JPH04326320A - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JPH04326320A JPH04326320A JP3097204A JP9720491A JPH04326320A JP H04326320 A JPH04326320 A JP H04326320A JP 3097204 A JP3097204 A JP 3097204A JP 9720491 A JP9720491 A JP 9720491A JP H04326320 A JPH04326320 A JP H04326320A
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S372/00—Coherent light generators
- Y10S372/703—Optical isolater
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、順方向に進む光を通過
させ逆方向に進む光（戻り光）を遮断する光アイソレー
タに係り、特に、戻り光遮断波長帯域を広くとれるもの
に関する。
させ逆方向に進む光（戻り光）を遮断する光アイソレー
タに係り、特に、戻り光遮断波長帯域を広くとれるもの
に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、光ファイバ伝送系においては、
光ファイバの接続点及び入・出射端等で反射された反射
戻り光の除去を図り、半導体レーザ光源等の安定化や高
い光伝送品質を確保するために、従来から磁気光学素子
（ファラデーローテータ）を利用した光アイソレータが
用いられている。
光ファイバの接続点及び入・出射端等で反射された反射
戻り光の除去を図り、半導体レーザ光源等の安定化や高
い光伝送品質を確保するために、従来から磁気光学素子
（ファラデーローテータ）を利用した光アイソレータが
用いられている。
【０００３】この光アイソレータは、共通の光軸上に偏
光面を４５°ずらして配置した１対の偏光子の間に磁気
光学素子を配置したものである。これにより、一方の偏
光子側から入射した順方向の光はこの偏光子によって直
線偏光にされ、磁気光学素子によってその偏波面を４５
°回転された後、他方の偏光子を通過して射出される。 この射出された光の一部が外部光学部品の入・出射端面
等で反射されて反射戻り光となって逆方向に進み、上記
他方の偏光子に入射する。他方の偏光子に入射した戻り
光はこの偏光子によって直線偏光にされ、磁気光学素子
によって偏波面を４５°回転される。この場合の回転方
向は光の進行方向によらず同じ方向であるから、この磁
気光学素子を射出した戻り光の偏波面は結局一方の偏光
子の偏光面に対して９０°ずれているので、この偏光子
を通過することができず、ここで進行が遮断される。
光面を４５°ずらして配置した１対の偏光子の間に磁気
光学素子を配置したものである。これにより、一方の偏
光子側から入射した順方向の光はこの偏光子によって直
線偏光にされ、磁気光学素子によってその偏波面を４５
°回転された後、他方の偏光子を通過して射出される。 この射出された光の一部が外部光学部品の入・出射端面
等で反射されて反射戻り光となって逆方向に進み、上記
他方の偏光子に入射する。他方の偏光子に入射した戻り
光はこの偏光子によって直線偏光にされ、磁気光学素子
によって偏波面を４５°回転される。この場合の回転方
向は光の進行方向によらず同じ方向であるから、この磁
気光学素子を射出した戻り光の偏波面は結局一方の偏光
子の偏光面に対して９０°ずれているので、この偏光子
を通過することができず、ここで進行が遮断される。
【０００４】このように、１対の偏光子と１つの磁気光
学素子とで構成される光アイソレータは、光アイソレー
タとしての機能を果たすための最小単位の意味でシング
ルアイソレータと呼ばれる。このシングルアイソレータ
によって得られるアイソレーション、すなわち、同一強
度の光を順方向に通過させた場合における入射光強度と
出射光強度との比（ｄＢ）と、逆方向に通過させた場合
における入射光強度と出射光強度との比（ｄＢ）との差
は通常−３０ｄＢ程度である。しかし、例えば、半導体
レーザ光源に高い発振周波数等の安定度が要求される場
合には、このアイソレーションでは不十分であり、それ
ゆえ、従来から、より高いアイソレーションを得るため
に、このシングルアイソレータを直列に２個配置して−
６０ｄＢ以上の高いアイソレーションが得られる高アイ
ソレーションタイプの光アイソレータが用いられている
（例えば、特開昭６２−１８９４２２ 号公報参照）。
学素子とで構成される光アイソレータは、光アイソレー
タとしての機能を果たすための最小単位の意味でシング
ルアイソレータと呼ばれる。このシングルアイソレータ
によって得られるアイソレーション、すなわち、同一強
度の光を順方向に通過させた場合における入射光強度と
出射光強度との比（ｄＢ）と、逆方向に通過させた場合
における入射光強度と出射光強度との比（ｄＢ）との差
は通常−３０ｄＢ程度である。しかし、例えば、半導体
レーザ光源に高い発振周波数等の安定度が要求される場
合には、このアイソレーションでは不十分であり、それ
ゆえ、従来から、より高いアイソレーションを得るため
に、このシングルアイソレータを直列に２個配置して−
６０ｄＢ以上の高いアイソレーションが得られる高アイ
ソレーションタイプの光アイソレータが用いられている
（例えば、特開昭６２−１８９４２２ 号公報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の高アイソレーションタイプの光アイソレータを、例
えば、半導体レーザ光源への戻り光遮断に用いた場合、
レーザ光の発振波長から外れた波長領域におけるアイソ
レーションが十分に得られないことがわかった。以下、
この点を説明する。
来の高アイソレーションタイプの光アイソレータを、例
えば、半導体レーザ光源への戻り光遮断に用いた場合、
レーザ光の発振波長から外れた波長領域におけるアイソ
レーションが十分に得られないことがわかった。以下、
この点を説明する。
【０００６】図５は、発振波長が１．３１μｍの半導体
レーザ光源から射出されるレーザ光のスペクトル分布を
示す図である。この図から明らかなように、１．４μｍ
以上の波長領域においてもある程度の光強度を有してい
ることがわかる。なお、光強度の測定は、半導体レーザ
光源から射出されたレーザ光を上述した従来の高アイソ
レーションタイプの光アイソレータの順方向から入射し
たときに該光アイソレータから射出された光の強度を測
定し、その測定光強度に対するレーザ光源から射出され
発振波長のピーク強度の比を光強度比として求めたもの
である。図の縦軸が光強度比（単位；ｄＢ）、横軸が波
長（単位；μｍ）である。
レーザ光源から射出されるレーザ光のスペクトル分布を
示す図である。この図から明らかなように、１．４μｍ
以上の波長領域においてもある程度の光強度を有してい
ることがわかる。なお、光強度の測定は、半導体レーザ
光源から射出されたレーザ光を上述した従来の高アイソ
レーションタイプの光アイソレータの順方向から入射し
たときに該光アイソレータから射出された光の強度を測
定し、その測定光強度に対するレーザ光源から射出され
発振波長のピーク強度の比を光強度比として求めたもの
である。図の縦軸が光強度比（単位；ｄＢ）、横軸が波
長（単位；μｍ）である。
【０００７】また、図６は、図５に示されるスペクトル
を有するレーザ光を上述した従来の高アイソレーション
タイプの光アイソレータの逆方向から入射したときに漏
れ光として検出される光の強度を測定してアイソレーシ
ョン特性を求めたものである。表示法及び単位等は図５
と同じである。
を有するレーザ光を上述した従来の高アイソレーション
タイプの光アイソレータの逆方向から入射したときに漏
れ光として検出される光の強度を測定してアイソレーシ
ョン特性を求めたものである。表示法及び単位等は図５
と同じである。
【０００８】図６から明らかなように、この光アイソレ
ータでは、波長１．４μｍ以上のノイズ光の遮断がほと
んど行われず、発振波長成分の漏れ光と略同じ強度レベ
ルの洩れが生じていることがわかる。このようなノイズ
成分が半導体レーザ光源に入射すると、レーザ発振を乱
すおそれがある。
ータでは、波長１．４μｍ以上のノイズ光の遮断がほと
んど行われず、発振波長成分の漏れ光と略同じ強度レベ
ルの洩れが生じていることがわかる。このようなノイズ
成分が半導体レーザ光源に入射すると、レーザ発振を乱
すおそれがある。
【０００９】この原因を究明した結果、この光アイソレ
ータに用いている偏光子の遮断波長帯域が１．４μｍ以
下であるためであることがわかった。すなわち、図７は
、上述の従来の高アイソレーションタイプに用いている
偏光子のＳ波遮断波長帯域特性、つまり、偏光子のＰ波
を透過させる偏光面と直交する偏波面を持つ直線偏光に
対する透過率の波長依存特性を示すものであるが、この
図に示されるように、遮断中心波長を１．２μｍに設定
すると、透過率がゼロの領域がほぼ０．９〜１．４μｍ
の波長領域内に限定される。このため、波長１．４μｍ
以上のノイズ光をカットすることができなかった。これ
は、この種の光アイソレータに用いられる偏光子は一般
に偏光ビームスプリッタ（偏光膜付キューブ型ビームス
プリッタ）であり、この偏光ビームスプリッタでは遮断
波長帯域を広くとることができないからである。なお、
ここで、Ｐ波とは、光の電気ベクトルが入射光と入射法
線とを含む平面（入射面）内にある光をいい、Ｓ波とは
、光の電気ベクトルが入射光と入射法線とを含む平面（
入射面）に直交する光をいう。
ータに用いている偏光子の遮断波長帯域が１．４μｍ以
下であるためであることがわかった。すなわち、図７は
、上述の従来の高アイソレーションタイプに用いている
偏光子のＳ波遮断波長帯域特性、つまり、偏光子のＰ波
を透過させる偏光面と直交する偏波面を持つ直線偏光に
対する透過率の波長依存特性を示すものであるが、この
図に示されるように、遮断中心波長を１．２μｍに設定
すると、透過率がゼロの領域がほぼ０．９〜１．４μｍ
の波長領域内に限定される。このため、波長１．４μｍ
以上のノイズ光をカットすることができなかった。これ
は、この種の光アイソレータに用いられる偏光子は一般
に偏光ビームスプリッタ（偏光膜付キューブ型ビームス
プリッタ）であり、この偏光ビームスプリッタでは遮断
波長帯域を広くとることができないからである。なお、
ここで、Ｐ波とは、光の電気ベクトルが入射光と入射法
線とを含む平面（入射面）内にある光をいい、Ｓ波とは
、光の電気ベクトルが入射光と入射法線とを含む平面（
入射面）に直交する光をいう。
【００１０】遮断波長帯域を広くとることができる偏光
子としては、例えば、方解石やルチル等を用いた偏光子
があるが、これらは著しく高価であるという欠点を有し
ている。
子としては、例えば、方解石やルチル等を用いた偏光子
があるが、これらは著しく高価であるという欠点を有し
ている。
【００１１】本発明は、上述の背景のもとでなされたも
のであり、戻り光遮断波長帯域を広くとれ、かつ、比較
的安価に製造できる光アイソレータを提供することを目
的としたものである。
のであり、戻り光遮断波長帯域を広くとれ、かつ、比較
的安価に製造できる光アイソレータを提供することを目
的としたものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
めに、本発明は、（１） 入射光を直線偏光にして出射
する第１偏光子と、この第１偏光子から出射された偏光
光を入射してその偏波面を回転して出射する磁気光学素
子と、この磁気光学素子から出射された直線偏光の偏波
面にその偏光面を一致させて該直線偏光を入射して出射
させる第２偏光子とで構成されるシングルアイソレータ
を光軸を共通にして複数個直列に配置してなる光アイソ
レータにおいて、前記各シングルアイソレータとして順
方向に対して逆の方向に進む戻り光の波長成分のうち進
行を遮断できる波長成分の帯域たる戻り光遮断波長帯域
が互いに異なるものを用いたことを特徴とした構成とし
た。
めに、本発明は、（１） 入射光を直線偏光にして出射
する第１偏光子と、この第１偏光子から出射された偏光
光を入射してその偏波面を回転して出射する磁気光学素
子と、この磁気光学素子から出射された直線偏光の偏波
面にその偏光面を一致させて該直線偏光を入射して出射
させる第２偏光子とで構成されるシングルアイソレータ
を光軸を共通にして複数個直列に配置してなる光アイソ
レータにおいて、前記各シングルアイソレータとして順
方向に対して逆の方向に進む戻り光の波長成分のうち進
行を遮断できる波長成分の帯域たる戻り光遮断波長帯域
が互いに異なるものを用いたことを特徴とした構成とし
た。
【００１３】また、構成１の方法の態様として、（２）
構成１の光アイソレータにおいて、前記シングルアイ
ソレータを光軸を共通にして２個直列に配置すると共に
、これら２個のシングルアイソレータは、一方のシング
ルアイソレータの戻り光遮断波長帯域と他方のシングル
アイソレータの戻り光遮断波長帯域とが重なる領域を有
し、かつ、一方のシングルアイソレータの戻り光遮断波
長帯域の中心波長が、これら２個のシングルアイソレー
タの戻り光遮断波長帯域を合わせた光アイソレータ全体
としての戻り光遮断波長帯域の中心波長に対して短波長
側にあり、他方のシングルアイソレータの戻り光遮断波
長帯域の中心波長が前記光アイソレータ全体としての戻
り光遮断波長帯域の中心波長に対して長波長側にあるも
のであることを特徴とした構成とした。
構成１の光アイソレータにおいて、前記シングルアイ
ソレータを光軸を共通にして２個直列に配置すると共に
、これら２個のシングルアイソレータは、一方のシング
ルアイソレータの戻り光遮断波長帯域と他方のシングル
アイソレータの戻り光遮断波長帯域とが重なる領域を有
し、かつ、一方のシングルアイソレータの戻り光遮断波
長帯域の中心波長が、これら２個のシングルアイソレー
タの戻り光遮断波長帯域を合わせた光アイソレータ全体
としての戻り光遮断波長帯域の中心波長に対して短波長
側にあり、他方のシングルアイソレータの戻り光遮断波
長帯域の中心波長が前記光アイソレータ全体としての戻
り光遮断波長帯域の中心波長に対して長波長側にあるも
のであることを特徴とした構成とした。
【００１４】さらに、構成２の態様として、（３） 構
成２の光アイソレータにおいて、前記一方のシングルア
イソレータを構成する第１及び第２偏光子は、ともにこ
れらの偏光面と直交する偏波面を有する戻り光を遮断す
る戻り光遮断波長帯域の中心波長が光アイソレータ全体
としての戻り光遮断波長帯域の中心波長に対して短波長
側にあり、かつ、前記他方のシングルアイソレータを構
成する第１及び第２偏光子は、ともにこれらの偏光面と
直交する偏波面を有する戻り光を遮断する戻り光遮断波
長帯域の中心波長が光アイソレータ全体としての戻り光
遮断波長帯域の中心波長に対して長波長側にあるもので
あることを特徴とした構成とした。
成２の光アイソレータにおいて、前記一方のシングルア
イソレータを構成する第１及び第２偏光子は、ともにこ
れらの偏光面と直交する偏波面を有する戻り光を遮断す
る戻り光遮断波長帯域の中心波長が光アイソレータ全体
としての戻り光遮断波長帯域の中心波長に対して短波長
側にあり、かつ、前記他方のシングルアイソレータを構
成する第１及び第２偏光子は、ともにこれらの偏光面と
直交する偏波面を有する戻り光を遮断する戻り光遮断波
長帯域の中心波長が光アイソレータ全体としての戻り光
遮断波長帯域の中心波長に対して長波長側にあるもので
あることを特徴とした構成とした。
【００１５】また、この構成３の態様として、（４）
構成３の光アイソレータにおいて、前記一方のシングル
アイソレータを構成する第１偏光子と第２偏光子との戻
り光遮断波長帯域が互いに略同じであり、かつ、前記他
方のシングルアイソレータを構成する第１偏光子と第２
偏光子の戻り光遮断波長帯域が互いに略同じであること
を特徴とした構成とした。
構成３の光アイソレータにおいて、前記一方のシングル
アイソレータを構成する第１偏光子と第２偏光子との戻
り光遮断波長帯域が互いに略同じであり、かつ、前記他
方のシングルアイソレータを構成する第１偏光子と第２
偏光子の戻り光遮断波長帯域が互いに略同じであること
を特徴とした構成とした。
【００１６】そして、構成１ないし４のいずれかの態様
として、（５） 構成１ないし４のいずれかの光アイソ
レータにおいて、前記各シングルアイソレータにを構成
する第１及び第２偏光子を偏光ビームスプリッタで構成
したことを特徴とした構成としたものである。
として、（５） 構成１ないし４のいずれかの光アイソ
レータにおいて、前記各シングルアイソレータにを構成
する第１及び第２偏光子を偏光ビームスプリッタで構成
したことを特徴とした構成としたものである。
【００１７】
【作用】上述の構成１によれば、各シングルアイソレー
タとして戻り光遮断波長帯域が互いに異なるものを用い
たことにより、光アイソレータ全体としての戻り光遮断
波長帯域をこれら各シングルアイソレータの戻り光遮断
波長帯域を合わせた広い波長帯域とすることができる。 具体的には、構成２のように、２個のシングルアイソレ
ータを直列に配置し、一方のシングルアイソレータの戻
り光遮断波長帯域と他方のシングルアイソレータの戻り
光遮断波長帯域とが重なる領域を有するようにし、かつ
、一方のシングルアイソレータの戻り光遮断波長帯域の
中心波長が、これら２個のシングルアイソレータの戻り
光遮断波長帯域を合わせた光アイソレータ全体としての
戻り光遮断波長帯域の中心波長に対して短波長側にあり
、他方のシングルアイソレータの戻り光遮断波長帯域の
中心波長が前記光アイソレータ全体としての戻り光遮断
波長帯域の中心波長に対して長波長側にあるようにすれ
ば、光アイソレータ全体の戻り光遮断中心波長を中心と
して短波長側と長波長側とを含む広い波長領域を戻り光
の遮断波長帯域とすることができる。また、構成３によ
れば、構成２の光アイソレータを容易に得ることができ
、構成４によれば、第１及び第２偏光子を共通の部品で
構成できるので、製造上有利となり、さらに、構成５の
ように、第１及び第２偏光子として偏光ビームスプリッ
タを用いることにより、より製造コストを低減できる。
タとして戻り光遮断波長帯域が互いに異なるものを用い
たことにより、光アイソレータ全体としての戻り光遮断
波長帯域をこれら各シングルアイソレータの戻り光遮断
波長帯域を合わせた広い波長帯域とすることができる。 具体的には、構成２のように、２個のシングルアイソレ
ータを直列に配置し、一方のシングルアイソレータの戻
り光遮断波長帯域と他方のシングルアイソレータの戻り
光遮断波長帯域とが重なる領域を有するようにし、かつ
、一方のシングルアイソレータの戻り光遮断波長帯域の
中心波長が、これら２個のシングルアイソレータの戻り
光遮断波長帯域を合わせた光アイソレータ全体としての
戻り光遮断波長帯域の中心波長に対して短波長側にあり
、他方のシングルアイソレータの戻り光遮断波長帯域の
中心波長が前記光アイソレータ全体としての戻り光遮断
波長帯域の中心波長に対して長波長側にあるようにすれ
ば、光アイソレータ全体の戻り光遮断中心波長を中心と
して短波長側と長波長側とを含む広い波長領域を戻り光
の遮断波長帯域とすることができる。また、構成３によ
れば、構成２の光アイソレータを容易に得ることができ
、構成４によれば、第１及び第２偏光子を共通の部品で
構成できるので、製造上有利となり、さらに、構成５の
ように、第１及び第２偏光子として偏光ビームスプリッ
タを用いることにより、より製造コストを低減できる。
【００１８】
【実施例】図１は本発明の一実施例にかかる光アイソレ
ータの縦断面図、図２はシングルアイソレータの分解斜
視図、図３は２つのシングルアイソレータに用いた偏光
子の遮断波長特性を示す図、図４は一実施例の光アイソ
レータのアイソレーション特性を示す図である。以下、
これらの図を参照しながら本発明の一実施例を詳述する
。なお、この一実施例は、共通の光軸上に戻り光遮断波
長帯域の異なる２個のシングルアイソレータを直列に配
置して光アイソレータを構成した例である。
ータの縦断面図、図２はシングルアイソレータの分解斜
視図、図３は２つのシングルアイソレータに用いた偏光
子の遮断波長特性を示す図、図４は一実施例の光アイソ
レータのアイソレーション特性を示す図である。以下、
これらの図を参照しながら本発明の一実施例を詳述する
。なお、この一実施例は、共通の光軸上に戻り光遮断波
長帯域の異なる２個のシングルアイソレータを直列に配
置して光アイソレータを構成した例である。
【００１９】これらの図において、符号１は外ケース、
符号２は入射側シングルアイソレータケース、符号３は
出射側シングルアイソレータケース、符号２０は入射側
シングルアイソレータ、符号２１は入射側第１偏光子、
符号２２は入射側第２偏光子、符号２３は入射側磁気光
学素子、符号３０は出射側シングルアイソレータ、符号
３１は入射側第１偏光子、符号３２は入射側第２偏光子
、符号３３は入射側磁気光学素子、符号Ｌｉは入射光、
符号Ｌｏは出射光、符号Ｌｒは戻り光である。
符号２は入射側シングルアイソレータケース、符号３は
出射側シングルアイソレータケース、符号２０は入射側
シングルアイソレータ、符号２１は入射側第１偏光子、
符号２２は入射側第２偏光子、符号２３は入射側磁気光
学素子、符号３０は出射側シングルアイソレータ、符号
３１は入射側第１偏光子、符号３２は入射側第２偏光子
、符号３３は入射側磁気光学素子、符号Ｌｉは入射光、
符号Ｌｏは出射光、符号Ｌｒは戻り光である。
【００２０】外ケース１は、円筒状をなしたものであり
、この外ケース１内には入射側シングルアイソレータケ
ース２と出射側シングルアイソレータケース３が挿入固
定される。
、この外ケース１内には入射側シングルアイソレータケ
ース２と出射側シングルアイソレータケース３が挿入固
定される。
【００２１】入射側シングルアイソレータケース２は、
円筒状をなし、外径が外ケース１の内径と略同じで長さ
が外ケース１の長さの略半分である。この入射側シング
ルアイソレータケース２には、入射側第１偏光子２１、
入射側磁気光学素子２３及び入射側第２偏光子２２が光
軸を共通にして挿入固定されるようになっている。すな
わち、入射側第１偏光子２１及び入射側第２偏光子２２
は、それぞれ円柱の一部を切り欠いて偏光子保持部を形
成した偏光子ホルダ２１ａ及び２２ａに保持され、また
、磁気光学素子２３は円筒状の磁気光学素子ホルダ２３
ａ内に挿入固定され、さらに、この磁気光学素子ホルダ
２３ａは円筒状の磁石２４内に挿入固定されている。 そして、これらが偏光子ホルダ２１ａ及び２２ａの間に
磁石２４を挾みこむような配置関係で前記入射側シング
ルアイソレータケース２内に挿入固定される。この場合
、入射側第１偏光子２１の偏光面と入射側第２偏光子２
２とは互いの偏光面が４５°なすように配置される。 これにより、入射側第１偏光子２１、磁気光学素子２３
及び入射側第２偏光子２２が光軸を共通にして配置され
ることになり、入射側シングルアイソレータ２０が構成
される。
円筒状をなし、外径が外ケース１の内径と略同じで長さ
が外ケース１の長さの略半分である。この入射側シング
ルアイソレータケース２には、入射側第１偏光子２１、
入射側磁気光学素子２３及び入射側第２偏光子２２が光
軸を共通にして挿入固定されるようになっている。すな
わち、入射側第１偏光子２１及び入射側第２偏光子２２
は、それぞれ円柱の一部を切り欠いて偏光子保持部を形
成した偏光子ホルダ２１ａ及び２２ａに保持され、また
、磁気光学素子２３は円筒状の磁気光学素子ホルダ２３
ａ内に挿入固定され、さらに、この磁気光学素子ホルダ
２３ａは円筒状の磁石２４内に挿入固定されている。 そして、これらが偏光子ホルダ２１ａ及び２２ａの間に
磁石２４を挾みこむような配置関係で前記入射側シング
ルアイソレータケース２内に挿入固定される。この場合
、入射側第１偏光子２１の偏光面と入射側第２偏光子２
２とは互いの偏光面が４５°なすように配置される。 これにより、入射側第１偏光子２１、磁気光学素子２３
及び入射側第２偏光子２２が光軸を共通にして配置され
ることになり、入射側シングルアイソレータ２０が構成
される。
【００２２】出射側シングルアイソレータケース３は、
入射側シングルアイソレータケース２と同様に円筒状を
なし、外径が外ケース１の内径と略同じで長さが外ケー
ス１の長さの略半分である。この出射側シングルアイソ
レータケース３には、出射側第１偏光子３１、出射側磁
気光学素子３３及び出射側第２偏光子３２が光軸を共通
にして挿入固定されるようになっている。また、出射側
第１偏光子３１及び出射側第２偏光子３２は、それぞれ
円柱の一部を切り欠いて偏光子保持部を形成した偏光子
ホルダ３１ａ及び３２ａに保持され、また、磁気光学素
子３３は円筒状の磁気光学素子ホルダ３３ａ内に挿入固
定され、さらに、この磁気光学素子ホルダ３３ａは円筒
状の磁石３４内に挿入固定されている。そして、これら
が偏光子ホルダ３１ａ及び３２ａの間に磁石３４を挾み
こむような配置関係で出射側シングルアイソレータケー
ス３内に挿入固定されているものである。この場合、出
射側第１偏光子３１の偏光面と出射側第２偏光子３２と
は互いの偏光面が４５°なすように配置される。これに
より、出射側第１偏光子３１、出射側磁気光学素子３３
及び出射側第２偏光子３２が光軸を共通にして配置され
ることになり、出射側シングルアイソレータ３０が構成
される。
入射側シングルアイソレータケース２と同様に円筒状を
なし、外径が外ケース１の内径と略同じで長さが外ケー
ス１の長さの略半分である。この出射側シングルアイソ
レータケース３には、出射側第１偏光子３１、出射側磁
気光学素子３３及び出射側第２偏光子３２が光軸を共通
にして挿入固定されるようになっている。また、出射側
第１偏光子３１及び出射側第２偏光子３２は、それぞれ
円柱の一部を切り欠いて偏光子保持部を形成した偏光子
ホルダ３１ａ及び３２ａに保持され、また、磁気光学素
子３３は円筒状の磁気光学素子ホルダ３３ａ内に挿入固
定され、さらに、この磁気光学素子ホルダ３３ａは円筒
状の磁石３４内に挿入固定されている。そして、これら
が偏光子ホルダ３１ａ及び３２ａの間に磁石３４を挾み
こむような配置関係で出射側シングルアイソレータケー
ス３内に挿入固定されているものである。この場合、出
射側第１偏光子３１の偏光面と出射側第２偏光子３２と
は互いの偏光面が４５°なすように配置される。これに
より、出射側第１偏光子３１、出射側磁気光学素子３３
及び出射側第２偏光子３２が光軸を共通にして配置され
ることになり、出射側シングルアイソレータ３０が構成
される。
【００２３】また、入射側シングルアイソレータケース
２と出射側シングルアイソレータケース３とを外ケース
１内に挿入固定することにより、入射側シングルアイソ
レータ２０と出射側シングルアイソレータ３０とが光軸
を共通にして直列に配置されることになる。この場合、
入射側シングルアイソレータ２０を構成する入射側第２
偏光子２２と出射側第２偏光子とが隣り合わせになるよ
うに配置される。
２と出射側シングルアイソレータケース３とを外ケース
１内に挿入固定することにより、入射側シングルアイソ
レータ２０と出射側シングルアイソレータ３０とが光軸
を共通にして直列に配置されることになる。この場合、
入射側シングルアイソレータ２０を構成する入射側第２
偏光子２２と出射側第２偏光子とが隣り合わせになるよ
うに配置される。
【００２４】入射側第１偏光子２１、入射側第２偏光子
２２、出射側第１偏光子３１及び出射側第２偏光子３２
はともに偏光ビームスプリッタによって構成されている
。図３（ａ）は入射側第１偏光子２１及び入射側第２偏
光子２２のＳ波遮断波長帯域特性を示す図であり、図３
（ｂ）は出射側第１偏光子３１及び出射側第２偏光子３
２のＳ波遮断波長帯域特性を示す図である。ここで、入
射側第１偏光子２１と入射側第２偏光子２２とのＳ波遮
断波長帯域特性は同じであり、また、出射側第１偏光子
３１と出射側第２偏光子３２とのＳ波遮断波長帯域特性
は同じである。なお、図３のグラフにおいては、縦軸が
透過率（単位；％）、横軸が波長（単位；μｍ）である
。図３から明らかなように、入射側第１偏光子２１と入
射側第２偏光子２２との遮断波長帯域は０．９〜１．４
μｍであり、また、出射側第１偏光子３１と出射側第２
偏光子３２との遮断波長帯域は１．１５〜１．６５μｍ
である。したがって、入射側シングルアイソレータ２０
と出射側シングルアイソレータ３０とを直列に配置した
光アイソレータは、上記遮断波長帯域が重なる範囲、す
なわち、１．１５〜１．４μｍの範囲では２つのシング
ルアイソレータのアイソレーションを重畳した極めて高
いアイソレーション得られ、一方、重ならない範囲、す
なわち、０．９〜１．１５μｍ及び１．４〜１．６５μ
ｍの範囲では、１つのシングルアイソレータによるアイ
ソレーションが得られる。よって、例えば、図５に示さ
れるスペクトル分布を有する半導体レーザ光源から射出
されたレーザ光のアイソレーションを行うと、１．３１
μｍの発振波長では極めて高いアイソレーションを発揮
し、一方、波長１．４μｍ付近ではノイズ光の除去には
十分なアイソレーションが得られる。
２２、出射側第１偏光子３１及び出射側第２偏光子３２
はともに偏光ビームスプリッタによって構成されている
。図３（ａ）は入射側第１偏光子２１及び入射側第２偏
光子２２のＳ波遮断波長帯域特性を示す図であり、図３
（ｂ）は出射側第１偏光子３１及び出射側第２偏光子３
２のＳ波遮断波長帯域特性を示す図である。ここで、入
射側第１偏光子２１と入射側第２偏光子２２とのＳ波遮
断波長帯域特性は同じであり、また、出射側第１偏光子
３１と出射側第２偏光子３２とのＳ波遮断波長帯域特性
は同じである。なお、図３のグラフにおいては、縦軸が
透過率（単位；％）、横軸が波長（単位；μｍ）である
。図３から明らかなように、入射側第１偏光子２１と入
射側第２偏光子２２との遮断波長帯域は０．９〜１．４
μｍであり、また、出射側第１偏光子３１と出射側第２
偏光子３２との遮断波長帯域は１．１５〜１．６５μｍ
である。したがって、入射側シングルアイソレータ２０
と出射側シングルアイソレータ３０とを直列に配置した
光アイソレータは、上記遮断波長帯域が重なる範囲、す
なわち、１．１５〜１．４μｍの範囲では２つのシング
ルアイソレータのアイソレーションを重畳した極めて高
いアイソレーション得られ、一方、重ならない範囲、す
なわち、０．９〜１．１５μｍ及び１．４〜１．６５μ
ｍの範囲では、１つのシングルアイソレータによるアイ
ソレーションが得られる。よって、例えば、図５に示さ
れるスペクトル分布を有する半導体レーザ光源から射出
されたレーザ光のアイソレーションを行うと、１．３１
μｍの発振波長では極めて高いアイソレーションを発揮
し、一方、波長１．４μｍ付近ではノイズ光の除去には
十分なアイソレーションが得られる。
【００２５】入射側磁気光学素子２４及び出射側磁気光
学素子３４はともにＹＩＧ（イットリウム鉄ガーネット
Ｙ３ Ｆｅ５ Ｏ１２）単結晶を円柱状に形成し、両端
面を平行にしてこれら両端面に反射防止膜を形成したも
のである。この磁気光学素子は強磁性体であるため、比
較的小さい磁界密度（１８００ガウス程度）で飽和状態
になり、また、磁界強度に対するファラデー回転角の立
ち上がりも早いので、比較的小さな磁界強度で大きなフ
ァラデー回転角を得ることができる。
学素子３４はともにＹＩＧ（イットリウム鉄ガーネット
Ｙ３ Ｆｅ５ Ｏ１２）単結晶を円柱状に形成し、両端
面を平行にしてこれら両端面に反射防止膜を形成したも
のである。この磁気光学素子は強磁性体であるため、比
較的小さい磁界密度（１８００ガウス程度）で飽和状態
になり、また、磁界強度に対するファラデー回転角の立
ち上がりも早いので、比較的小さな磁界強度で大きなフ
ァラデー回転角を得ることができる。
【００２６】磁石２４及び３４は、波長１．３μｍにお
けるファラデー回転角が４５°となるような磁界強度（
１８００ガウス程度）を得ることができるＳｍーＣｏ系
の永久磁石を円筒状に形成したもので、両端面にＮ極と
Ｓ極とが形成され、磁気光学素子２４及び３４の光軸に
平行な方向に磁界が生ずるようになっている。
けるファラデー回転角が４５°となるような磁界強度（
１８００ガウス程度）を得ることができるＳｍーＣｏ系
の永久磁石を円筒状に形成したもので、両端面にＮ極と
Ｓ極とが形成され、磁気光学素子２４及び３４の光軸に
平行な方向に磁界が生ずるようになっている。
【００２７】上述の構成によれば、この光アイソレータ
は入射側シングルアイソレータ２０と出射側シングルア
イソレータ３０とを直列に配置したものであり、２つの
シングルアイソレータの遮断波長帯域が重なる範囲、す
なわち、１．１５〜１．４μｍの範囲では２つのシング
ルアイソレータのアイソレーションを重畳した極めて高
いアイソレーション得られ、一方、重ならない範囲、す
なわち、０．９〜１．１５μｍ及び１．４〜１．６５μ
ｍの範囲では、１つのシングルアイソレータのアイソレ
ーションが得られる。よって、例えば、図５に示される
スペクトル分布を有する半導体レーザ光源から射出され
たレーザ光のアイソレーションを行うと、１．３１μｍ
の発振波長では極めて高いアイソレーションを発揮し、
一方、波長１．４μｍ付近ではノイズ光の除去には十分
なアイソレーションが得られる。図４は、図５に示され
るスペクトル分布を有する半導体レーザ光源から射出さ
れたレーザ光に対する一実施例のアイソレーション特性
を示す図である。図４から明らかなように、１．４μｍ
近傍のノイズ光も十分に除去されていることがわかる。
は入射側シングルアイソレータ２０と出射側シングルア
イソレータ３０とを直列に配置したものであり、２つの
シングルアイソレータの遮断波長帯域が重なる範囲、す
なわち、１．１５〜１．４μｍの範囲では２つのシング
ルアイソレータのアイソレーションを重畳した極めて高
いアイソレーション得られ、一方、重ならない範囲、す
なわち、０．９〜１．１５μｍ及び１．４〜１．６５μ
ｍの範囲では、１つのシングルアイソレータのアイソレ
ーションが得られる。よって、例えば、図５に示される
スペクトル分布を有する半導体レーザ光源から射出され
たレーザ光のアイソレーションを行うと、１．３１μｍ
の発振波長では極めて高いアイソレーションを発揮し、
一方、波長１．４μｍ付近ではノイズ光の除去には十分
なアイソレーションが得られる。図４は、図５に示され
るスペクトル分布を有する半導体レーザ光源から射出さ
れたレーザ光に対する一実施例のアイソレーション特性
を示す図である。図４から明らかなように、１．４μｍ
近傍のノイズ光も十分に除去されていることがわかる。
【００２８】また、上述の一実施例で用いた偏光子が安
価な偏光ビームスプリッタであるため、比較的ローコス
トで広い戻り光遮断波長帯域を有する光アイソレータを
得ることができる。しかも第１及び第２偏光子として同
じものを用いたから部品の共通化が可能となり、よりロ
ーコスト化が可能となると共に、第１及び第２偏光子の
遮断波長帯域が重なる領域がシングルアイソレータの遮
断波長帯域となるが、これらを同一とすることにより、
両者の波長帯域を最も有効に利用できる。なお、第１及
び第２偏光子として必ずしも同じものを用いる必要はな
く、異なるものであってもよい。また、シングルアイソ
レータの配置順序は任意でよい。
価な偏光ビームスプリッタであるため、比較的ローコス
トで広い戻り光遮断波長帯域を有する光アイソレータを
得ることができる。しかも第１及び第２偏光子として同
じものを用いたから部品の共通化が可能となり、よりロ
ーコスト化が可能となると共に、第１及び第２偏光子の
遮断波長帯域が重なる領域がシングルアイソレータの遮
断波長帯域となるが、これらを同一とすることにより、
両者の波長帯域を最も有効に利用できる。なお、第１及
び第２偏光子として必ずしも同じものを用いる必要はな
く、異なるものであってもよい。また、シングルアイソ
レータの配置順序は任意でよい。
【００２９】また、ノイズ光に対するアイソレーション
をより高めたい場合には、新たにノイズ光の波長が含ま
れる波長帯域にアイソレーションを有するシングルアイ
ソレータを追加して直列に配置するようにすればよい。
をより高めたい場合には、新たにノイズ光の波長が含ま
れる波長帯域にアイソレーションを有するシングルアイ
ソレータを追加して直列に配置するようにすればよい。
【００３０】さらに、偏光子としては、偏光ビームスプ
リッタの代わりに偏光ガラス（例えば、コーニング社か
ら商品名ポラコアとして販売されている）を用いてもよ
い。
リッタの代わりに偏光ガラス（例えば、コーニング社か
ら商品名ポラコアとして販売されている）を用いてもよ
い。
【００３１】
【発明の効果】以上、詳述したように、本発明は、入射
光を直線偏光にして出射する第１偏光子と、この第１偏
光子から出射された偏光光を入射してその偏波面を回転
して出射する磁気光学素子と、この磁気光学素子から出
射された直線偏光の偏波面にその偏光面を一致させて該
直線偏光を入射して出射させる第２偏光子とで構成され
るシングルアイソレータを光軸を共通にして複数個直列
に配置してなる光アイソレータにおいて、前記各シング
ルアイソレータとして順方向に対して逆の方向に進む戻
り光の波長成分のうち進行を遮断できる波長成分の帯域
たる戻り光遮断波長帯域が互いに異なるものを用いたこ
とを特徴とし、これにより戻り光遮断波長帯域を広くと
れ、かつ、比較的安価に製造できる光アイソレータを得
ているものである。
光を直線偏光にして出射する第１偏光子と、この第１偏
光子から出射された偏光光を入射してその偏波面を回転
して出射する磁気光学素子と、この磁気光学素子から出
射された直線偏光の偏波面にその偏光面を一致させて該
直線偏光を入射して出射させる第２偏光子とで構成され
るシングルアイソレータを光軸を共通にして複数個直列
に配置してなる光アイソレータにおいて、前記各シング
ルアイソレータとして順方向に対して逆の方向に進む戻
り光の波長成分のうち進行を遮断できる波長成分の帯域
たる戻り光遮断波長帯域が互いに異なるものを用いたこ
とを特徴とし、これにより戻り光遮断波長帯域を広くと
れ、かつ、比較的安価に製造できる光アイソレータを得
ているものである。
【図１】本発明の一実施例の光アイソレータの縦断面図
である。
である。
【図２】入射側シングルアイソレータの分解斜視図であ
る。
る。
【図３】一実施例に用いた偏光子の遮断波長帯域特性を
示す図である。
示す図である。
【図４】一実施例の光アイソレータの光アイソレーショ
ン特性を示す図である
ン特性を示す図である
【図５】発振波長１．３１μｍの半導体レーザ光源のス
ペクトル分布を示す図である。
ペクトル分布を示す図である。
【図６】従来の光アイソレータの光アイソレーション特
性を示す図である
性を示す図である
【図７】従来の光アイソレータの偏光子の遮断波長帯域
特性を示す図である。
特性を示す図である。
１…外ケース、２…入射側シングルアイソレータケース
、３…出射側シングルアイソレータケース、２０…入射
側シングルアイソレータ、２１…入射側第１偏光子、２
２…入射側第２偏光子、２３…入射側磁気光学素子、３
０…出射側シングルアイソレータ、３１…入射側第１偏
光子、３２…入射側第２偏光子、３３…入射側磁気光学
素子である。
、３…出射側シングルアイソレータケース、２０…入射
側シングルアイソレータ、２１…入射側第１偏光子、２
２…入射側第２偏光子、２３…入射側磁気光学素子、３
０…出射側シングルアイソレータ、３１…入射側第１偏
光子、３２…入射側第２偏光子、３３…入射側磁気光学
素子である。
Claims (5)
- 【請求項１】 入射光を直線偏光にして出射する第１
偏光子と、この第１偏光子から出射された偏光光を入射
してその偏波面を回転して出射する磁気光学素子と、こ
の磁気光学素子から出射された直線偏光の偏波面にその
偏光面を一致させて該直線偏光を入射して出射させる第
２偏光子とを備えて構成されるシングルアイソレータを
光軸を共通にして複数個直列に配置してなる光アイソレ
ータにおいて、前記各シングルアイソレータとして順方
向に対して逆の方向に進む戻り光の波長成分のうち進行
を遮断できる波長成分の帯域たる戻り光遮断波長帯域が
互いに異なるものを用いたことを特徴とした光アイソレ
ータ。 - 【請求項２】 請求項１に記載の光アイソレータにお
いて、前記シングルアイソレータを光軸を共通にして２
個直列に配置すると共に、これら２個のシングルアイソ
レータは、一方のシングルアイソレータの戻り光遮断波
長帯域と他方のシングルアイソレータの戻り光遮断波長
帯域とが重なる領域を有し、かつ、一方のシングルアイ
ソレータの戻り光遮断波長帯域の中心波長が、これら２
個のシングルアイソレータの戻り光遮断波長帯域を合わ
せた光アイソレータ全体としての戻り光遮断波長帯域の
中心波長に対して短波長側にあり、他方のシングルアイ
ソレータの戻り光遮断波長帯域の中心波長が前記光アイ
ソレータ全体としての戻り光遮断波長帯域の中心波長に
対して長波長側にあるものであることを特徴とした光ア
イソレータ。 - 【請求項３】 請求項２に記載の光アイソレータにお
いて、前記一方のシングルアイソレータを構成する第１
及び第２偏光子は、ともにこれらのＰ波を透過する偏光
面と直交する偏波面を有する戻り光を遮断する戻り光遮
断波長帯域の中心波長が光アイソレータ全体としての戻
り光遮断波長帯域の中心波長に対して短波長側にあり、
かつ、前記他方のシングルアイソレータを構成する第１
及び２の偏光子は、ともにこれらのＰ波を透過する偏光
面と直交する偏波面を有する戻り光を遮断する戻り光遮
断波長帯域の中心波長が光アイソレータ全体としての戻
り光遮断波長帯域の中心波長に対して長波長側にあるも
のであることを特徴とした光アイソレータ。 - 【請求項４】 請求項３に記載の光アイソレータにお
いて、前記一方のシングルアイソレータを構成する第１
偏光子と第２偏光子との戻り光遮断波長帯域が互いに略
同じであり、かつ、前記他方のシングルアイソレータを
構成する第１偏光子と第２偏光子の戻り光遮断波長帯域
が互いに略同じであることを特徴とした光アイソレータ
- 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の
光アイソレータにおいて、前記各シングルアイソレータ
を構成する第１及び第２偏光子を偏光ビームスプリッタ
で構成したことを特徴とした光アイソレータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097204A JPH04326320A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 光アイソレータ |
| US08/111,019 US5375009A (en) | 1991-04-26 | 1993-08-24 | Optical isolator device having a wider cutoff wavelength band for a return light beam |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3097204A JPH04326320A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 光アイソレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04326320A true JPH04326320A (ja) | 1992-11-16 |
Family
ID=14186088
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3097204A Pending JPH04326320A (ja) | 1991-04-26 | 1991-04-26 | 光アイソレータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5375009A (ja) |
| JP (1) | JPH04326320A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130016943A1 (en) * | 2008-07-01 | 2013-01-17 | Duke University | Optical isolator |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0707230B1 (en) * | 1994-10-11 | 2001-03-07 | Sumitomo Electric Industries, Ltd | Optical isolator |
| EP0719742B1 (en) * | 1994-12-27 | 1998-04-08 | Hoya Corporation | Polarizing glass and production process thereof |
| US6088153A (en) * | 1997-06-26 | 2000-07-11 | Scientific-Atlanta, Inc. | Multi-functional optical isolator |
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