JPH04184315A - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JPH04184315A JPH04184315A JP31323790A JP31323790A JPH04184315A JP H04184315 A JPH04184315 A JP H04184315A JP 31323790 A JP31323790 A JP 31323790A JP 31323790 A JP31323790 A JP 31323790A JP H04184315 A JPH04184315 A JP H04184315A
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
ける反射戻り光を遮断する機能を有する光アイソレータ
の構成に関する。
る高速・高密度情報伝送技術の発展に伴って、LD光源
の単一モード化、狭繰輻化が促進され、現在では分布帰
還レーザ(DFB−LD)、多量子井戸構造レーザ(M
QW−LD)など優れた発光源が開発されており、光フ
ァイバ・受光源等の進歩と相まってその実現化が要望さ
れている。しかし、上記LDの場合、高速信号源として
卓越した性能を示す反面、反射戻り光に対しても敏感で
あり、雑音信号を誘起し易い欠点がある。したがって、
LDの直前に回帰光を遮断する非相反素子として光アイ
ソレータを配置するのが一般的である。通常は30〜4
0dBの消光特性をもつ光アイソレータが採用されてい
るが、最近のアナログCATVシステムやこれからの発
展が予想される、コヒーレント光通信等においては60
dB以上の消光特性が要求されており、光アイソレータ
は小形化・低価格化・高消光比化の三要素同時併立が強
く望まれている。このような要望に対し、すでに幾つか
の試みが実施されている。たとえば、特公昭61−17
31号公報には3個の偏光プリズムと1個のファラデー
回転子を用いて経路中に光路折り返し用光学素子を配置
した構成が提案されているが、全体として大型構成とな
っている。一方、特開昭63−49728号公報におい
てもほとんど同様な技術背景からなり、温度波長の広帯
域化を目的とし、3個の偏光子を温度帯域・波長帯域に
合わせて微小角度だけ変位した構成が提案され、変位し
ない時の消光特性を憎牲にしているが、広帯域化を実現
したものである。
a)に示すように光線の遮断方向に沿って、偏光子PI
、 ファラデー回転子Fl、 検光子P2からなる
一段型の光アイソレータの検光子と、二段目の光アイソ
レータの偏光子P3との偏波面を合わせた完全な二段構
成と、(a)の連結部分の検光子P2か偏光子P3の一
方を省略する構成(b)がある。実際に組み立てると、
この構成では高消光比は実現できない。例えば(a)に
示すような完全二段構成を考慮した場合、遮断方向では
最初に透過するファラデー回転子F1により45°回転
した直線偏光と、それに直交する僅かな楕円成分光に分
離する。ところが、二段目の偏光子P2を透過するとき
、45°回転した直線偏光成分は偏光子の偏光分離能力
だけ遮断し、遮断しきれなかった微小な光と、透過偏波
面に平行なため損失なく透過できる楕円成分が残る。こ
の時点で消光特性はこれら二成分の合計で決定されるが
、例えば使用した偏光子の消光特性が一55dBで、フ
ァラデー回転子の楕Fi成分が一45dBとすれば、当
然−45dBの消光となる。偏光子の性能が劣っていれ
ば逆の場合も当然起こり得る。しかし、遮断しきれなか
った成分は次の偏光子P3を透過するとき再度遮断され
、はとんど無視できる程度に減衰するので楕円成分だけ
第二のファラデー回転子F2まで到達する。ここで再度
45°回転し、最後の偏光子P4で遮断され、−80d
B程度の遮断効果が期待できる。 一方(b)に示す擬
二段連結型光アイソレータの場合、中間に配置される偏
光子P2の消光能力以上は期待できない、即ち中間の偏
光子P2を透過した光は遮断しきれなかった成分と、直
交する楕円成分が第二のファラデー回転子F2へ行き、
45°回転して最後の偏光子P3に到達する。ここでは
楕円成分を遮断する効果しかないので、直交成分は自由
に透過し、結局中間に配置された第二の偏光子P2の遮
断しぎれなかった光が透過し、もし偏光子の消光特性が
一55dBならば一55dBが最大消光となり、偏光子
を一個省略した場合、部品点数−個削減にはなるが、消
光損失が完全二段型に比較して大幅に劣化する。
、ファラデー回転子2個の構成で高い消光比を実現した
光アイソレータを提供するものである。第1図は本発明
の光アイソレータの構造図を、下部にその遮断原理を偏
波面の挙動から説明した模式図を示す0図面中、遮断方
向からみて最初の偏光子をPl、次にファラデー回転子
F1、中間の偏光子P2、第二のファラデー回転子F2
および最後の偏光子をP3とする。Plを透過した直線
偏光をOdBの光強度とする。この直線偏光は、Flで
45°回転するとともにほぼOdBの直線偏光と、直交
した楕円成分(光強度を−EdBとする)に分離する。
き、Δ°だけ遮断方向からずれるので、偏光子の消光能
力を−PdBとすると、偏光子P2の透過光は直線偏光
成分としてS += 5in2Δ、Pcm 10−”1
0・cos”Δ、楕円成分としてE C= 10−”/
I O、c o s 2Δ、 E P S = 1
0−””10−””−5in’Δとなる。ここでEPS
はほとんど光量が零で無視できる。Sの偏光方向はEC
と同一方向でPlに対して45+Δ°の角度を示す。P
Cは遮断漏れの光でありSに直交する。SとPCを合成
すると、その合成光方向はSおよびECとの角度をθと
すれば、θ= tan−’ P C/ Sの関係を持つ
。即ちP3の遮断方向を、合成光を遮断する方向に揃え
るとき、残余の楕円成分もほとんど同じ方向であり一括
して消光できるので、45°に調整したとき回避できな
い遮断しきれなかった残余光も減衰できる。第3図に以
上の構成で連結したときのPlとP2との変位角Δと得
られる消光特性(逆方向挿入損失)を示す、偏光子の消
光能力を一55dB1 ファラデー回転子の楕円成分
を一45dBとして計算したときの理論値である。変位
角Δが約2.5°で最大損失−69dBが得られる。そ
こで、変位角Δを2.5°に固定し、つまりPlとP2
を47.5°に固定してP3をP2の偏波方向と45°
方向を基準にとり、+15゜回転したときの逆方向挿入
損失を第4図に示す。
5°近傍になることがわかる。これは、P2に対して4
2.5°の角度位置に該当する。Δ値としては第3図か
ら挿入損失が一55dB以上であれば良いが、好ましく
は一60dB以上が実用的であり、loから10°の範
囲内に設定される。
P2に対して±15°変位し、ピーク探索したものを第
5図に示す、明らかに偏光子の消光能力−55dB以上
になる角度位置は存在しない。
よびファラデー回転素子の楕円性能に依存するものであ
り、第6図に偏光子の消光比Pを横軸に、ファラデー回
転子の楕円成分Eをパラメータとして最大逆方向挿入損
失を示す変位角Δの理論計算値を示す。第7図はそのと
きの最大逆方向挿入損失を示した図である。第6図、第
7図から、ファラデー回転子の楕円性が劣ると高級な偏
光子を用いても、偏光子の能力以下の性能しかとれない
こともある0例えば、E = −30dB% P =−
60dBの場合、最大逆方向挿入損失は−55,5dB
である。従って、本発明を効果的に実現するためには偏
光子の消光特性とファラデー回転子の楕円特性が調和し
ていることが望ましい0例えば、E = −40dB%
P =−40dBの場合最大逆方向挿入損失は一60
dBとなり一20dBの効果が期待できる。以上の理論
的検討から、本発明に開示される方式、即ちP2はPl
に対して微小角度ずらし、P3の遮断方向をSとPCの
合成方向に合わせる操作は、偏光子3個構成では偏光子
の消光能力以上にとれなかった逆方向挿入損失を大幅に
教養することが可能となった。
てLPE成長法によるBi置換希土類鉄ガーネットフィ
ルム、偏光子として偏光吸収型偏光ガラスであり、その
楕円特性および消光特性はそれぞれ一45dBおよび一
55dBであった。ファラデー回転子を飽和磁化するた
めの永久磁石は、S+Co磁石を採用した。これらの部
品から、■完全二段型構成(第2図(a)) 、■本発
明による擬二段型Δ変位構成、■擬二段型零変位構成(
第2図(b)) 、■−段製型構成4機種を組み立てた
。擬二段型構成とは偏光子4個を用いる完全二段型に対
して、偏光子3個構成の光アイソレータである。波長は
1.31μm、寸法は外径4mm。
。第8図は、■の偏光子P3を回転したときの逆方向挿
入損失を■構成と比較した測定値を示した図である0本
発明の構成では最大挿入損失が一66dB、零変位構成
では一54dBとなり、大きく向上している0以上によ
り中間偏光子P2で遮断しきれなかった偏光子の消光漏
れ光を、Δ変位によって偏光方向を合成によってほぼ9
0゜方向転換させ、第一ファラデー回転子の楕円成分と
合わせて消光する効果が確認できた。また、上記四種類
の光アイソレータについて順方向・逆方向挿入損失結果
を計測温度を横軸にとった温度特性を第8図および第1
0rl!Jに示す0本発明のΔ変位光アイソレータは、
はとんど完全二段型に匹敵する特性を得た。45°から
微小角度変位したとかの挿入損失の劣化も、第7図にみ
られるようにほとんど影響されないことも確認できた。
実際に認められた。
った高消光特性を、偏光子3個構成の光アイソレータで
実現するものであり、光アイソレータの小型化、低価格
化に寄与することができ、今後予想されるアナログ伝送
用LDモジュールや、コヒーレント光伝送用LDモジュ
ールの実用化に貢献することが期待できる。
波面の挙動を説明した模式図を示す。 第2図は、従来の二段構成の光アイソレータの構成図を
示す。 第3図、第4図、第5図は、逆挿入損失に関する理論計
算値であり、微小角変位の影響、最終偏光子の調整角度
に対する変化を示す。 第8図、第7図は、偏光子の消光特性とファラデー回転
子の楕円特性の違いが、微小変位角および最大逆方向挿
入損失に及ぼす影響を示す。 第8図は擬二段型における本発明と他の構成による光ア
イソレータの逆方向挿入損失の測定、 値を示す。 第8図、第10図に、本発明と他の構成との光アイソレ
ータの、順方向・逆方向挿入損失の測定値を比較した図
を示す。 特許出願人 並木精密宝石株式会社 第 1 図 PI FI P2 F3 F2 F4−
■\メメ÷: (a) PI FI P2 F2 F3− ■
\ 〆÷ 1 (b) 第2図 変 イL角Δ(deg) 第31!1 奮位角Δ(deg) tl: 4i 14 Δ (deg)第5図 vn t J二乙 (dB) −44’)J第
6!!l 清を比(dB)4先す 第7図 支位角△(deg) 第8図 第9図
Claims (1)
- 光線の遮断方向に沿って、第一の偏光子P1、第一のフ
ァラデー回転子F1、第二の偏光子P2、第二のファラ
デー回転子F2および第三の偏光子P3の順に光学素子
が配列された二段連結型光アイソレータにおいて、P1
とP2の偏光面のなす角度を、45°±Δ゜とし、P2
とP3の偏光面のなす角度を45°■Δ゜とし、前記変
位角Δ値を1゜<Δ゜<10゜の範囲内に設定すること
を特徴とした光アイソレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2313237A JP2565423B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 光アイソレータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2313237A JP2565423B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 光アイソレータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04184315A true JPH04184315A (ja) | 1992-07-01 |
JP2565423B2 JP2565423B2 (ja) | 1996-12-18 |
Family
ID=18038767
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2313237A Expired - Fee Related JP2565423B2 (ja) | 1990-11-19 | 1990-11-19 | 光アイソレータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2565423B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023218984A1 (ja) * | 2022-05-09 | 2023-11-16 | 信越化学工業株式会社 | 光アイソレータ |
WO2024121905A1 (ja) * | 2022-12-05 | 2024-06-13 | 日本電信電話株式会社 | 光デバイス及び光増幅装置 |
-
1990
- 1990-11-19 JP JP2313237A patent/JP2565423B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023218984A1 (ja) * | 2022-05-09 | 2023-11-16 | 信越化学工業株式会社 | 光アイソレータ |
WO2024121905A1 (ja) * | 2022-12-05 | 2024-06-13 | 日本電信電話株式会社 | 光デバイス及び光増幅装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2565423B2 (ja) | 1996-12-18 |
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