある−一する。
さて、偏波分離・結合WE5〜のべ射佐先は、第3図で
示したように、それを通過すると、X偏光成分とX偏光
成分とに分離さtl、 、B 。
示したように、それを通過すると、X偏光成分とX偏光
成分とに分離さtl、 、B 。
分離されたそれぞれの偏光成分は、次に、7アラデ一回
転子5によ−)で41)0偏波回転を与えられたのち、
通過偏光方向がそれぞれY半45″(またはX+135
°)、X+45°に設定されている偏光子6a、6bを
通過し2て偏波分離・結合器4bに入射する、 今、偏波分離・結合器4bの結晶方向が、偏波分離・結
合器4aのそれと135°回転し2ている(1・する七
1、&i波分離・結合器41)に入射した、前記Y+・
′45’ 、X+45°の偏光成分は、それぞれ、偏波
公開・結合器4bのn。Insを感じて、偏波分離・結
合器4 bの通過後は、第4図で示したよう11.2つ
の偏光成分が1つの光路に結合して出射する2、 一方、主光路2bに入射する反射光は、偏波分離・結合
器4bで、第4図における矢印の向きが逆となるように
して分離されて、分岐光路3a。
転子5によ−)で41)0偏波回転を与えられたのち、
通過偏光方向がそれぞれY半45″(またはX+135
°)、X+45°に設定されている偏光子6a、6bを
通過し2て偏波分離・結合器4bに入射する、 今、偏波分離・結合器4bの結晶方向が、偏波分離・結
合器4aのそれと135°回転し2ている(1・する七
1、&i波分離・結合器41)に入射した、前記Y+・
′45’ 、X+45°の偏光成分は、それぞれ、偏波
公開・結合器4bのn。Insを感じて、偏波分離・結
合器4 bの通過後は、第4図で示したよう11.2つ
の偏光成分が1つの光路に結合して出射する2、 一方、主光路2bに入射する反射光は、偏波分離・結合
器4bで、第4図における矢印の向きが逆となるように
して分離されて、分岐光路3a。
3bを逆方向に伝播する。そして、偏波分離・結合器4
aに入射する光波は、その前段に配置されているファラ
デー回転子5を通過する過程で、X偏光成分とX偏光成
分が反転しているので、第5図で示したように、主光路
2aに結合することはない。すなわち、反射光は除去さ
れる。
aに入射する光波は、その前段に配置されているファラ
デー回転子5を通過する過程で、X偏光成分とX偏光成
分が反転しているので、第5図で示したように、主光路
2aに結合することはない。すなわち、反射光は除去さ
れる。
(実施例)
実施例1
第2図に示したような光アイツレ−々を次のようにして
製造した。すなわち、まず、Si基板lの上に火炎堆積
法によって石英薄膜を形成し、この石英薄膜内にコアを
埋込んで、主光路2a、 2b、分岐光路3a、3bの
石英導波路を形成した。
製造した。すなわち、まず、Si基板lの上に火炎堆積
法によって石英薄膜を形成し、この石英薄膜内にコアを
埋込んで、主光路2a、 2b、分岐光路3a、3bの
石英導波路を形成した。
主光路2a、2bと分岐光路3a、3bのそれぞれの分
離・結合個所には、厚みが100μmの方解石薄板から
成る偏波分離・結合器4a、4bを光路に対する傾斜角
が30′となるように配置した。この方解石薄板は、I
lu :1.64. nal、48であり、このn
6は石英の屈折卒1.48と等しいので光波は直進でき
n。は3,2°の角度で屈折する。
離・結合個所には、厚みが100μmの方解石薄板から
成る偏波分離・結合器4a、4bを光路に対する傾斜角
が30′となるように配置した。この方解石薄板は、I
lu :1.64. nal、48であり、このn
6は石英の屈折卒1.48と等しいので光波は直進でき
n。は3,2°の角度で屈折する。
また、分岐光路3a、3bに共通(2て、厚めが190
μm、組成が(YbThB i)a F cso I
ffから成り、端面には石英に対する反射を抑制するた
めに無反射コーティングが施されているファラデー回転
子5を、光路に対する傾斜角10’で配置した。
μm、組成が(YbThB i)a F cso I
ffから成り、端面には石英に対する反射を抑制するた
めに無反射コーティングが施されているファラデー回転
子5を、光路に対する傾斜角10’で配置した。
更に、ファラデー回転子5と偏波分離・結合器4bの間
の各分岐光路には、厚みが50μmのラミポールを貼り
あわせてなる偏光子6a、、6bを配置した。
の各分岐光路には、厚みが50μmのラミポールを貼り
あわせてなる偏光子6a、、6bを配置した。
この光アイソレータを、図示しない円筒状の永久磁石の
中にセットしてアイソレーションを行なったところ、偏
波依存性のない光アイソレータとして機能した。
中にセットしてアイソレーションを行なったところ、偏
波依存性のない光アイソレータとして機能した。
実施例2
第6図の平面図で示したような構造の光アイソレータを
製造した。この光アイソレータは、実施例1と同様の方
法で基板1の上に主光路2a、 2bが形成されている
その主光路に、偏波分離・結合器。
製造した。この光アイソレータは、実施例1と同様の方
法で基板1の上に主光路2a、 2bが形成されている
その主光路に、偏波分離・結合器。
ファラデー回転子および偏光子を一体化して成る複合素
子7を、スリット8の中に光学接着剤を用いて固定した
ものである。
子7を、スリット8の中に光学接着剤を用いて固定した
ものである。
ここで、複合素子7は、第7図で示したように、偏波分
離・結合器としての複屈折結晶薄膜7a。
離・結合器としての複屈折結晶薄膜7a。
ファラデー回転子としての例えばBi置換YIGの薄膜
7t)、偏光子としてのラミポール薄膜7c、。
7t)、偏光子としてのラミポール薄膜7c、。
7c3.偏波分離・結合器とし、ての複屈折結晶薄膜7
dを、互いの接触側面で光学接着剤を用いて接着したも
のである。
dを、互いの接触側面で光学接着剤を用いて接着したも
のである。
第6図に示した光アイソレータにつき、実施例1と同様
にしてアイソレーションを行なったところ、偏波依存性
のない光アイソレータとして機能した。
にしてアイソレーションを行なったところ、偏波依存性
のない光アイソレータとして機能した。
このときの入射光の複合素子7内における光の進行状況
は第8図に示したとおりである。また、反射光の進行状
況は第9図に示したとおりである。
は第8図に示したとおりである。また、反射光の進行状
況は第9図に示したとおりである。
(発明の効果)
以上の説明で明らかなように、本発明の光アイソレータ
は偏波に依存しない特性を備えていて、通常の光通信に
用いられている非偏波保持型の光ファイバの間に挿入す
ることができ、例えば、ファイバアンプ用光アイソレー
タとして有用である。
は偏波に依存しない特性を備えていて、通常の光通信に
用いられている非偏波保持型の光ファイバの間に挿入す
ることができ、例えば、ファイバアンプ用光アイソレー
タとして有用である。
第1図は本発明の光アイソレータの基本構成図、第2図
は他の例の基本構成図、第3図は入射光側の偏波分離・
結合器における入射偏光の分離を示す概略図、第4図は
出射光側の偏波分離・結合器における偏光成分の結合を
示す概略図、第5図は反射光の偏波分離・結合器におけ
る通過状態を示す概略図、第6図は別の本発明光アイソ
レータの概略平面図、第7図は複合素子の構成を示す概
略図、第8図は複合素子における光波の進行状況を示す
概略図、第9図は複合素子における反射光の進行状況を
示す概略図である。 1・・・アイソレータ基板、2a、2b・・・主光路、
3a、3b・・・分岐光路、4a、4b・・・偏波分離
・結合器、5.5a、5b・・・ファラデー回転子、6
a。 6b・・・偏光子、7・・・複合素子、7a、7d・・
・複屈折結晶薄膜、7b・・・ファラデー回転子薄膜、
7 C++7c!・・・ラミポール薄膜、8・・・スリ
ット。
は他の例の基本構成図、第3図は入射光側の偏波分離・
結合器における入射偏光の分離を示す概略図、第4図は
出射光側の偏波分離・結合器における偏光成分の結合を
示す概略図、第5図は反射光の偏波分離・結合器におけ
る通過状態を示す概略図、第6図は別の本発明光アイソ
レータの概略平面図、第7図は複合素子の構成を示す概
略図、第8図は複合素子における光波の進行状況を示す
概略図、第9図は複合素子における反射光の進行状況を
示す概略図である。 1・・・アイソレータ基板、2a、2b・・・主光路、
3a、3b・・・分岐光路、4a、4b・・・偏波分離
・結合器、5.5a、5b・・・ファラデー回転子、6
a。 6b・・・偏光子、7・・・複合素子、7a、7d・・
・複屈折結晶薄膜、7b・・・ファラデー回転子薄膜、
7 C++7c!・・・ラミポール薄膜、8・・・スリ
ット。
Claims (2)
- (1)主光路に2個の偏波分離・結合器が接続され、前
記各偏波分離・結合器の間には2本の分岐光路が形成さ
れ、前記各分岐光路のそれぞれにはファラデー回転子と
偏光子が直列に配置されている光アイソレータであって
、前記各偏光子は、その通過偏光方向が互いに直交する
偏光子であることを特徴とする光アイソレータ。 - (2)2本の分岐光路には、1個のファラデー回転子が
共通して配置されている請求項1記載の光アイソレータ
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3565290A JPH03239212A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 光アイソレータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3565290A JPH03239212A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 光アイソレータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03239212A true JPH03239212A (ja) | 1991-10-24 |
Family
ID=12447807
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3565290A Pending JPH03239212A (ja) | 1990-02-16 | 1990-02-16 | 光アイソレータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03239212A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6393168B1 (en) * | 1998-03-31 | 2002-05-21 | Ntt Advanced Technology Corporation | Method and apparatus for maintaining optical signal having low degree of polarization in specific state of polarization |
-
1990
- 1990-02-16 JP JP3565290A patent/JPH03239212A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US6393168B1 (en) * | 1998-03-31 | 2002-05-21 | Ntt Advanced Technology Corporation | Method and apparatus for maintaining optical signal having low degree of polarization in specific state of polarization |
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