JPH04359220A - Optical isolator - Google Patents
Optical isolatorInfo
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- JPH04359220A JPH04359220A JP13426591A JP13426591A JPH04359220A JP H04359220 A JPH04359220 A JP H04359220A JP 13426591 A JP13426591 A JP 13426591A JP 13426591 A JP13426591 A JP 13426591A JP H04359220 A JPH04359220 A JP H04359220A
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Abstract
Description
【0001】0001
【産業上の利用分野】本発明は、光アイソレータ、特に
入射光の偏波面を考慮することなく作動し得るようにし
た偏波無依存型の光アイソレータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical isolator, and more particularly to a polarization-independent optical isolator that can operate without considering the plane of polarization of incident light.
【0002】0002
【従来の技術】図4は、この種従来の光アイソレータの
構成例を示しているが、この光アイソレータでは入射光
が第1の偏光子1を通過した後にファラデー回転子2に
よってその偏波面が45度回転し、更に該第1の偏光子
1に対して45度傾いた偏光面を有する第2の偏光子3
を通過する。一方、上記入射光とは逆方向の反射戻り光
は第2の偏光子3に対して偏波面が一致した成分のみが
該第2の偏光子3を通過し、この後上記ファラデー回転
子2によってその偏波面が更に45度回転する。従って
、該ファラデー回転子2を通過したかかる反射戻り光は
第1の偏光子1に対してその偏波面が90度回転してい
ることになり、このため上記入射光の入射側にまでは到
達することができなくなる。このような従来の光アイソ
レータによれば上記逆方向の反射戻り光が遮断される、
この種の光アイソレータ機能が発揮される。尚、図4に
示した構造の光アイソレータを複数段に構成することに
より、更に大きなアイソレーション効果を得ることがで
きる。2. Description of the Related Art FIG. 4 shows an example of the configuration of a conventional optical isolator of this kind. In this optical isolator, after incident light passes through a first polarizer 1, its plane of polarization is changed by a Faraday rotator 2. a second polarizer 3 having a polarization plane rotated by 45 degrees and further tilted by 45 degrees with respect to the first polarizer 1;
pass through. On the other hand, of the reflected return light in the opposite direction to the above-mentioned incident light, only the component whose polarization plane matches the second polarizer 3 passes through the second polarizer 3, and is then processed by the Faraday rotator 2. The plane of polarization is further rotated by 45 degrees. Therefore, the reflected return light that has passed through the Faraday rotator 2 has its plane of polarization rotated by 90 degrees with respect to the first polarizer 1, and therefore does not reach the incident side of the incident light. become unable to do so. According to such a conventional optical isolator, the reflected return light in the opposite direction is blocked.
This type of optical isolator function is exhibited. Note that an even greater isolation effect can be obtained by configuring the optical isolator having the structure shown in FIG. 4 in multiple stages.
【0003】0003
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た構造の従来の光アイソレータは入射光の偏波面の傾き
に依存する特性を有しており、入射光の偏波面に第1の
偏光子1の偏光面を一致させておく必要があるため、特
に入射光の偏波面が予め特定することができない光伝送
系においては光アイソレータとしての機能を十分有効に
発揮することができないという問題があった。[Problems to be Solved by the Invention] However, the conventional optical isolator having the above-described structure has a characteristic that depends on the inclination of the polarization plane of the incident light. Since it is necessary to match the planes of polarization, there is a problem that the function as an optical isolator cannot be sufficiently effectively exhibited, especially in optical transmission systems where the plane of polarization of incident light cannot be specified in advance.
【0004】本発明はかかる実情に鑑み、入射光の偏波
面を全く考慮しないで済み、且つその適正機能を発揮す
ることができる偏波無依存型の光アイソレータを提供す
ることを目的とする。In view of the above circumstances, it is an object of the present invention to provide a polarization-independent optical isolator that does not require any consideration of the plane of polarization of incident light and is capable of exhibiting its proper function.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明による光アイソレ
ータは、入射光の偏波面に依存する構造を有する2組の
光アイソレータユニットの入射側と出射側のそれぞれに
偏光分離・合成素子を配設し、入射側の上記偏光分離・
合成素子により分離された二つの光路それぞれの偏光成
分の偏波面が、上記2組の光アイソレータユニットそれ
ぞれの入射側偏光子の偏光面と一致するように該2組の
光アイソレータユニットに入射させると共に、上記2組
の光アイソレータユニットの出射側において上記分離さ
れた光路の偏光成分を上記偏光分離・合成素子によって
再び結合するようになっている。[Means for Solving the Problems] The optical isolator according to the present invention has polarization separation/synthesizing elements arranged on each of the input side and output side of two optical isolator units having a structure that depends on the plane of polarization of incident light. The above polarization separation/
Injecting the polarized light components of the two optical paths separated by the combining element into the two sets of optical isolator units so that the polarization planes of the respective polarized light components match the polarization planes of the incident-side polarizers of the two sets of optical isolator units, and On the output side of the two sets of optical isolator units, the polarized light components of the separated optical paths are recombined by the polarized light separation/synthesis element.
【0006】[0006]
【作用】本発明によれば、入射光は先ず入射側の偏光分
離・合成素子によって互いに90度の角度をなす偏光成
分を有する二つの光路に分離される。そして、各々の光
路の偏光成分に第1の偏光子の偏光面を合わせた2組の
光アイソレータユニットへそれぞれ入射させる。更に上
記2組の光アイソレータユニットを通過した上記二つの
互いに90度の角度をなす偏光成分は出射側の偏光分離
・合成素子により再び結合される。一方、上記入射光と
は逆方向の光は出射側の偏光分離・合成素子により互い
に90度の角度をなす偏光成分を有する二つの光路に分
離され、この逆方向から上記2組の光アイソレータユニ
ットへそれぞれ入射させる。従って、該光アイソレータ
ユニットの作用により逆方向の光は入射側へ戻ることが
できない。According to the present invention, incident light is first separated into two optical paths having polarized light components at an angle of 90 degrees to each other by the polarization separation/synthesis element on the incident side. Then, the light is made incident on two sets of optical isolator units in which the polarization plane of the first polarizer is matched to the polarization component of each optical path. Further, the two polarized light components forming an angle of 90 degrees to each other that have passed through the two sets of optical isolator units are combined again by the polarization separation/synthesis element on the output side. On the other hand, light in the opposite direction to the incident light is separated into two optical paths having polarization components at an angle of 90 degrees to each other by the polarization separation/synthesizing element on the output side, and from this opposite direction, the two sets of optical isolator units Inject each into the Therefore, the light in the opposite direction cannot return to the incident side due to the action of the optical isolator unit.
【0007】[0007]
【実施例】以下、図1に基づき、図4を参照して本発明
による光アイソレータの第一実施例を説明する。先ず図
1において、4,5は従来例の光アイソレータ(図4)
を偶数個直列に接続して構成されて成る光アイソレータ
ユニットである。即ち、この例では各光アイソレータユ
ニット4,5はそれぞれ二つの光アイソレータ4a,4
b及び5a,5bにより構成されるが、各々の光アイソ
レータ4a,4b,5a及び5bは従来例の場合と同様
に第1の偏光子,ファラデー回転子及び第2の偏光子か
ら構成されている。そして、これら光アイソレータユニ
ット4,5の第1の偏光子(図4、符号1参照)の偏光
面が互いに90度の角度をなすと同時に入射側と出射側
の偏波面は互いに90度の角度をなしている。又、6,
7は偏光ビームスプリッタを2個組み合わせて成る偏光
分離・合成素子であり、図1に示したように上記2組の
光アイソレータユニット4,5の入射側及び出射側にそ
れぞれ配置される。Embodiment A first embodiment of the optical isolator according to the present invention will be described below based on FIG. 1 and with reference to FIG. First, in Figure 1, 4 and 5 are conventional optical isolators (Figure 4).
This is an optical isolator unit constructed by connecting an even number of in series. That is, in this example, each optical isolator unit 4, 5 has two optical isolators 4a, 4, respectively.
Each optical isolator 4a, 4b, 5a, and 5b is composed of a first polarizer, a Faraday rotator, and a second polarizer, as in the conventional example. . The polarization planes of the first polarizers (see FIG. 4, reference numeral 1) of these optical isolator units 4 and 5 make an angle of 90 degrees with each other, and at the same time, the polarization planes of the incident side and the output side make an angle of 90 degrees with each other. is doing. Also, 6,
Reference numeral 7 denotes a polarization separation/combining element formed by combining two polarization beam splitters, and as shown in FIG. 1, it is arranged on the input side and output side of the two sets of optical isolator units 4 and 5, respectively.
【0008】本発明による光アイソレータは上記のよう
に構成されているから、入射光は先ず入射側の偏光分離
・合成素子6を通過して互いに直交する偏光成分を有す
る光路A及び光路Bに分離される。そしてこれらの分離
された二つの光路の偏光成分は上記2組の光アイソレー
タユニット4,5を通過する。この時、該2組の光アイ
ソレータユニット4,5それぞれの入射側の第1の偏光
子(図4、符号1参照)の偏光面はそれぞれ光路A及び
光路Bの偏光成分の偏波面と一致するように配置されて
いるため、かかる2組の光アイソレータユニット4,5
を通過した光路A及び光路Bの偏光成分は該光アイソレ
ータユニット4,5の出射側の偏光分離・合成素子7に
よって再び結合される。Since the optical isolator according to the present invention is constructed as described above, the incident light first passes through the polarization separation/synthesizing element 6 on the incident side and is separated into optical path A and optical path B having mutually orthogonal polarization components. be done. The polarized light components of these two separated optical paths pass through the two sets of optical isolator units 4 and 5. At this time, the plane of polarization of the first polarizer (see reference numeral 1 in FIG. 4) on the incident side of each of the two sets of optical isolator units 4 and 5 coincides with the plane of polarization of the polarization components of optical path A and optical path B, respectively. Since the two optical isolator units 4 and 5 are arranged as shown in FIG.
The polarized light components of optical path A and optical path B that have passed through are combined again by the polarization separation/synthesis element 7 on the output side of the optical isolator units 4 and 5.
【0009】一方、上記入射光とは逆方向の光は先ず、
出射側の偏光分離・合成素子7により互いに90度の角
度をなす偏光成分を有する二つの光路A,Bに分離され
、そして上記の場合とは逆の手順で逆方向から上記2組
の光アイソレータユニット4,5へ入射する。従って、
該光アイソレータユニット4,5の作用によりかかる逆
方向の光はもはや入射側へは戻ることができない。
尚、上記の場合、二つの光路A及びBを入れ換えて行っ
ても同様な作用効果を得ることができる。On the other hand, the light in the opposite direction to the above incident light is first
The polarization separation/synthesizing element 7 on the output side separates the light into two optical paths A and B having polarization components at an angle of 90 degrees to each other. The light enters units 4 and 5. Therefore,
Due to the action of the optical isolator units 4 and 5, such light in the opposite direction can no longer return to the incident side. In the above case, the same effect can be obtained even if the two optical paths A and B are exchanged.
【0010】図2は本発明の光アイソレータの第二実施
例を示す。この第二実施例において一対の光アイソレー
タユニット4,5は上記第一実施例の場合と基本的に同
一構成のものを用い、従って入射側と出射側の偏波面は
互いに90度の角度をなしていると共に、光アイソレー
タユニット4,5のそれぞれ第1の偏光子の偏光面が互
いに90度の角度をなしている。そしてこの場合におい
て、光アイソレータユニット4の第1の偏光子の偏光面
の方向は上記第一実施例の場合と異なり図中、水平方向
に、又光アイソレータユニット5の第1の偏光子の偏光
面の方向は図中、鉛直方向にそれぞれ設定されている。FIG. 2 shows a second embodiment of the optical isolator of the present invention. In this second embodiment, the pair of optical isolator units 4 and 5 have basically the same configuration as in the first embodiment, so that the planes of polarization on the incident side and the output side form an angle of 90 degrees with each other. In addition, the planes of polarization of the first polarizers of the optical isolator units 4 and 5 form an angle of 90 degrees with each other. In this case, unlike in the first embodiment, the direction of the polarization plane of the first polarizer of the optical isolator unit 4 is horizontal in the figure, and the polarization plane of the first polarizer of the optical isolator unit 5 is The direction of each surface is set vertically in the figure.
【0011】各光路A及び光路Bにおいて光アイソレー
タユニット4,5の入射側と出射側には例えばTiO2
(ルチル)によって形成された複屈折板で成る偏光分
離・合成素子8,9が配置されるが、偏光分離・合成素
子8による光路A及び光路Bの偏光成分の偏波面は、2
組の光アイソレータユニット4,5それぞれの入射側の
第1の偏光子の偏光面(水平方向及び鉛直方向)と一致
するように設定されている。In each optical path A and optical path B, for example, TiO2 is used on the incident side and the output side of the optical isolator units 4 and 5.
Polarization separation/synthesis elements 8 and 9 made of birefringent plates made of (rutile) are arranged, but the polarization planes of the polarization components of optical path A and optical path B by polarization separation/synthesis element 8 are 2
It is set to match the polarization plane (horizontal direction and vertical direction) of the first polarizer on the incident side of each of the optical isolator units 4 and 5 of the set.
【0012】本発明の第二実施例によれば、入射光は先
ず入射側の偏光分離・合成素子8を通過して互いに直交
する偏光成分を有する光路A及び光路Bに分離される。
そしてこれらの分離された二つの光路の偏光成分は2組
の光アイソレータユニット4,5を通過する。この場合
、該2組の光アイソレータユニット4,5それぞれの入
射側の第1の偏光子の偏光面はそれぞれ光路A及び光路
Bの偏光成分の偏波面と一致しているため、かかる2組
の光アイソレータユニット4,5を通過した光路A及び
光路Bの偏光成分は該光アイソレータユニット4,5の
出射側の偏光分離・合成素子9によって再び結合される
。According to the second embodiment of the present invention, the incident light first passes through the polarization separating/combining element 8 on the incident side and is separated into an optical path A and an optical path B having mutually orthogonal polarization components. The polarized light components of these two separated optical paths pass through two sets of optical isolator units 4 and 5. In this case, since the plane of polarization of the first polarizer on the incident side of each of the two sets of optical isolator units 4 and 5 coincides with the plane of polarization of the polarization component of the optical path A and the optical path B, the two sets of optical isolator units 4 and 5 are The polarized light components of the optical path A and the optical path B that have passed through the optical isolator units 4 and 5 are recombined by the polarization separation/synthesis element 9 on the output side of the optical isolator units 4 and 5.
【0013】一方、上記入射光とは逆方向の光は先ず、
出射側の偏光分離・合成素子9により互いに90度の角
度をなす偏光成分を有する二つの光路A,Bに分離され
、そして上記の場合とは逆の手順で逆方向から上記2組
の光アイソレータユニット4,5へ入射するが、該光ア
イソレータユニット4,5の作用によりかかる逆方向の
光はもはや入射側へは戻ることができない。On the other hand, the light in the opposite direction to the above incident light is first
The polarization separation/synthesis element 9 on the output side separates the light into two optical paths A and B having polarization components at an angle of 90 degrees to each other. However, due to the action of the optical isolator units 4 and 5, such light in the opposite direction can no longer return to the incident side.
【0014】尚、上記第一実施例及び第二実施例におけ
る光アイソレータユニット4,5は前述の如く第1の偏
光子1,ファラデー回転子2及び第2の偏光子3により
構成されるが(図4参照)、これらの光アイソレータユ
ニット4,5を2組で光路A及び光路Bに配置する場合
、従来例の光アイソレータの構成を並列に上下1組にま
とめることができる。即ち、例えば図3に示したように
光アイソレータ4a及び光アイソレータ5aにおいて光
路A,Bに対して第1の偏光子1,1´並びに第2の偏
光子3,3´には互いに直交した偏光面を有する偏光子
として並置すると共にファラデー回転子2を共用するよ
うに1つにまとめることにより、光アイソレータのコン
パクトを図ることができる。このように構成した場合に
も上記と同様な作用効果を得ることは勿論であるが、こ
れは特に光アイソレータユニットを偶数個直列に接続し
たときの個数が多くなった場合に有効である。The optical isolator units 4 and 5 in the first and second embodiments are composed of the first polarizer 1, the Faraday rotator 2, and the second polarizer 3 as described above. (See FIG. 4), when two sets of these optical isolator units 4 and 5 are arranged in the optical path A and the optical path B, the configuration of the conventional optical isolator can be combined into one upper and lower set in parallel. That is, for example, as shown in FIG. 3, in the optical isolator 4a and the optical isolator 5a, the first polarizers 1, 1' and the second polarizers 3, 3' have polarized lights perpendicular to each other with respect to the optical paths A and B. The optical isolator can be made compact by arranging them as polarizers having planes and combining them into one so as to share the Faraday rotator 2. Of course, even with this configuration, the same effects as described above can be obtained, but this is particularly effective when an even number of optical isolator units are connected in series and the number increases.
【0015】[0015]
【発明の効果】上述したように本発明によれば、特に入
射光の偏波面を予め特定し得ない光伝送系に対して偏波
面の状態を考慮することなく光アイソレータの機能を有
効且つ十分に発揮させることができ、極めて実用的効果
に優れている。又、空間ビーム光や光ファイバー用とし
て利用することができるのは勿論であるが、その場合に
既存の光アイソレータと簡単に置換することができる等
の利点がある。As described above, according to the present invention, the function of an optical isolator can be effectively and sufficiently performed without considering the state of the polarization plane, especially for optical transmission systems where the polarization plane of incident light cannot be specified in advance. It has excellent practical effects. It goes without saying that it can be used for spatial beam light and optical fibers, and in that case it has the advantage of being able to easily replace existing optical isolators.
【図1】本発明の光アイソレータの第一実施例による全
体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram of a first embodiment of an optical isolator of the present invention.
【図2】本発明の光アイソレータの第二実施例による全
体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of a second embodiment of the optical isolator of the present invention.
【図3】本発明にかかる光アイソレータユニットの構成
例を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a configuration example of an optical isolator unit according to the present invention.
【図4】従来の光アイソレータの全体構成図である。FIG. 4 is an overall configuration diagram of a conventional optical isolator.
1 第1の偏光子 2 ファラデー回転子 3 第2の偏光子 4 光アイソレータユニット 5 光アイソレータユニット 6 偏光分離・合成素子 7 偏光分離・合成素子 8 偏光分離・合成素子 9 偏光分離・合成素子 1 First polarizer 2 Faraday rotator 3 Second polarizer 4 Optical isolator unit 5 Optical isolator unit 6 Polarization separation/synthesis element 7 Polarization separation/synthesis element 8 Polarization separation/synthesis element 9 Polarization separation/synthesis element
Claims (1)
る2組の光アイソレータユニットの入射側と出射側のそ
れぞれに偏光分離・合成素子を配設し、入射側の上記偏
光分離・合成素子により分離された二つの光路それぞれ
の偏光成分の偏波面が、上記2組の光アイソレータユニ
ットそれぞれの入射側偏光子の偏光面と一致するように
該2組の光アイソレータユニットに入射させると共に、
上記2組の光アイソレータユニットの出射側において上
記分離された光路の偏光成分を上記偏光分離・合成素子
によって再び結合するようにしたことを特徴とする光ア
イソレータ。Claim 1: Two sets of optical isolator units each having a structure that depends on the plane of polarization of incident light are provided with a polarization separation/synthesis element on each of the input side and output side, and the polarization separation/combination element on the input side Inject the two optical isolator units into the two sets of optical isolator units so that the plane of polarization of the polarized light components of the two optical paths separated by coincides with the plane of polarization of the incident-side polarizer of each of the two sets of optical isolator units,
An optical isolator characterized in that the polarized light components of the separated optical paths are recombined by the polarized light separation/combining element on the output side of the two sets of optical isolator units.
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13426591A JPH04359220A (en) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | Optical isolator |
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DE1991624955 DE69124955T2 (en) | 1990-12-20 | 1991-12-19 | Polarization-independent optical isolator |
EP19910121786 EP0492437B1 (en) | 1990-12-20 | 1991-12-19 | Polarization independent optical isolator |
US07/931,566 US5267078A (en) | 1990-12-20 | 1992-08-18 | Optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13426591A JPH04359220A (en) | 1991-06-05 | 1991-06-05 | Optical isolator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04359220A true JPH04359220A (en) | 1992-12-11 |
Family
ID=15124260
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13426591A Pending JPH04359220A (en) | 1990-12-20 | 1991-06-05 | Optical isolator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04359220A (en) |
-
1991
- 1991-06-05 JP JP13426591A patent/JPH04359220A/en active Pending
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