JPH04104218A - 光アイソレータ - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば光通信や光伝送で用いる光アイソレー
タに関し、特に光フアイバー間で用いる偏光依存性の無
い光アイソレータに関する。

［従来の技術Ｊ 従来、光通信や光伝送で用いる光アイソレータの例とし
て第３図や第４図に示すものがあった。

第３図および第４図において、１，１′は光ファイバー
、２，２′はレンズ、３．３’　、　３″は複屈折偏光
分離板、４はファラデー回転子、６はλ／２板である。

第３図において、複屈折偏光分離板３，３′は常光線と
異常光線との分離幅が等しいものである。

まず、ｌの光ファイバーを出射し２のレンズでコノメー
トされた光が３の複屈折偏光分離板を通過すると、紙面
に水平方向に偏光した異常光線と垂直方向に偏光した常
光線とに分離される。これらの光線が４のファラデー回
転子を通過すると各々の偏光面は〜４５度回軸回転。こ
こで、偏光面の回転の符号は光の進行方向に向かって時
計の針の進む方向を十とする。次に６のλ／２板で各々
の偏光面をさらに一４５度回転する。結局、ファラデー
回転子４とλ１２板６を通過する前後で紙面に水平方向
に偏光した光線は垂直方向に偏光した光線になり、垂直
方向に偏光した光線は水平方向に偏光した光線になる。

３及び３′の複屈折分離板の光学軸を一致させておくと
、水平方向に偏光した光線と垂直方向に偏光した光線は
３′の複屈折偏光分離板に対し各々異常光線と常光線に
なるため２つの光線を合波することができる。従って、
２′のレンズで１′の光ファイバーに結合でき、この方
向に進む光はその偏光方向に関係なくほぼ損失なく通過
することができる（第３図（ａ））。

一方、この部品配置で１′の光ファイバーを出射し２′
のレンズでコリメートされた光は３′の複屈折偏光分離
板で紙面に水平方向に偏光した異常光線と、垂直方向に
偏光した常光線に分離される。６のλ／２板を通過した
各々の光線は偏光面を一４５度回転する。次に、４のフ
ァラデー回転子を通過すると今度は＋４５度回転する。

結局λ／２板６とファラデー回転子４を通過する前後で
２つの光線の偏光方向は変化しない。従って、２つの光
線３の複屈折偏光分離板で合波せず、かつ２のレンズで
１の光ファイバーに結合することはないため、この方向
には光は通過できない（第３図（ｂ））。

第４図おいて、複屈折偏光分離板３．３’、　３”は常
光線と異常光線の分離幅がそれぞれＶＴ：１：１のもの
である。

第４図で示した方式は第３図とその構成及び光線の偏光
状態や光の伝播路に若干の違いはあるものの、順方向に
対しては分離した互いに直行する２つの偏光を合波しレ
ンズでもう一方の光ファイバーに結合させ、逆方向に対
しては分離した２つの偏光は分離したままで光ファイバ
ーには結合しないもので基本的には同じである。

このようにして偏光依存性の無い光アイソレータが可能
になる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、複屈折偏光分離板やλ／２板が角柱状で
あるとそれらの光学軸の高い軸出し精度が必要である。

また、高いアイソレーションを得るためにはファラデー
回転子のファラデー回転角は正確に４５度に、λ／２板
の旋光角は正確に４５度になるように厚みを調整しなけ
ればならない。従って、光アイソレータを構成する部品
は極めて高い加工精度を要求され、結局高価なものにな
ってしまうという欠点があった。

［課題を解決するための手段Ｊ 本発明の目的は、構成部品に高い加工精度を必要とせず
、しかも容易に光学調整が可能で、高いアイソレーショ
ンを有し、かつ安価な偏光依存性の無い光アイソレータ
を提供することにある。

この目的を達成するため、本発明の光アイソレータは、
複屈折を利用した光学素子を光学軸の微調整が可能なよ
うに円柱形に加工し、これらを円弧状の溝を有するホル
ダー上で光学調整を行うことを特徴としている。

即ち、本発明の要旨は、円柱形に加工した少なくとも２
個の複屈折を利用した光学素子およびファラデー回転子
を構成部品として含むことを特徴とする光アイソレータ
に存する。

以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する。

第１図及び第２図において、■、１′はシングルモード
の光ファイバー、２，２′はレンズ、３．３’、　３”
は複屈折を利用した偏光分離板、４はファラデー回転子
、５は磁石、６はλ／２板、７は円弧状の溝を有するホ
ルダーである。

光ファイバー１，１′とレンズ２，２′はあらかじめ平
行ビームが得られるよう光学調整を行った。このビーム
径は約３００μｍであった。偏光分離板３，３′はルチ
ル平板を用い、十分なアイソレーションを確保するため
に、直径４ｍｍ、長さ８ｍｍの大きさにした。常光線と
異常光線との分離幅は約７００１．１ｍであった。ファ
ラデー回転子４はビスマス置換磁性ガーネットを用いた
。ファラデー回転角は４７度であった。これを直径２ｍ
ｍの大きさに加工し内径２ｍｍ、外形４ｍｍ、厚み１ｍ
ｍのサマリウムコバルト磁石の内側に挿入し、固定した
。λ／２板６は水晶を用い、外形４ｍｍ、厚み約１．８
ｍｍに加工した。２組の光学調整を行った光ファイバー
とレンズを約２０ｍｍ離して光結合させた。この間に直
径４ｍｍの半円弧状の溝を有するボルダ−を固定した。

この溝に２個の偏光分離板３，３′、ファラデー回転子
４を固定した磁石、λ／２板６を３．５．６．３’の順
序で置く。レーザー光源と光パワーメータを使用して透
過光量をモニターしながら３．６．３’の光軸回りの調
整を行うことにより、挿入損失１．０ｄＢ、アイソレー
ション４０　ｄＢが得られた。また、λ／２板６は光の
人射角度に対し急激にアイソレーションが変化するため
、望ましくは上記の調整とともに光の入射角度を調整す
るのがよく、これにより４５　ｄＢのアイソレーション
が得られた。

次に第２の実施例について説明する。光ファイバー１，
１″とレンズ２，２′はあらかじめ平行ビームが得られ
るよう光学調整を行った。このビーム径は約３００μｍ
であった。偏光分離板３．３’、　３“はルチル平板を
用い、十分なアイソレーションを確保するために直径４
ｍｍ、長さ６ｍｍのもの１個と、直径４ｍｍ、長さ４．
２ｍｍのもの２個を用いた。常光線と異常光線の分離幅
は３：３’：３″＝ｖ’ｒ　：　１　：　１である。

ファラデー回転子４はビスマス置換磁性ガーネットを用
いた。ファラデー回転角は４６度であった。これを直径
２ｍｍの大きさに加工し内径２ｍｍ、外形４ｍｍ、厚み
１ｍｍのサマリウムコバルト磁石の内側に挿入し固定し
た。２組の光学調整を行った光ファイバーとレンズを約
２０ｍｍ離して光結合させた。この間に直径４ｍｍの半
円弧状の溝を有するホルダーを固定する。この溝に３個
の偏光分離板、ファラデー回転子を固定した磁石を３．
５．３．３″の順序で置く。、レーザー光源と光パワー
メータを使用して透過光量をモニターしながら３．５．
３’の光軸回りの調整を行うことにより、挿入損失０．
９　ｄＢ、アイソレーション３６　ｄＢが得られた。

これらの実施例から明らかなように、ファラデー回転子
のファラデー回転角は４５度である必要はなく、ファラ
デー回転子の加工精度が悪＜４５度から数度ずれていて
も、構成部品をすべて円筒状に加工し光軸回りの調整を
行うことにより高いアイソレーションが得られる。これ
らの光学調整は手動のステージだけで容易に行えるため
、安価に組み立てることが可能である。

なお、実施例では偏光分離板にルチル平板を用いたが方
解石やその他の複屈折材料を用いることもできる。

また、ファラデー回転子としてビスマス置換磁性ガーネ
ットを用いたが、イツトリウム鉄ガーネットや常磁性ガ
ラスを用いることもでき、磁石もサマリウムコバルト磁
石に限定されない。

［発明の効果］ 本発明によると、構成部品に高い加工精度を必要とせず
、しかも容易に光学調整が可能で、高いアイソレーショ
ンを有し、かつ安価な偏光依存性の無い光アイソレーシ
ョンを捉供することができるため、工業的に有用である
。

【図面の簡単な説明】

第３図および第４図は、従来の光アイソレータの構成概
略図及び光の偏光状態と伝播路を示した概略図であり、
（ａ）、（ｂ）はそれぞれ順方向と逆方向である。１，
１′は光ファイバー、２，２′はレンズ、３，３′は複
屈折偏光分離板、４はファラデー回転子、６はλ／２板
である。 第１図および第２図は、本発明の光アイソレータの例を
示す構成概略図である。１，１′はシングルモードの光
ファイバー、２，２′はレンズ、３．３’、　３″は複
屈折を利用した偏光分離板、４はファラデー回転子、５
は磁石、６はλ／２板、７は円弧状の溝を有するホルダ
ーである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）円柱形に加工した少なくとも２個の複屈折を利用
   した光学素子およびファラデー回転子を構成部品として
   含むことを特徴とする光アイソレータ。
2. （２）各構成部品を円弧状の溝を有するホルダー上に置
   いて光学調整を行うことを特徴とする特許請求範囲第１
   項記載の光アイソレータ。