JPH0354517A - Optical isolator - Google Patents

Optical isolator

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JPH0354517A
JPH0354517A JP18995589A JP18995589A JPH0354517A JP H0354517 A JPH0354517 A JP H0354517A JP 18995589 A JP18995589 A JP 18995589A JP 18995589 A JP18995589 A JP 18995589A JP H0354517 A JPH0354517 A JP H0354517A
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JP
Japan
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temperature
loss characteristic
optical isolator
faraday
loss
Prior art date
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JP18995589A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Iwatsuka
信治 岩塚
Masaaki Kobayashi
正明 小林
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TDK Corp
Original Assignee
TDK Corp
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Publication of JPH0354517A publication Critical patent/JPH0354517A/en
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Abstract

PURPOSE:To suppress the influence of temperature variation by combining the loss characteristic of an angle of Faraday rotation canceling an absorption loss characteristic in a multi-stage optical isolator constituted by connecting N stages of optical isolators including Faraday rotators arranged between 1st and 2nd polarizers. CONSTITUTION:In an example wherein the Faraday rotator 8 of the multi-stage optical isolator constituted by connecting N stages of optical isolators, the loss characteristic C due to temperature variation in the angle of rotation of the Faraday rotator 8 is obtained. The loss characteristic C due to the temperature variation in the angle of the Faraday rotation decreases monotoneously with temperature almost at center temperature to cancel the absorption loss characteristic B having a positive temperature coefficient. For the purpose, the absorption loss characteristic B and loss characteristic C are combined together to obtain the total loss characteristic A which is nearly flat to the temperature variation. Therefore, the loss characteristic of the optical isolators has a little variation with temperature.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的J (産業上の利用分野) 本発明は、光通信システムに適用される光アイソレータ
に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Objective of the Invention J (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical isolator applied to an optical communication system.

(従来の技術) 光通信システムの一例として第11図に示すような構成
が知られている。1は半導体レーザ等から成るレーザ光
源、2.4はレンズ、3は光アイソレータ、5は光ファ
イバーで、レーザ光源1で発振された光はレンズ2で平
行ビームになり光アイソレータ3に入射され、レンズ4
で集光された後光ファイバー5に入射されて所望の通信
先に送信される。
(Prior Art) A configuration as shown in FIG. 11 is known as an example of an optical communication system. 1 is a laser light source consisting of a semiconductor laser, etc., 2.4 is a lens, 3 is an optical isolator, and 5 is an optical fiber. 4
After being focused, the light is input into an optical fiber 5 and transmitted to a desired communication destination.

このような光通信システムで、送信されたレーザ光が何
らかの原因で外部から反射されて戻ってきてレーザ光源
1に入射されると、レーザ光源1の発振が不安定になる
ので、通信に支障を来たすようになる。このためレーザ
光源1に対する反射光の入射を防止して、安定なレーザ
発振が行われるように光アイソレータ3が用いられてい
る。
In such an optical communication system, if the transmitted laser light is reflected from the outside for some reason and is returned to the laser light source 1, the oscillation of the laser light source 1 will become unstable, causing communication problems. It starts to come. For this reason, an optical isolator 3 is used to prevent reflected light from entering the laser light source 1 and to ensure stable laser oscillation.

第1図はこのような光アイソレータの一例を示すもので
、6,7はプリズムから威る第1及び第2の偏光子、8
は両者間に配置されたファラデー回転子、9,10は第
1及び第2の偏光子6,7を支持する偏光子ホルダ、l
1は永久磁石であるこのような構造によればレーザ光源
から順方向に第1の偏光千6に光が入射されると、この
入射光は破線の光軸Lに対して一定の偏光面を持つ光成
分だけが通過され、それに垂直な偏光面の光成分は通過
されない。反射光が逆方向に第2の偏光子7に入射され
たときも同様にある一定の偏光面をもつ光成分のみが通
過される。これら第1及び第2の偏光子6.7を各々順
方向に及び逆方向に通過した光はファラデー回転子8に
よって偏光面の方位が通常45°回転するが、この回転
方向は光の進行方向に対して非可逆であるから、順方向
と逆方向ではファラデー回転子8を出た光の偏光面は9
0’異なることになる。このため第1及び第2の偏光子
6.7において逆方向からの光は入射方向には戻らずに
、偏光子によって光軸Lに対して斜めの方向へ散乱され
る。これにより順方向の偏光或分のみが光ファイバーに
集光され、逆方向では両方の偏光或分とも入射方向に戻
らないようになって反射光の影響を防止することができ
る。
Figure 1 shows an example of such an optical isolator, where 6 and 7 are the first and second polarizers that are exposed from the prism, and 8
9 and 10 are polarizer holders that support the first and second polarizers 6 and 7; l is a Faraday rotator disposed between the two;
1 is a permanent magnet. According to this structure, when light is incident in the forward direction from the laser light source into the first polarized light, this incident light has a constant polarization plane with respect to the optical axis L indicated by the broken line. Only the light component with a plane of polarization perpendicular to it is passed through, and the light component with a plane of polarization perpendicular to it is not passed through. Similarly, when the reflected light is incident on the second polarizer 7 in the opposite direction, only light components having a certain plane of polarization are passed through. The direction of the polarization plane of the light that has passed through the first and second polarizers 6.7 in the forward direction and in the reverse direction is usually rotated by 45 degrees by the Faraday rotator 8, but this direction of rotation is in the direction in which the light travels. Since it is irreversible, the plane of polarization of the light exiting the Faraday rotator 8 is 9 in the forward and reverse directions.
0' will be different. Therefore, in the first and second polarizers 6.7, light from opposite directions does not return to the incident direction, but is scattered in a direction oblique to the optical axis L by the polarizers. As a result, only a portion of the polarized light in the forward direction is focused on the optical fiber, and in the opposite direction, both polarized light portions are prevented from returning to the incident direction, thereby preventing the influence of reflected light.

さらに光アイソレータの動作原理について説明する。第
1の偏光子6を透過することができる直線偏光の偏波面
の角度を0、同じく第2の偏光子7のそれをψ、ファラ
デー回転子8の回転角をθ,とすると、各素子の損失が
Oならば、順方向透過率T,はT, = cos2(ψ
一θ,),逆方向透過率T,はT. = cos2(ψ
+θ,),となる。
Furthermore, the operating principle of the optical isolator will be explained. Assuming that the angle of the plane of polarization of linearly polarized light that can pass through the first polarizer 6 is 0, that of the second polarizer 7 is ψ, and the rotation angle of the Faraday rotator 8 is θ, each element If the loss is O, the forward transmittance T, is T, = cos2(ψ
- θ, ), and the reverse transmittance T is T. = cos2(ψ
+θ, ).

ここで従来の光アイソレータは、ψ=45°使用中心温
度.波長でθ,=45°に設定しているので、前記T,
,T,は各々 T, = cos2(45°−45°)=1Tb = 
cos2(45°+45°) =cos 290°−0
となり、 光アイソレータとして動作することができる。.このよ
うな光アイソレータにおいて、入射された光のうち特定
の偏光面を持つ光だけを通過させるように作用する第1
又は第2の偏光子6,7としては、例えば複屈折結晶に
よる偏光プリズム又は偏光ビームスプリツタ等が用いら
れている。またファラデー回転子8としては、例えば近
赤外の波長(1.3μm又は1.5μm)用として希土
類鉄ガーネット、又はBi(ビスマス)置換希土類鉄ガ
ーネットがよく用いられている。
Here, the conventional optical isolator has a center temperature of ψ=45°. Since the wavelength is set to θ, = 45°, the above T,
, T, are each T, = cos2 (45°-45°) = 1Tb =
cos2(45°+45°) = cos290°−0
Therefore, it can operate as an optical isolator. .. In such an optical isolator, the first isolator acts to pass only light with a specific polarization plane among the incident light.
Alternatively, as the second polarizers 6 and 7, for example, a polarizing prism or a polarizing beam splitter made of birefringent crystal is used. Further, as the Faraday rotator 8, rare earth iron garnet or Bi (bismuth)-substituted rare earth iron garnet is often used, for example, for near-infrared wavelengths (1.3 μm or 1.5 μm).

ここで特にファラデー回転子3は、温度変化に応じてそ
の吸収損失が徐々に増加しいわゆる正の温度係数を通常
有している。第7図乃至第10図はBi置換希土類鉄ガ
ーネットにより構成した場合のそれら吸収損失特性を示
すもので各々Bで示してし・る。なお第7図は25℃に
おいてファラデー回転角を45°に設定すると共に2つ
の偏光子6,7のなす角度を45°に設定し且つ吸収損
失が0。id8の場合である。第8図は25℃において
ファラデー回転角を45°に設定すると共に2っの偏光
子6,7のなす角度を45°に設定し且つ吸収損失が0
.2dBの場合である。第9図は25℃においてファラ
デー回転角を45°に設定すると共に2つの偏光子6,
7のなす角度を45°に設定し且つ吸収損失が0.3d
Bの場合である。第10図は2段型光アイソレータ(第
1図の光アイソレータを2段に接続した第2図の構造)
で25℃においてファラデー回転角を45°に設定する
と共に2つの偏光子6,7のなす角度を45°に(2段
共に)設定し且つ吸収損失がθ.IdBの場合を示して
いる。
In particular, the Faraday rotator 3 has a so-called positive temperature coefficient, in which its absorption loss gradually increases in response to temperature changes. FIGS. 7 to 10 show the absorption loss characteristics when constructed from Bi-substituted rare earth iron garnet, and are indicated by B in each case. In addition, in FIG. 7, the Faraday rotation angle is set to 45° at 25° C., the angle formed by the two polarizers 6 and 7 is set to 45°, and the absorption loss is 0. This is the case of id8. Figure 8 shows a case where the Faraday rotation angle is set to 45° at 25°C, the angle between the two polarizers 6 and 7 is set to 45°, and the absorption loss is 0.
.. This is the case of 2 dB. Figure 9 shows the Faraday rotation angle set at 45° at 25°C, and two polarizers 6,
The angle formed by 7 is set to 45°, and the absorption loss is 0.3d.
This is the case of B. Figure 10 shows a two-stage optical isolator (the structure shown in Figure 2, in which the optical isolators in Figure 1 are connected in two stages).
At 25°C, the Faraday rotation angle is set to 45°, the angle formed by the two polarizers 6 and 7 is set to 45° (both stages), and the absorption loss is set to θ. The case of IdB is shown.

またファラデー回転子3は、ファラデー回転角が温度変
化により変化する。25℃におけるファラデー回転角を
θ。2,とすると、一般的なファラデー回転角θ,は次
式のように示される。
Furthermore, the Faraday rotation angle of the Faraday rotator 3 changes due to temperature changes. The Faraday rotation angle at 25°C is θ. 2, the general Faraday rotation angle θ is expressed as follows.

θ,=θ。25 +kt  (7  25℃)但し、T
 :温度(℃), kT :温度係数(deg /℃)。
θ,=θ. 25 +kt (7 25℃) However, T
: Temperature (°C), kT : Temperature coefficient (deg/°C).

通常k1く0なので、温度が高くなる程θ、は小さくな
る。このようなθ,の変化によって前記T.は変化し易
くなる。第7図乃至第10図においてCはこのようなフ
ァラデー回転角の温度変化による光アイソレータの損失
特性を示すものであり、各図共kT=− 0. 07 
(deg /℃)に設定した例で示している。またθ,
=45°,ψ=45°に設定した。なお第7図乃至第1
0図においてAは前記各損失特性BとCとの加算結果を
示しており、総合的な損失特性すなわち光アイソレータ
の損失特性を示している。
Since k1 is normally 0, the higher the temperature, the smaller θ becomes. Due to such a change in θ, the T. becomes more likely to change. In FIGS. 7 to 10, C shows the loss characteristics of the optical isolator due to temperature changes in the Faraday rotation angle, and in each figure, kT=-0. 07
(deg/°C) is shown as an example. Also θ,
=45°, ψ=45°. Furthermore, Figures 7 to 1
In FIG. 0, A indicates the result of addition of the respective loss characteristics B and C, which indicates the overall loss characteristic, that is, the loss characteristic of the optical isolator.

(発明が解決しようとする課題) ところで従来の光アイソレータでは、ファラデー回転子
の損失特性が温度変化によって変動するので、光アイソ
レータの信頼度が低下するという問題がある。すなわち
従来においてはファラデー回転子の特に吸収損失特性に
ついては考慮されていないので、温度変化に応じて光ア
イソレータの損失も変動することになる。その吸収損失
は温度上昇と共に単調に増加する正の温度係数を通常有
すると共に、損失が大きい程温度変化も大きくなる傾向
を有している。光アイソレータとしての損失は1段型で
0.5dB以下であれば充分使用可能であるが、温度変
化は−10℃乃至+60℃の範囲において0.05dB
以下に抑える必要がある。
(Problems to be Solved by the Invention) Conventional optical isolators have a problem in that the reliability of the optical isolator decreases because the loss characteristics of the Faraday rotator vary with temperature changes. That is, in the past, the absorption loss characteristics of the Faraday rotator have not been taken into consideration, so the loss of the optical isolator will also vary depending on the temperature change. The absorption loss usually has a positive temperature coefficient that increases monotonically as the temperature rises, and the larger the loss, the larger the temperature change tends to be. If the loss as an optical isolator is 0.5 dB or less for a single-stage type, it can be used sufficiently, but the temperature change is 0.05 dB in the range of -10°C to +60°C.
It is necessary to keep it below.

本発明は以上のような問題に対処してなされたもので、
光アイソレータの損失特性が温度変化によってほとんど
変動しないように構成した光アイソレータを提供するこ
とを目的とするものである。
The present invention has been made in response to the above-mentioned problems.
It is an object of the present invention to provide an optical isolator configured such that its loss characteristics hardly change due to temperature changes.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 上記目的を達成するために本発明は、第1の偏光子と第
2の偏光子と両者間に配置されたファラデー回転子とを
含む光アイソレータをN段接続した(Nは1以上の整数
)多段光アイソレータにおいて、前記N個のファラデー
回転子の使用中心温度,使用中心波長におけるファラデ
ー回転角の平均値〈θFO〉が以下の式 〈θFO>≦44°又はくθFO>≧46°且つここで
k,は用いているファラデー回転子のファラデー回転角
の温度係数(単位deg /℃) 、k.は用いている
ファラデー回転子の損失の温度係数(単位dB/℃)。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the present invention provides an optical system that includes a first polarizer, a second polarizer, and a Faraday rotator disposed between them. In a multi-stage optical isolator in which N stages of isolators are connected (N is an integer greater than or equal to 1), the average value of Faraday rotation angles <θFO> at the operating center temperature and operating center wavelength of the N Faraday rotators is determined by the following formula <θFO >≦44° or θFO>≧46° and here k is the temperature coefficient of the Faraday rotation angle of the Faraday rotator used (unit: deg/°C), k. is the temperature coefficient of loss (unit: dB/°C) of the Faraday rotator used.

を満足することを特徴とするものである。It is characterized by satisfying the following.

(作 用) 温度変化を有する吸収損失特性に対してこの損失特性を
相殺するようなファラデー回転角の温度変化による損失
特性を組み合せて光アイソレータを構成するようにした
ので、光アイソレータの総合的な損失特性を温度変化に
対してほぼフラットな特性とすることができる。これに
よって光アイソレータの損失特性は温度変化によってほ
とんど変動しないようになるので、光アイソレータの信
頼度を向上することができる。
(Function) The optical isolator is configured by combining the absorption loss characteristic with temperature change with the loss characteristic due to temperature change in the Faraday rotation angle that offsets this loss characteristic. Loss characteristics can be made almost flat against temperature changes. As a result, the loss characteristics of the optical isolator hardly change due to temperature changes, so the reliability of the optical isolator can be improved.

(実施例) 以下本発明の光アイソレータの実施例を説明する。(Example) Examples of the optical isolator of the present invention will be described below.

先ず本発明の原理について詳しく説明する。First, the principle of the present invention will be explained in detail.

第1の“偏光子6を透過できる直線偏光の偏波面の角度
をO、同じく第2の偏光子7のそれをψ、ファラデー回
転子8の回転角をθ,とする。
Assume that the angle of the plane of polarization of linearly polarized light that can pass through the first polarizer 6 is O, that of the second polarizer 7 is ψ, and the rotation angle of the Faraday rotator 8 is θ.

通常偏光子の損失は小さく且つ温度変化も小さいので偏
光子の損失を無視すると(損失をdB単位で表わして)
順方向損失L.は L H =− 10 10gto(Cot2(ψ一θp
 )) + LR・・・(1) 逆方向損失L,は Lb =− 10 Io(to(cos2(ψ+or 
)) + LR・・・Q) ここでLiはファラデー回転子の吸収損失であり(単位
はdB)この温度変化を考え近似的に使用中心温度T。
Normally, the loss of the polarizer is small and the temperature change is also small, so if we ignore the loss of the polarizer (express the loss in dB)
Forward loss L. is L H =-10 10gto(Cot2(ψ1θp
)) + LR...(1) Reverse direction loss L, is Lb = - 10 Io(to(cos2(ψ+or
)) + LR...Q) Here, Li is the absorption loss of the Faraday rotator (unit: dB) Considering this temperature change, the center temperature of use T can be approximated.

付近で L R = L to+ k * (T−To )  
      ”{3)と表わせるものとする。ここでk
,は吸収損失の温度変化を表わす係数である。
Nearby L R = L to + k * (T-To)
”{3), where k
, is a coefficient representing the temperature change in absorption loss.

L,。:使用中心温度T。における吸収損失,T :温
度。
L. : Operating center temperature T. Absorption loss at, T: temperature.

またθ,は温度変化を考え同様にT。付近でθ,=θr
o+ k P (T−TO )        −(4
)と書ける。ここでk,はファラデー回転角の温度変化
を表わす係数である。(θ,。:使用中心温度Toにお
ける回転角) まず逆方向損失は中心温度T。において最大となるよう
に決めるべきであるからToにおいてψ+θ,=90° (4)式においてT。では θ,=θ,。
Also, θ is T in the same way considering temperature changes. θ, = θr near
o+kP(T-TO)-(4
) can be written. Here, k is a coefficient representing a temperature change in the Faraday rotation angle. (θ, .: Rotation angle at operating center temperature To) First, the reverse direction loss is at center temperature T. Since it should be determined so that it is maximum at To, ψ + θ, = 90° T in equation (4). Then θ,=θ,.

だから結局 ψ十〇,。= 9 0° すなわち ψ=90° −θ,。         ・・・(5)
である。
So in the end ψ10. = 90°, that is, ψ=90° −θ,. ...(5)
It is.

(3),(4),(5)を(1)に代入してToにおけ
るL,の温度変化は(6)をTで微分しT=Toを代入
して得られ 0 1516 k (7)からわかるように、 ,  xlan(90° −2θro)+kR・・・(
7) 従来のようにθ−o=45° の場合は となり、 ファラデー回転子の吸収損失の温度変化がそのまま光ア
イソレータの順方向損失の温度変化となり問題となる。
Substituting (3), (4), and (5) into (1), the temperature change of L at To is obtained by differentiating (6) with T and substituting T=To. 0 1516 k (7) As can be seen, , xlan (90° −2θro) + kR... (
7) When θ-o=45° as in the conventional case, the temperature change in the absorption loss of the Faraday rotator directly becomes the temperature change in the forward loss of the optical isolator, which poses a problem.

本発明では、 ほぼ kg tan(90°−20,。) =6.596 ・・・(8) k1 すなわち ・・・(9) となるように設定してあるためT=Toにおいて い光アイソレータを得ることができる。In the present invention, almost kg tan(90°-20,.) =6.596 ...(8) k1 i.e. ...(9) Since it is set so that at T=To A new optical isolator can be obtained.

例えばBi置換希土類鉄ガーネットをファラデ一回転子
として用いた実施例を示す。
For example, an example will be shown in which Bi-substituted rare earth iron garnet is used as a Faraday rotor.

第1図の光アイソレータにおけるファラデー回転子8を
Bi置換希土類鉄ガーネットによって構成した実施例を
示すもので、第3図乃至第5図においてCで示したよう
なファラデー回転子8の回転角の温度変化による損失特
性が得られる。
This shows an embodiment in which the Faraday rotator 8 in the optical isolator of FIG. Loss characteristics due to changes can be obtained.

第3図は25℃においてファラデー回転角θ,。=47
°、2つの偏光子6,7のなす角度が43°、吸収損失
が0.1 dBSkr =− 0.07°/℃,k R
 = 0. 0008dB/T:の場合である。第4図
は25°においてファラデー回転角θ,。=49°、2
つの偏光子6,7のなす角度が41°、吸収損失が0.
2 dB, k, =− 0.07°AI’,  kR
 =0.0016dB/℃、の場合である。第5図は2
5℃においてファラデー回転角θ,。=51° 2つの
偏光千6.7のなす角度が39°、吸収損失が0.3d
B,kF =− 0.07°,Q:,  km =0.
0024dB/tの場合である。
Figure 3 shows the Faraday rotation angle θ at 25°C. =47
°, the angle between the two polarizers 6 and 7 is 43°, and the absorption loss is 0.1 dBSkr = - 0.07°/°C, k R
= 0. This is the case of 0008 dB/T:. Figure 4 shows the Faraday rotation angle θ at 25°. =49°, 2
The angle formed by the two polarizers 6 and 7 is 41°, and the absorption loss is 0.
2 dB, k, =-0.07°AI', kR
=0.0016dB/°C. Figure 5 is 2
Faraday rotation angle θ, at 5°C. =51° The angle formed by the two polarized lights is 39°, and the absorption loss is 0.3d.
B, kF = - 0.07°, Q:, km = 0.
This is the case of 0024 dB/t.

また第3図乃至第5図においてBはファラデー回転子8
の吸収損失特性を示しており、この吸収損失特性Bは温
度上昇に伴い吸収損失が徐々に増加しいわゆる正の温度
係数を有している。
In addition, in FIGS. 3 to 5, B is a Faraday rotator 8.
In this absorption loss characteristic B, the absorption loss gradually increases as the temperature rises, and has a so-called positive temperature coefficient.

さらに第3図乃至第5図においてAは前記各損失特性B
とCとの加算結果を示すもので、総合的な損失特性すな
わち光アイソレータの損失特性を示している。
Furthermore, in FIGS. 3 to 5, A represents each loss characteristic B.
This shows the result of addition of and C, and shows the overall loss characteristics, that is, the loss characteristics of the optical isolator.

すなわち本実施例によればファラデー回転角の温度変化
による損失特性Cは第3図乃至第5図から明らかなよう
に中心温度付近で温度と共に単調に減少するようになり
、正の温度係数を有する吸収損失特性Bに対しこの損失
特性を相殺するように変化している。従ってこれら吸収
損失特性Bと損失特性Cとを組み合せることにより、そ
の総合的な損失特性Aは温度変化に対してほぼフラット
な特性となる。従って光アイソレータの損失特性は温度
変化によってほとんど変化しないようになるので、この
光アイソレータの信頼度を向上することができる。
In other words, according to this embodiment, as is clear from FIGS. 3 to 5, the loss characteristic C due to temperature change in the Faraday rotation angle decreases monotonically with temperature near the center temperature, and has a positive temperature coefficient. The absorption loss characteristic B is changed so as to offset this loss characteristic. Therefore, by combining the absorption loss characteristic B and the loss characteristic C, the overall loss characteristic A becomes a characteristic that is almost flat against temperature changes. Therefore, the loss characteristics of the optical isolator hardly change due to temperature changes, so the reliability of the optical isolator can be improved.

なお、(9)式で決められるθ,。から±1 deg程
度ずれても充分効果を得ることができる。
Note that θ, determined by equation (9). A sufficient effect can be obtained even if there is a deviation of about ±1 degree.

また、44°くθFO< 4 6°の場合は従来と比較
してほとんど効果はない。
Further, when θFO<46° of 44°, there is almost no effect compared to the conventional method.

以上は光アイソレータが1段の場合の説明である。光ア
イソレータが2段以上縦続に接続されている場合は自由
度が多<(9)式のような簡明な式では表わせないが、
原理は1段の場合と同じである。
The above is a description of the case where the optical isolator has one stage. When two or more stages of optical isolators are connected in series, there are many degrees of freedom, which cannot be expressed in a simple formula such as equation (9).
The principle is the same as the one-stage case.

結論としてファラデー回転子の回転角の平均値がほぼ(
9)式を満足するようになっていればよい。
In conclusion, the average value of the rotation angle of the Faraday rotator is approximately (
9) as long as it satisfies the formula.

第2図は第1図の光アイソレータを2段接続した実施例
を示すもので、第6図のような特性を得ることができる
。第6図は25℃においてファラデー回転角を1段目を
44°、2段目を50’に設定すると共に、2つの偏光
子6,7のなす角度を1段目を46° 2段目を40°
に設定し且つ吸収損失が■段目及び2段目が0.1dB
の場合を示している。なおky=−0.07°/1.k
 R= 0. 0008da/℃,の場合である。本実
施例によっても光アイソレータの総合的な損失特性Aは
温度変化に対してほぼフラットな特性となり、前記実施
例と同様な効果を得ることができる。もちろん、第3図
の1段型光アイソレータを単に2段にしても、1段目、
2段目のファラデー回転角を両方とも47°にしても同
様の効果が得られるが、第6図のように回転角の平均値
を47°にしても良い。このように多段の場合は、回転
角の平均値が重要である。
FIG. 2 shows an embodiment in which the optical isolators shown in FIG. 1 are connected in two stages, and the characteristics shown in FIG. 6 can be obtained. In Figure 6, at 25°C, the Faraday rotation angle is set to 44° in the first stage and 50' in the second stage, and the angle formed by the two polarizers 6 and 7 is set to 46° in the first stage and 50' in the second stage. 40°
and the absorption loss is 0.1 dB in the ■ stage and the second stage.
The case is shown below. Note that ky=-0.07°/1. k
R=0. This is the case of 0008 da/°C. Also in this embodiment, the overall loss characteristic A of the optical isolator becomes a substantially flat characteristic with respect to temperature changes, and the same effects as in the previous embodiment can be obtained. Of course, even if the one-stage optical isolator shown in Fig. 3 is simply made into two stages, the first stage,
A similar effect can be obtained by setting both the Faraday rotation angles of the second stage to 47 degrees, but the average value of the rotation angles may also be set to 47 degrees as shown in FIG. In the case of multiple stages like this, the average value of the rotation angles is important.

以上kp=−0、07 deg/’Cの場合及びkR>
oについてのみ実施例を示したが(9)式を使えば他の
場合でも適切なθ,0の値を得ることができるのは明ら
かである。
Above kp=-0, 07 deg/'C and kR>
Although an example has been shown only for o, it is clear that by using equation (9), appropriate values of θ and 0 can be obtained in other cases as well.

[発明の効果J 以上述べたように本発明によれば、吸収損失特性に対し
てこの損失特性を相殺するようなファラデー回転角の温
度変化による損失特性を組み合せて光アイソレータを構
成するようにしたので、温度変化による光アイソレータ
の損失特性の変動をほとんど抑えることができる。
[Effect of the Invention J As described above, according to the present invention, an optical isolator is constructed by combining the absorption loss characteristic with the loss characteristic due to temperature change of the Faraday rotation angle that cancels out this loss characteristic. Therefore, fluctuations in the loss characteristics of the optical isolator due to temperature changes can be almost suppressed.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明が適用される光アイソレータの実施例を
示す断面図、第2図は本発明の他の実施例を示す断面図
、第3図乃至第5図は本実施例によって得られた光アイ
ソレータの損失特性図、第6図は第2図の実施例によっ
て得られた光アイソレータの損失特性図、第7図乃至第
10図は従来の光アイソレータの損失特性図、第11図
は光通信システムの一例を示す構成図である。 3・・・光アイソレータ、6・・・第1の偏光子、7・
・・第2の偏光子、8・・・ファラデー回転子。 1l 11 6葛1町島音子 雪 Wべ& 轡 →K 會 緊 Cb
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of an optical isolator to which the present invention is applied, FIG. 2 is a cross-sectional view showing another embodiment of the present invention, and FIGS. FIG. 6 is a loss characteristic diagram of the optical isolator obtained by the embodiment shown in FIG. 2, FIGS. 7 to 10 are loss characteristic diagrams of the conventional optical isolator, and FIG. FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an optical communication system. 3... Optical isolator, 6... First polarizer, 7...
...Second polarizer, 8...Faraday rotator. 1l 11 6 Kuzu 1 Town Shima Otonoko Snow W Be&轡→K Kaikin Cb

Claims (1)

【特許請求の範囲】 第1の偏光子と第2の偏光子と両者間に配置されたファ
ラデー回転子とを含む光アイソレータをN段接続した(
Nは1以上の整数)多段光アイソレータにおいて、前記
N個のファラデー回転子の使用中心温度、使用中心波長
におけるファラデー回転角の平均値〈θ_F_O〉が以
下の式〈θ_F_O〉≦44゜又は〈θ_F_O〉≧4
6゜且つ44゜−1/2tan^−^1(6.596×
(k_R/k_F))≦〈θ_F_O〉≦46゜−1/
2tan^−^1(6.596×(k_R/k_F))
ここでk_Fは用いているファラデー回転子のファラデ
ー回転角の温度係数(単位deg/℃)、k_Rは用い
ているファラデー回転子の損失の温度係数(単位dB/
℃)。 を満足することを特徴とする光アイソレータ。
[Claims] N stages of optical isolators including a first polarizer, a second polarizer, and a Faraday rotator disposed between them are connected (
(N is an integer greater than or equal to 1) In the multi-stage optical isolator, the average value of Faraday rotation angles <θ_F_O> at the operating center temperature and operating center wavelength of the N Faraday rotators is determined by the following formula: <θ_F_O>≦44° or <θ_F_O 〉≧4
6゜and 44゜-1/2tan^-^1(6.596×
(k_R/k_F))≦〈θ_F_O〉≦46°-1/
2tan^-^1 (6.596×(k_R/k_F))
Here, k_F is the temperature coefficient of the Faraday rotation angle of the Faraday rotator used (unit: deg/℃), and k_R is the temperature coefficient of the loss of the Faraday rotator used (unit: dB/℃).
℃). An optical isolator that satisfies the following.
JP18995589A 1989-07-21 1989-07-21 Optical isolator Pending JPH0354517A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024038792A1 (en) * 2022-08-17 2024-02-22 日本電気硝子株式会社 Optical isolator and optical monitoring method

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