JPH04101518U - 偏波面調整器及びそれを用いた光増幅装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 入射光の偏波面をＰ偏光又はＳ偏光のみに変
換して出射し、光増幅する場合に、半導体レーザ増幅器
が１台で済むようにしてコスト低減を図る。 【構成】 偏光プリズム２０によって入射光をＰ偏光と
Ｓ偏光とに分離する。そのＰ偏光又はＳ偏光の一方の光
路中に配置した１／２波長板２８で偏波面を９０度回転
させ、光路変更用の光学素子群３０によって両方の光路
間隔を狭めた平行光にする。その平行光を球レンズ３６
で合成し、平凹レンズ３８で光軸に平行に出射させる。
光増幅を行わせる場合には、半導体レーザ増幅器を平凹
レンズの後段に配置する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、入射光の偏波面をＰ偏光又はＳ偏光のみに変換して出射する偏波面 調整器に関するものである。この技術は、半導体レーザ増幅器による光増幅など で有用である。

【０００２】

【従来の技術】

半導体レーザ増幅器による光増幅では、ＴＭモードとＴＥモードとで利得が大 幅に異なる。そこで光増幅を行うには、Ｐ偏光（ＴＭ波）とＳ偏光（ＴＥ波）と に分離して、それぞれを別個の半導体レーザ増幅器で増幅した後、合成する手法 を採用している。

【０００３】 具体的には、例えば図３に示すように、第１の偏光プリズム１０で入射光をＰ 偏光とＳ偏光とに分離し、それぞれをＰ偏光用及びＳ偏光用の別々の半導体レー ザ増幅器１２，１４で増幅した後、第２の偏光プリズム１６で合成して出射する ように構成している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかし、上記の構成では半導体レーザ増幅器を２台必要とし、また偏光プリズ ムも２個必要となるため、どうしてもコストが高くなる。半導体レーザ増幅器を １台のみ使用し、Ｐ偏光のみ又はＳ偏光のみを増幅することも考えられるが、そ れでは十分なパワーを取り出すことができない。

【０００５】 本考案の目的は、上記のような従来技術の欠点を解消し、入射光の偏波面をＰ 偏光又はＳ偏光のみに変換して出射できるようにして、光増幅する場合に、半導 体レーザ増幅器が１台で済みコスト低減を図ることができるようにした偏波面調 整器及びそれを用いた光増幅装置を提供することである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成できる本考案は、入射光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する偏光 プリズムと、そのＰ偏光又はＳ偏光の一方の光路中に配置されて偏波面を９０度 回転させる旋光性素子と、両方の光を受けて光路間隔を狭めた平行光にする光路 変更用の光学素子群と、その平行光を合成する球面レンズと、合成された光を光 軸に平行に出射する平凹レンズとを具備している偏波面調整器である。光増幅の ため半導体レーザ増幅器を接続する場合は、上記平凹レンズの後段に設ける。

【０００７】 偏光プリズムとしては、例えば直角三角形プリズムと４５度平行四辺形プリズ ムとを多層膜を介して貼り合わせたものがある。旋光性素子としては、１／２波 長板や磁気光学素子などでよい。光路変更用の光学素子群としては、全反射プリ ズムや反射鏡、光導波路などの光学素子を組み合わせて構成する。

【０００８】

【作用】

偏光プリズムは入射光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する。１／２波長板などの旋 光性素子は、光の偏波面を９０度回転させる。旋光性素子がＰ偏光の光路中に位 置しているとＰ偏光はＳ偏光に、Ｓ偏光の光路中に位置しているとＳ偏光はＰ偏 光にそれぞれ変換される。これによって両方の光路の光は同じ偏光となる。この 同一偏光面をもつ両光は、光路変更用の光学素子群によって光路間隔を狭めた平 行光になり、球面レンズで合成され、更に合成された光は平凹レンズによって光 軸に平行に出射する。

【０００９】 従って、この偏波面調整器からの出射光はＰ偏光のみ又はＳ偏光のみとなり、 Ｐ偏光用又はＳ偏光用の単一の半導体レーザ増幅器を接続することによって、入 射光を有効に利用し、十分大きなパワーの光増幅を行えることになる。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案に係る偏波面調整器の一実施例を示す説明図である。入射光は先 ず偏光プリズム２０に入射する。ここで偏光プリズム２０は、直角三角形プリズ ム２２と４５度平行四辺形プリズム２４とを誘電体多層膜を介して貼り合わせた 構造の偏光ビームスプリッタである。両者の貼り合わせ面２６でＰ偏光とＳ偏光 とを分離する。Ｐ偏光は貼り合わせ面２６をそのまま通過し直角三角形プリズム ２２中を直進する。Ｓ偏光は貼り合わせ面２６で反射し、４５度平行四辺形プリ ズム２４中を通り、その対向する他方の斜面で全反射する。これによってＰ偏光 とＳ偏光とは互いに平行な光となって出射する。

【００１１】 この実施例では偏波面を９０度回転させる旋光性素子として１／２波長板（光 学軸４５度）２８をＳ偏光の光路中に配置している。１／２波長板の代わりに磁 気光学素子などを用いてもよい。これによって入射するＳ偏光はＰ偏光に変換さ れる。

【００１２】 互いに平行なＰ偏光は、光路間隔を狭めた平行光にする光路変更用の光学素子 群３０に入射する。ここでは２個の４５度平行四辺形プリズム３２，３４を組み 合わせて構成している。勿論、直角三角形プリズムを組み合わせてもよい。入射 する各Ｐ偏光は４５度平行四辺形プリズム３２，３４の対向する斜面でそれぞれ 全反射し、互いに近接した（例えば光路間隔が２mm程度の）平行光として出射す る。この平行光は球レンズ３６に入射し、それによって合成され、合成された光 は平凹レンズ３８によって光軸に平行に出射する。従ってこの平凹レンズ３８か らの光はＰ偏光のみである。球レンズ３６及び平凹レンズ３８は、例えばＢＫ７ 材からなる。上記のように光路間隔が２mm程度の場合は、球レンズ３６として直 径が４mm、焦点距離ｆが３mmのものを、また平凹レンズ３８として凹面の曲率半 径が２mmのものを用いるのが好ましい。

【００１３】 なお、旋光性素子をＰ偏光の光路中に挿入すると、最終的にＳ偏光のみを有す る光を得ることができる。従って旋光性素子は、使い方に応じてＳ偏光の光路中 に挿入してもよいし、Ｐ偏光の光路中に挿入してもよい。

【００１４】 光増幅を行わせる場合は、図２に示すように、上記の偏波面調整器における平 凹レンズ３８の後段に半導体レーザ増幅器４０を設ける。偏波面調整器自体の基 本的な構成は前記図１と同様の構成であってよいから、対応する部材には同一符 号を付し、それらについての説明は省略する。なお本実施例では光路変更用の光 学素子群３０として反射鏡４２を組み合わせている。偏波面調整器から出射する 光はＰ偏光のみ（上記実施例の場合）又はＳ偏光のみ（旋光性素子をＰ偏光の光 路中に挿入した場合）であるから、その偏光に対応した半導体レーザ増幅器４０ を接続することで、十分なパワーに増幅し取り出すことができる。

【００１５】 以上、本考案の一実施例について説明したが、本考案はこのような構成のみに 限定されるものではない。光路変更用の光学素子群３０としては、図１に示すよ うな全反射プリズムの組み合わせ、あるいは図２に示すような反射鏡の組み合わ せの他、各種の光導波路（例えば光ファイバ）などを用いて光路を近接するよう に構成してもよい。

【００１６】

【考案の効果】

本考案は上記のように、入射光を偏光プリズムによりＰ偏光とＳ偏光とに分離 し、その一方の光路中に旋光性素子を配置して偏波面を９０度回転し、両方の光 を光路変更用の光学素子群と球面レンズと平凹レンズで結合させる偏波面調整器 であるから、入射光をＰ偏光又はＳ偏光の一方のみに合成して出射させることが できる。そのため１台の半導体レーザ増幅器で十分大きなパワーを取り出す光増 幅が可能となる。従って、高価な偏光プリズム及び半導体レーザ増幅器は共に１ 台で済み、大幅なコスト削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る偏波面調整器の一実施例を示す説
明図。

【図２】本考案の偏波面調整器を用いた光増幅装置の一
例を示す説明図。

【図３】従来技術の説明図。

【符号の説明】

２０ 偏光プリズム ２８ １／２波長板 ３０ 光路変更用の光学素子群 ３６ 球レンズ ３８ 平凹レンズ ４０ 半導体レーザ増幅器

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光をＰ偏光とＳ偏光とに分離する偏
   光プリズムと、そのＰ偏光又はＳ偏光の一方の光路中に
   配置されて偏波面を９０度回転させる旋光性素子と、両
   方の光を受けて光路間隔を狭めた平行光にする光路変更
   用光学素子群と、その平行光を合成する球面レンズと、
   合成された光を光軸に平行に出射する平凹レンズとを具
   備している偏波面調整器。
2. 【請求項２】 請求項１記載の平凹レンズの後段に、半
   導体レーザ増幅器を設置した光増幅装置。