JPH0394213A - 偏波結合器 - 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】 概要 偏波面が互いに直交する光を合或する偏波結合器に関し
、 一の入射光から取り出すモニタ光と、他の入射光から取
り出すモニタ光との光量比を任意に変更することができ
る偏波結合器の提供を目的とし、偏波面が互いに直交す
る入射光を同一光軸上に出射する偏波結合プリズムと、
該偏波結合プリズムの出射光軸上に配置されるモニタ光
取り出し用の分岐プリズムとを具備して構成される偏波
結合器において、上記分岐プリズムとして偏光依存性を
有するカプラ膜を具備した分岐プリズムを用い、上記偏
波結合プリズムと上記分岐プリズムとの間に偏波面回転
手段を配置して構成する。

産業上の利用分野 本発明は偏波面が互いに直交する光を合或する偏波結合
器に関する。

高信頼な光通信システムを構築するために送信側の光源
を二重化しようとする場合には、予めいずれの光源につ
いても出射光が光伝送路に結合されるよう（こしておき
、システムの稼動開始当初は一方の光源のみを使用し、
その光源が故障したときに他方の光源に切り換えて使用
し、システムダウンを未然に防止するようにしている。

偏波結合器は、この種の高信頼なシステムにおいて、２
つの光源からの出射光を共通の光伝送路に結合するため
に使用される。ところで、送信側光源については、例え
ばその経時劣化を監視するために、出射光の一部を分岐
してモニタリングしておく必要があり、このようなモニ
タリングを良好に行い得る偏波結合器が要望されている
。

従来の技術 第７図は従来の偏波結合器の構成図である。２１は誘電
体多層膜等からなる偏光分離合或膜２１ａを有する偏波
結合プリズムであり、このようなプリズムを用いること
によって、偏波面が互いに直交する入射光を同一光軸上
に出射することができる。即ち、偏波面〈電場ベクトル
の振動面、以下同様）が偏光分離合成膜２１ａへの入射
面と平行となるように設定された定偏波ファイバ２２（
人力ボートの）からの出射光Ｐ（ｔｒａγａＬＬｅｌ）
波は、レンズ２７により平行光にされたのち、偏光分離
合戊膜２１ａを透過し、偏波面が偏光分離合或膜２１ａ
への入射面と垂直となるように設定された定偏波ファイ
バ２３　（人力ボート■）からの出射光Ｓ　（ｓｅｎｋ
ｒｅｃｈｔ　）波は、レンズ２８により平行先にされた
のち、偏光分離合或膜２１ａで反射して、これらの透過
光及び反射光は同一光軸上に出射されるものである。

２４は同一光軸上に出射された偏波結合プリズム２１の
出射光からモニタ光を取り出すための分岐プリズムであ
り、この分岐プリズム２４は、誘電体多層膜等からなり
、例えば、特定の周波数で偏光依存性を有しないように
した無偏光カプラ膜２４ａを具備して構成されている。

このカプラ膜２４ａは第６図に示されるような特性を有
している。同図中、（Ｐ）で示されるのはカプラ膜への
入射面に平行な偏波面を有するＰ波の特性、（Ｓ）で示
されるのは、カプラ膜への入射面に垂直な偏光面を有す
るＳ′ａについての特性を示している。

また、（ｐ＋ｓ）で示されるのは、円偏光についての特
性を参考までに示したものである。このような無偏光カ
プラ膜を使用するのは、入射光の偏波面によらず同一レ
ベルのモニタ光を得るためである。尚、入射光の偏波面
により特定の比率でモニタ光を取り出したい場合には、
第５図に示されているような偏光依存性を有するカプラ
膜を用いることがある。

分岐プリズム２４に入射した光のうちカプラ膜２４ａを
透過した光は、レンズ３０により集光されてシングルモ
ード光ファイバ２５に導かれ、分岐プリズム２４に入射
した光のうちカプラ膜２４ａで反射した光は、レンズ２
９により集光されて受光器（フォトダイオード）２６に
導かれ、出力光レベルの監視、フィードバック制御等に
使用されるようになっている。

発明が解決しようとする課題 しかし、従来構成によると、入力ポートのからの入射光
から取り出されるモニタ光の光量と、人力ポート■から
の入射光から取り出されるモニタ光の光量との比率は、
偏光依存性を有するカプラ膜を用いた場合には特定の比
率、無偏光カプラ膜を用いた場合には１：１の比率とな
っており、これは用いるかブラ膜の特性により一律に決
まり、変更が難しいという問題があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、一
の入射光から取り出すモニタ光と、他の入射光から取り
出すモニタ光との光量比を任意に変更することができる
偏波結合器の提供を目的としている。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理図である。

２は偏光分離合戊膜６を有する偏波結合プリズムであり
、入力ポートのからの入射光（Ｐ波）及び人力ポート■
からの入射光（Ｓ２１１）を同一光軸１上に出射する。

４は偏波結合プリズム２の出射光軸１上に配置されるモ
ニタ光取り出し用の分岐プリズムであり、偏光依存性を
有するカプラ膜３を具備している。

５は偏波結合プリズム２と分岐プリズム４との間に配置
された偏波面回転手段であり、例えば、回転可能に設け
た１／２波長板等で構成する。

作　　　用 偏波面が偏波結合プリズム２の偏光分離合或膜６への入
射面と平行な入力ボート■からのＰ波は偏光分離合或膜
６を透過し、偏波面が偏光分離合或膜６への入射面と垂
直な入力ボート■からのＳ波は偏光分離合或膜６で反射
して同一光軸１上に出射される。この出射光は偏波面回
転手段５により、その偏波面が回転されて、偏光依存性
を有するカプラ膜３を具備した分岐プリズム４に入射さ
れる。そして、カプラ膜３でその特性（Ｐ波、Ｓ波に対
する反射率）に応じて、その一部が反射しモニタ光とし
て取り出される。

本発明によれば、分岐プリズム４の光入射側に偏波面回
転手段５を設けて、入力ボートの及び人カポート■から
の入射光の偏波面を回転・変更せしめて、カプラ膜３に
対するＰ波、Ｓ波或分を任意に調整するようにしている
。このカプラ膜３は偏光依存性（Ｐ波、Ｓ波によりその
反射率が異なる〉を有しているので、このカプラ膜３の
Ｐ波に対する反射率と、Ｓ波に対する反射率の範囲内で
、入力ポート■からの入射光から取り出すモニタ光の光
量と、入力ポート■からの入射光から取り出すモニタ光
の光量との比率を任意に変更することができる。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明の一実施例を示す偏波結合器の構成図で
ある。３１．３６はフェルール３２．３７に固定された
定偏波ファイバ３３．３８と、コリメート用のレンズ３
４．３９とを所定の位置関係でホルダ３５．４０に固定
した光ファイバアセンブリであり、４１は誘電体多層膜
等からなる偏光分離合戊膜４１ａを有する偏波結合プリ
ズムである。光ファイバアセンブ’Ｊ３１は、その出射
光がＰ波、即ち、偏波面が偏波結合プリズム４ｌの偏光
分離合成膜４１ａへの入射面と平行となるように設定・
配置されており、光ファイバアセンブリ３６は、その出
射光がＳ波、即ち、偏波面が偏波結合プリズム４１の偏
光分離合威膜４１ａへの入射面と垂直となるように設定
・配置されている。

定偏波ファイバ３３からの出射光Ｐ波は、レンズ３４に
より平行光にされたのち、偏光分離合戊膜４１ａを透過
し、定偏波ファイバ３８からの出射光Ｓ波は、レンズ３
９により平行先にされたのち、偏光分離合或膜４１ａで
反射して、これらの透過光及び反射光は同一光軸４２上
に出射されるものである。

４４は同一光軸４２上に出射された偏波結合プリズム４
１の出射光からモニタ光４３を取り出すための分岐プリ
ズムであり、この分岐プリズム４４は、誘電体多層膜等
からなるカプラ膜４４ａを具備して構成されている。こ
のカプラ膜４４ａは偏光依存性を有しており、例えば第
５図に示されているような特性のものである。図中、（
Ｐ）で示されるのはカプラ膜への入射面に平行な偏波面
を有するＰ波の特性、（Ｓ）で示されるのは、カプラ膜
への入射面に垂直な偏波面を有するＳ波についての特性
を示している。また、（Ｐ＋Ｓ）で示されるのは、円偏
光についての特性を参考までに示したものである。

偏波結合プリズム４１と分岐プリズム４４の間の部分に
は、回転ホルダ４５に固定された１／２波長板４６が回
転可能に設けられている。４７はフェルール４８に固定
されたシングルモード光ファイバ４９と、コリメート用
のレンズ５０とヲ所定の位置関係でホルダ５１に固定し
た光ファイバアセンブリであり、５２はモニタ光受光用
のフォトダイオードである。

偏波結合プリズム４１により結合され同一光軸上に出射
された光は、１７２波長板４６で所定の角度だけその偏
波面が回転され、分岐プリズム４４に入射される。分岐
プリズム４４に入射した光のうちカプラ膜４４ａを透過
した光は、レンズ５０により集光されてシングルモード
光ファイバ４９に導かれ、分岐プリズム４４に入射した
光のうちカプラ膜４４ａで反射した光は、フォトダイオ
ード５２に導かれ、出力光レベルの監視、フィードバッ
ク制御等に使用されるようになっている。

第３図は１／２波長板の回転による偏波面の回転を説明
するための図であり、同図に示されているように、１／
２波長板４６の光学軸４６ａを回転しない場合は偏波結
合プリズム４ｌからの出射光Ｐ波及びＳ波（本図内に記
載しているＰａ．及びＳ波は偏波結合プリズムの偏光分
離合或膜に対するものである〉の偏波面は回転せずに分
岐プリズム４４に入射され、１／２波長坂４６の光学軸
４６ａを２２．５゜回転した場合には、偏波結合プリズ
ム４１からの出射光Ｐ波及びＳ波の偏波面は４５゜回転
して分岐プリズム４４に入射される。

１／２波長板４６の光学軸４６ａを４５゜回転した場合
には、偏波結合プリズム４１からの出射光Ｐ波及びＳ波
の偏波面は９０゜回転して分岐プリズム４４に入射され
る。このように、１７２波長板４６の回転角に応じて、
偏波結合プリズム４１からの出射光Ｐ波及びＳ波の偏波
面を自在に変更することができる。

第４図を参照すると、１／２波長板の回転角とカプラ膜
における反射率との関係が示されている。

図中、Ｒ，は定偏波ファイバ３３からの入射光（Ｐ波）
に対する回転角と反射率の関係を、Ｒ，は定偏波ファイ
バ３８からの入射光（Ｓ波）に対する回転角と反射率の
関係をそれぞれ示している。

本実施例に用いたカプラ膜の特性は第５図に示したとう
りであり、使用する波長を１５５０ｎｍとすると、同図
からＰ波の反射率は０．４％（透過率９９．６％）　Ｓ
波の反射率は５．６％（透過率９４．４％）であり、第
４図から、１７２波長板４６の回転によりＲ，及びＲ，
はそれぞれ０．４〜５。６％の範囲内で相対的に変化す
ることがわかる。このように、１７２波長板４６の回転
により定偏波ファイバ３３の出射光から取り出すモニタ
光と、定偏波ファイバ３８の出射光から取り出すモニタ
光との比率を任意に変更することができる。

尚、上述したー実施例においては、個波面回転手段とし
て回転可能に設けた１７２波長板を採用しているが、本
発明は勿論これに限定されず、例えば、印加磁界に応じ
て偏波面を任意に変更しうるファラデー回転子を用いて
構成することができる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、分岐プリズムを
偏光依存性を有するカプラ膜を用いて構成し、この分岐
プリズムの前段に偏波面回転手段を設けて構成したから
、カプラ膜への入射光の偏波面を任意に変更することが
でき、一の入射光から取り出されるモニタ光の光量と、
他の入射光から取り出されるモニタ光の光量との比率を
任意に変更することができるようになるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明一実施例の構成図、 第３図は本発明一実施例の説明図であり、１７２波長板
の回転角と偏波面の回転角との対応を示す図、 第４図は本発明一実施例の説明図であり、１／２波長板
の回転角と反射率の関係を示す図、第５図は偏光依存性
を有するカプラ膜の特性を示す図、 第６図は特定の波長で偏光依存性を無くしたカプラ膜の
特性を示す図、 第７図は従来技術の構成図である。 ２・・・偏波結合プリズム、 ３・・・カプラ膜、 ４・・・分岐プリズム、 ５・・・偏波面回転手段。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）偏波面が互いに直交する入射光を同一光軸（１）
   上に出射する偏波結合プリズム（２）と、該偏波結合プ
   リズム（２）の出射光軸（１）上に配置されるモニタ光
   取り出し用の分岐プリズムとを具備して構成される偏波
   結合器において、 上記分岐プリズムとして偏光依存性を有するカプラ膜（
   ３）を具備した分岐プリズム（４）を用い、上記偏波結
   合プリズム（２）と上記分岐プリズム（４）との間に偏
   波面回転手段（５）を配置したことを特徴とする偏波結
   合器。
2. （２）上記偏波面回転手段（５）を、回転可能に設けた
   １／２波長板で構成したことを特徴とする請求項１記載
   の偏波結合器。
3. （３）上記偏波面回転手段（５）を１／２波長板で構成
   し、入射光の一方の偏波面に対して該１／２波長板の光
   学軸を２２．５゜回転させて１／２波長板を固定したこ
   とを特徴とする請求項１記載の偏波結合器。