JPH05257084A - Optical isolator - Google Patents

Optical isolator

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Publication number
JPH05257084A
JPH05257084A JP5006292A JP5006292A JPH05257084A JP H05257084 A JPH05257084 A JP H05257084A JP 5006292 A JP5006292 A JP 5006292A JP 5006292 A JP5006292 A JP 5006292A JP H05257084 A JPH05257084 A JP H05257084A
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JP
Japan
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polarization
light
rotator
degrees
separation element
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Application number
JP5006292A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeki Aizawa
茂樹 相澤
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To prevent reflected light from being generated without depending upon the wavelength of input light. CONSTITUTION:The sum of the polarization rotation angles of a 1st Faraday rotator 34 and a 2nd Faraday rotator 35 is 45 deg. and the sum of the differential values of the angle of polarization rotation by the 1st Faraday rotator 34 and the angle of polarization rotation by the 2nd Faraday rotator 35 corresponding to reference wavelength is zero; and the sum of the polarization rotation angles of a 3rd Faraday rotator 36 and a 4th Faraday rotator 37 is 45 deg. and the sum of the differential values of the angle of polarization rotation by the 4th Faraday rotator 37 and the angle of polarization rotation by the 4th Faraday rotator 37 corresponding to the reference wavelength is zero.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光アイソレータに関する
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical isolator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、半導体レーザを光源として用
いる光通信、書き込み可能なビデオディスク等では光フ
ァイバ、レンズ系、コネクタ類の端面からの反射光を防
止する装置として光アイソレータを用いていた。
2. Description of the Related Art Conventionally, in optical communication using a semiconductor laser as a light source, a writable video disk or the like, an optical isolator has been used as a device for preventing reflected light from the end faces of optical fibers, lens systems and connectors.

【0003】図2は従来の光アイソレータの一例を示す
もので、図中1、2は複屈折結晶素子、3は半波長板、
4はファラデー回転子(磁気光学結晶)、5は永久磁
石、6はケース、7は光入力部、8は光出力部である。
FIG. 2 shows an example of a conventional optical isolator. In the figure, 1 and 2 are birefringent crystal elements, 3 is a half-wave plate,
Reference numeral 4 is a Faraday rotator (magneto-optical crystal), 5 is a permanent magnet, 6 is a case, 7 is a light input section, and 8 is a light output section.

【0004】この光アイソレータにおける光の伝搬の様
子を図3に従って説明する。図3の(a)は光が順方向
に入射した場合の偏光の様子を示すものである。この場
合、光入力部7から入力した入力光10は複屈折結晶素
子1を通過後、屈折しない偏光成分である常光成分11
aおよび屈折する偏光成分である異常光成分11bの2
つの直交した偏光に分離される。この2つの光成分11
a、11bは半波長板3を通過し、これによってその偏
光方向がそれぞれ45度回転された(12a、12
b)、さらに永久磁石5(ここでは図示せず)により矢
印方向の磁場Aが加えられたファラデー回転子4を通過
し、これによってその偏光方向が45度回転される(1
3a、13b)。従って、ファラデー回転子4から出力
される光13a、13bは入力光10に対して偏光方向
が90度ずれている。複屈折結晶素子2は、その結晶軸
が複屈折結晶素子1に対して90度ずらして配置されて
おり、前記光13a及び13bはそれぞれ複屈折結晶素
子2に対して異常光成分および常光成分となるため、合
成されて、出力光14として出力される。この出力光1
4は、入力光10に対して偏光方向は90度回転してい
る。
The state of light propagation in this optical isolator will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows the state of polarization when light is incident in the forward direction. In this case, the input light 10 input from the light input unit 7 passes through the birefringent crystal element 1 and is then an ordinary light component 11 that is a polarization component that is not refracted.
a and the extraordinary light component 11b which is the refracted polarization component 2
It is split into two orthogonal polarizations. These two light components 11
a and 11b have passed through the half-wave plate 3, whereby their polarization directions have been rotated by 45 degrees (12a and 12b, respectively).
b) Further, it passes through the Faraday rotator 4 to which the magnetic field A in the direction of the arrow is applied by the permanent magnet 5 (not shown here), thereby rotating its polarization direction by 45 degrees (1
3a, 13b). Therefore, the polarization directions of the lights 13 a and 13 b output from the Faraday rotator 4 are deviated from the input light 10 by 90 degrees. The birefringent crystal element 2 is arranged such that its crystal axis is shifted by 90 degrees with respect to the birefringent crystal element 1, and the lights 13 a and 13 b are respectively an extraordinary light component and an ordinary light component with respect to the birefringent crystal element 2. Therefore, they are combined and output as the output light 14. This output light 1
4 has a polarization direction rotated by 90 degrees with respect to the input light 10.

【0005】また、図3の(b)は光が逆方向に入射し
た場合を示すものである。この場合、入力光20は複屈
折結晶素子2を通過後、常光成分21a及び21bの2
つの直交した直線偏光に分離される。この2つの光成分
21a、21bはファラデー回転子4を通過し、これに
よってその偏光方向がそれぞれ45度回転され(22
a、22b)、さらに半波長板3を通過し、これによっ
てその偏光方向が45度回転される(23a、23
b)。ここで、ファラデー回転子4による偏光方向の回
転方向はファラデー回転子4のもつ非相反性のため、光
の入射方向によらず磁場Aの方向によってのみ決まり、
この場合、ファラデー回転子4による回転方向と半波長
板3による回転方向とは逆になる。従って、半波長板3
から出力される光23a、23bは複屈折結晶素子2か
ら出力される光21a、21bに対して偏光方向が回転
しない。半波長板3の出力光23a及び23bは、それ
ぞれ複屈折結晶素子1に対して常光成分および異常光成
分となるため、該光23aは直進し(24a)、また光
23bは順方向の入射時と逆の方向に位置が変えられる
(24b)。この出力光24a、24bは順方向に入射
した時の位置25と異なる位置にそれぞれ出力される。
FIG. 3B shows the case where light is incident in the opposite direction. In this case, the input light 20 passes through the birefringent crystal element 2 and then enters the ordinary light components 21a and 21b.
It is split into two orthogonal linearly polarized lights. The two light components 21a and 21b pass through the Faraday rotator 4, which rotates their polarization directions by 45 degrees (22
a, 22b) and further through the half-wave plate 3, whereby the polarization direction is rotated by 45 degrees (23a, 23b).
b). Here, the rotation direction of the polarization direction by the Faraday rotator 4 is determined by only the direction of the magnetic field A regardless of the incident direction of light because of the non-reciprocity of the Faraday rotator 4.
In this case, the direction of rotation by the Faraday rotator 4 and the direction of rotation by the half-wave plate 3 are opposite. Therefore, the half-wave plate 3
The polarization directions of the lights 23a and 23b output from the optical components are not rotated with respect to the lights 21a and 21b output from the birefringent crystal element 2. The output lights 23a and 23b of the half-wave plate 3 become an ordinary light component and an extraordinary light component with respect to the birefringent crystal element 1, so that the light 23a goes straight (24a), and the light 23b is incident in the forward direction. The position is changed in the opposite direction (24b). The output lights 24a and 24b are respectively output to positions different from the position 25 when the light is incident in the forward direction.

【0006】従って、図2における光入力部7をピンホ
ール状にすれば、逆方向の入力光、即ち、反射光を遮断
することができる。このようにして光アイソレータは順
方向にしか光を通さず、入射する光の偏光に依存しな
い。
Therefore, if the light input section 7 in FIG. 2 is formed into a pinhole, it is possible to block the input light in the opposite direction, that is, the reflected light. In this way, the optical isolator only allows light to pass in the forward direction and does not depend on the polarization of the incident light.

【0007】図4は前記光アイソレータにおける光の進
路を示すもので、同図の(a)は順方向に光が入射した
場合、同図の(b)は逆方向に光が入射した場合のもの
をそれぞれ示している。また図中、●(黒丸)は異常光
成分、|(縦線)は常光成分をそれぞれ示している。
FIG. 4 shows the path of light in the optical isolator. FIG. 4A shows the case where the light is incident in the forward direction, and FIG. 4B shows the case when the light is incident in the reverse direction. Each one is shown. In the figure, ● (black circle) indicates an extraordinary light component, and | (vertical line) indicates an ordinary light component.

【0008】図に示すように光入力部7より入力された
光は、偏光方向によらず光出力部8へ出力されている
が、光出力部8より入力された光は、いずれの偏光方向
の光も光入力部7からずれた位置に出力している。この
光アイソレータは光の完全な遮断ではなく、光のスポッ
ト位置の変化を利用しているといえる。
As shown in the figure, the light input from the light input unit 7 is output to the light output unit 8 regardless of the polarization direction. However, the light input from the light output unit 8 is in any polarization direction. Is also output to a position deviated from the light input unit 7. It can be said that this optical isolator utilizes not the complete blocking of light but the change of the spot position of light.

【0009】また、他の従来例として、半波長板3を用
いず、複屈折結晶素子2の代わりに2つの複屈折結晶板
を組み合わせることにより、偏光方向が90度異なる2
つの分離した光を合成するようになしたもの(特公昭5
8−28561号公報参照)もある。
In another conventional example, the half-wave plate 3 is not used and two birefringent crystal plates are combined instead of the birefringent crystal element 2 so that the polarization directions differ by 90 degrees.
One that synthesizes two separated lights (Japanese Patent Publication Sho 5)
8-28561).

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記ファラ
デー回転子4のファラデー回転角には図7に示すように
波長依存性がある。このため、前記光アイソレータでは
入力光の波長が変化すると、該ファラデー回転子4によ
る偏光回転角が45度からずれてしまい、光入力部7に
光が戻ってしまう、即ちアイソレーションが急激に低下
してしまうという問題点があった。
By the way, the Faraday rotation angle of the Faraday rotator 4 has wavelength dependence as shown in FIG. Therefore, when the wavelength of the input light changes in the optical isolator, the polarization rotation angle by the Faraday rotator 4 deviates from 45 degrees, and the light returns to the light input unit 7, that is, the isolation sharply decreases. There was a problem that it did.

【0011】本発明の目的は前記従来の問題点を鑑み、
入力光の波長に依存せず、反射光を防止し得る光アイソ
レータを提供することにある。
The object of the present invention is to solve the above problems.
An object of the present invention is to provide an optical isolator capable of preventing reflected light without depending on the wavelength of input light.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1では、直交する2つの偏光を分離合成する
第1の偏光分離素子と、直交する2つの偏光を分離合成
する第2の偏光分離素子と、直交する2つの偏光を分離
合成する第3の偏光分離素子とを有し、前記第1の偏光
分離素子と前記第2の偏光分離素子の間に、非相反性の
第1の偏光回転子と、前記第1の偏光回転子とは異なる
材質により構成されている非相反性の第2の偏光回転子
とを配置し、さらに前記第2の偏光分離素子と前記第3
の偏光分離素子の間に、非相反性の第3の偏光回転子
と、前記第3の偏光回転子とは異なる材質により構成さ
れている非相反性の第4の偏光回転子とを配置し、前記
第2の偏光分離素子の光学軸は第1の偏光分離素子に対
して45度だけ回転しており、前記第3の偏光分離素子
は、前記第1の偏光分離素子の光学軸に対して、90度
だけ回転しており、前記第1の偏光分離素子の厚みは第
3の偏光分離素子と同じであり、前記第2の偏光分離素
子の厚みは前記第1の偏光分離素子の√2倍である。
In order to achieve the above object, in a first aspect of the present invention, a first polarization separation element for separating and combining two orthogonal polarizations and a second polarization separating element for separating and combining two orthogonal polarizations. And a third polarization separation element that separates and combines two orthogonal polarizations, and a non-reciprocal second polarization separation element is provided between the first polarization separation element and the second polarization separation element. One polarization rotator and a non-reciprocal second polarization rotator made of a material different from that of the first polarization rotator are arranged, and the second polarization separation element and the third polarization rotator are arranged.
A non-reciprocal third polarization rotator and a non-reciprocal fourth polarization rotator made of a material different from that of the third polarization rotator. , The optical axis of the second polarization splitting element is rotated by 45 degrees with respect to the first polarization splitting element, and the third polarization splitting element is rotated with respect to the optical axis of the first polarization splitting element. 90 degrees, the thickness of the first polarization separation element is the same as that of the third polarization separation element, and the thickness of the second polarization separation element is √ of the first polarization separation element. It is double.

【0013】また請求項2では、第1の偏光回転子およ
び第2の偏光回転子の偏光回転角の和が45度であり、
かつ基準波長における前記第1の偏光回転子による偏光
回転角および前記第2の偏光回転子による偏光回転角の
微分の和が零であり、第3の偏光回転子および第4の偏
光回転子の偏光回転角の和が45度であり、かつ基準波
長における前記第3の偏光回転子による偏光回転角およ
び前記第4の偏光回転子による偏光回転角の微分の和が
零である。
According to a second aspect, the sum of the polarization rotation angles of the first polarization rotator and the second polarization rotator is 45 degrees,
And the sum of the differentials of the polarization rotation angle by the first polarization rotator and the polarization rotation angle by the second polarization rotator at the reference wavelength is zero, and the third polarization rotator and the fourth polarization rotator The sum of the polarization rotation angles is 45 degrees, and the sum of the polarization rotation angle by the third polarization rotator and the differentiation of the polarization rotation angle by the fourth polarization rotator at the reference wavelength is zero.

【0014】また請求項3では、入射用光ファイバと該
入射用光ファイバから出射された光を平行ビームとする
第1のレンズと、テーパ状の複屈折物質よりなる第1の
偏光分離素子と、基準となる波長において偏光をα度回
転させる非相反性の第1の偏光回転子と、基準となる波
長に対して偏光をβ度回転する非相反性の第2の偏光回
転子と、テーパ状の複屈折物質よりなる第2の偏光分離
素子と、該第2の偏光分離素子から出射される平行光を
受光用光ファイバに集束する第2のレンズと、受光用光
ファイバとにより構成され、上記テーパ状の第1の偏光
分離素子の頂部と底部は各々上記テーパ状第2の偏光分
離素子の底部と頂部に対向し対応する面が互いに平行に
設置され、上記第2の偏光分離素子の光学軸は第1の偏
光分離素子の光学軸に対して45度回転されており、入
射用光ファイバからの順方向光線は、第2のレンズで焦
点を結んだとき受光用光ファイバに集束され、逆方向光
線を第1のレンズで焦点を結んだとき、光線の偏向角は
常光と異常光とで相互に入射用光ファイバの径以上離れ
るようにした。
According to a third aspect of the present invention, an incident optical fiber, a first lens for collimating the light emitted from the incident optical fiber into a parallel beam, and a first polarization separation element made of a tapered birefringent material. , A non-reciprocal first polarization rotator that rotates the polarized light at a reference wavelength by α degrees, a non-reciprocal second polarization rotator that rotates the polarized light at a reference wavelength by β degrees, and a taper A second polarization separation element made of a birefringent material, a second lens for focusing parallel light emitted from the second polarization separation element on a light reception optical fiber, and a light reception optical fiber. The top and bottom of the tapered first polarization separation element face the bottom and the top of the tapered second polarization separation element, respectively, and the corresponding surfaces are installed parallel to each other. Is the optical axis of the first polarization separation element It is rotated by 45 degrees with respect to, and the forward light beam from the incident optical fiber is focused on the light receiving optical fiber when focused by the second lens, and the backward light beam is focused by the first lens. When tied, the deflection angles of the light rays were set so that the ordinary ray and the extraordinary ray were separated from each other by at least the diameter of the incident optical fiber.

【0015】また請求項4では、請求項3において前記
第1の偏光回転子および前記第2の偏光回転子による偏
光回転角が45度(α+β=45)、かつ前記第1の偏
光回転子および前記第2の偏光回転子の偏光回転角特性
の基準波長での微分の和が零とした。
According to a fourth aspect, in the third aspect, the polarization rotation angle by the first polarization rotator and the second polarization rotator is 45 degrees (α + β = 45), and the first polarization rotator and The sum of the differentials of the polarization rotation angle characteristics of the second polarization rotator at the reference wavelength was set to zero.

【0016】また請求項5では、テーパ状の複屈折物質
よりなる第1の偏光分離素子と、基準となる波長におい
て偏光をα度回転させる非相反性の第1の偏光回転子
と、基準となる波長に対して偏光をβ度回転し、非相反
性を有する第2の偏光回転子と、テーパ状の複屈折物質
よりなる第2の偏光分離素子とを配設してなる第1のユ
ニットと、テーパ状の複屈折物質よりなる第3の偏光分
離素子と、基準となる波長において偏光をα度回転させ
る第3の偏光回転子と、基準となる波長に対して偏光を
β度回転させる第4の偏光回転子と、テーパ状の複屈折
物質よりなる第4の偏光分離素子とを配設してなる第2
のユニットとを直列に配置し、第1および第2の偏光分
離素子のテーパ傾斜方向と第3、第4の偏光分離素子の
テーパの傾斜方向を90度ずらした。
According to a fifth aspect of the present invention, a first polarization separation element made of a tapered birefringent material, a non-reciprocal first polarization rotator for rotating polarized light by α degrees at a reference wavelength, and a reference. A first unit provided with a second polarization rotator having a non-reciprocal property, which rotates polarized light with respect to a certain wavelength, and a second polarization separation element made of a tapered birefringent substance. And a third polarization separation element made of a tapered birefringent material, a third polarization rotator that rotates the polarized light at a reference wavelength by α degrees, and a polarized light that rotates by β degrees with respect to the reference wavelength. A second polarization rotator and a fourth polarization separation element made of a tapered birefringent material
The units are arranged in series, and the taper inclination directions of the first and second polarization separation elements and the taper inclination directions of the third and fourth polarization separation elements are shifted by 90 degrees.

【0017】[0017]

【作用】請求項1によれば、第1の偏光回転子および第
2の偏光回転子を直列に配置し、2つの偏光回転子の偏
光回転角の和を45度にして、さらに基準波長において
2つの偏光回転子の偏光回転角の微分の和が零となるよ
うにしたので、基準波長付近では、入射光の波長が変化
しても2つの偏光回転子を通過した後の偏光回転角は4
5度から変化せず、波長依存性のないアイソレータを構
成することができる。
According to the first aspect, the first polarization rotator and the second polarization rotator are arranged in series, the sum of the polarization rotation angles of the two polarization rotators is set to 45 degrees, and at the reference wavelength. Since the sum of the differentials of the polarization rotation angles of the two polarization rotators is set to zero, the polarization rotation angle after passing through the two polarization rotators is close to the reference wavelength even if the wavelength of the incident light changes. Four
It is possible to configure an isolator that does not change from 5 degrees and has no wavelength dependence.

【0018】請求項2によれば、第2の偏光分離合成素
子を用いることにより簡単に2段の光アイソレータを構
成することができ、高いアイソレーションが達成でき
る。
According to the second aspect, a two-stage optical isolator can be easily constructed by using the second polarization separation / combination element, and high isolation can be achieved.

【0019】請求項3によれば、順方向に入射した光は
第1のテーパ状の偏光分離素子により常光、異常光に分
離され、それぞれ、別の方向に屈折させられる。さら
に、第1および第2の偏光回転子より45度回転され、
第2のテーパ状偏光分離素子で平行にして出力される。
出力光はレンズで集束され、光ファイバに結合される。
逆方向に入射された光は第2のテーパ状偏光分離素子に
より常光、異常光に分離され、べつべつの方向に屈折さ
れる。さらに第2および第1の偏光回転子により順方向
入射時と同方向に45度回転され、第1のテーパ状偏光
分離素子で、常光、異常光は別々方向に屈折され、出力
される。この場合には、レンズにより集束して光ファイ
バに結合させることはできない。
According to the third aspect, the light incident in the forward direction is separated into ordinary light and extraordinary light by the first tapered polarization separation element, and is refracted in different directions. Further, rotated by 45 degrees from the first and second polarization rotators,
It is output in parallel by the second tapered polarization separation element.
The output light is focused by a lens and coupled into an optical fiber.
The light incident in the opposite direction is separated into ordinary light and extraordinary light by the second tapered polarization separation element and refracted in different directions. Further, the second and first polarization rotators rotate 45 degrees in the same direction as when the light enters in the forward direction, and the ordinary light and the extraordinary light are refracted in different directions by the first tapered polarization separation element, and are output. In this case, it cannot be focused by the lens and coupled to the optical fiber.

【0020】また、請求項4によれば、基準となる波長
と異なる波長の光が入力された場合、第1の偏光回転子
と第2の偏光回転子の偏光回転角波長依存性が互いに補
償しあうように設定されているので、基準となる波長が
入射した場合と同じ動作をする。
According to the fourth aspect, when light having a wavelength different from the reference wavelength is input, the polarization rotation angle wavelength dependences of the first polarization rotator and the second polarization rotator are mutually compensated. Since they are set to match each other, the same operation as when the reference wavelength is incident is performed.

【0021】さらに、請求項5によれば、請求項3のア
イソレータを2段直列に配置することによりさらに高い
アイソレーションを実現することができる。
Further, according to claim 5, by arranging the isolator according to claim 3 in two stages in series, a higher isolation can be realized.

【0022】[0022]

【実施例】図1は本発明の光アイソレータの第1の実施
例を示す構成図である。図1において31は直交する2
つの偏光を分離合成する偏光分離合成素子としての第1
の複屈折結晶板、32は同じく第2の複屈折結晶板、3
3は同じく第3の複屈折結晶板、34は非相反性の偏光
回転子としての第1のファラデー回転子、35は第2の
ファラデー回転子、36は第3のファラデー回転子、3
7は第4のファラデー回転子、38、39は第1及び第
2のレンズ、40は入射用光ファイバ、41は出射用光
ファイバである。
1 is a block diagram showing a first embodiment of an optical isolator according to the present invention. In FIG. 1, 31 is orthogonal 2
First as a polarization splitting / combining element for separating and combining two polarized lights
, A second birefringent crystal plate 32,
3 is also a third birefringent crystal plate, 34 is a first Faraday rotator as a non-reciprocal polarization rotator, 35 is a second Faraday rotator, 36 is a third Faraday rotator, 3
7 is a fourth Faraday rotator, 38 and 39 are first and second lenses, 40 is an optical fiber for incidence, and 41 is an optical fiber for emission.

【0023】この光アイソレータは、入射用光ファイバ
40、第1のレンズ38、第1の複屈折結晶板31、第
1のファラデー回転子34、第2のファラデー回転子3
5、第2の複屈折結晶板32、第3のファラデー回転子
36、第4のファラデー回転子37、第3の複屈折結晶
板33、第2のレンズ39、出射用光ファイバ41を表
記した順番に配置し、かつ第2の複屈折結晶板32の光
学軸を第1の複屈折結晶板31に対して45度回転させ
るとともに、さらに第3の複屈折結晶板33の光学軸を
第1の複屈折結晶板31に対して90度回転させ、第1
の複屈折結晶板31と第3の複屈折結晶板33の厚みを
等しくし、第2の複屈折結晶板32の厚みを第1の複屈
折結晶板31の厚みの√2倍になるように構成される。
また、第1および第3のファラデー回転子34、36は
同様な波長特性を持つ部材で構成され、第2および第4
のファラデー回転子35、37は前記ファラデー回転子
34,36と異なる材質であり、かつ互いに同様な波長
特性を持つ部材で構成される。さらに第1のファラデー
回転子34と第2のファラデー回転子35による偏光回
転角は45度であり、基準波長において第1のファラデ
ー回転子34の偏光回転角特性の微分と第2のファラデ
ー回転子35の偏光回転角特性の微分の和が零になるよ
うに設定されており、第3のファラデー回転子36と第
4のファラデー回転子37による偏光回転角は45度で
あり、基準波長において第3のファラデー回転子36の
偏光回転角特性の微分と第4のファラデー回転子37の
偏光回転角特性の微分の和が零になるように設定されて
いる。
This optical isolator comprises an incident optical fiber 40, a first lens 38, a first birefringent crystal plate 31, a first Faraday rotator 34, and a second Faraday rotator 3.
5, the second birefringent crystal plate 32, the third Faraday rotator 36, the fourth Faraday rotator 37, the third birefringent crystal plate 33, the second lens 39, and the output optical fiber 41 are shown. The optical axes of the second birefringent crystal plate 32 are arranged in order, and the optical axis of the second birefringent crystal plate 32 is rotated by 45 degrees with respect to the first birefringent crystal plate 31. The birefringent crystal plate 31 of
The birefringent crystal plate 31 and the third birefringent crystal plate 33 are made equal in thickness, and the thickness of the second birefringent crystal plate 32 is √2 times the thickness of the first birefringent crystal plate 31. Composed.
Further, the first and third Faraday rotators 34, 36 are made of members having similar wavelength characteristics, and
The Faraday rotators 35 and 37 are made of materials different from those of the Faraday rotators 34 and 36 and have members having similar wavelength characteristics. Further, the polarization rotation angle by the first Faraday rotator 34 and the second Faraday rotator 35 is 45 degrees, and the differentiation of the polarization rotation angle characteristic of the first Faraday rotator 34 and the second Faraday rotator at the reference wavelength. The sum of the derivatives of the polarization rotation angle characteristics of 35 is set to zero, and the polarization rotation angle by the third Faraday rotator 36 and the fourth Faraday rotator 37 is 45 degrees, and The sum of the derivative of the polarization rotation angle characteristic of the Faraday rotator 36 of No. 3 and the derivative of the polarization rotation angle characteristic of the fourth Faraday rotator 37 is set to zero.

【0024】まず、基準となる波長の光の場合について
説明する。図5は本発明の光アイソレータの偏光状態と
ビーム位置の状態を示しており、順方向とは図中左から
右方向への光の伝搬を示し、逆方向とは順方向に相反す
る方向を示す。図5の(a)は順方向に光が入射した場
合について説明している。図中+、−は異常光成分が移
動する方向を示しており、+は順方向から光が入射した
場合の移動方向を示し、−は逆方向から光が入射した場
合の移動方向を示す。
First, the case of light having a reference wavelength will be described. FIG. 5 shows a polarization state and a beam position state of the optical isolator of the present invention. The forward direction means the propagation of light from the left to the right direction in the figure, and the backward direction means the direction opposite to the forward direction. Show. FIG. 5A illustrates the case where light is incident in the forward direction. In the figure, + and-indicate the direction in which the extraordinary light component moves, + indicates the movement direction when light is incident from the forward direction, and-indicates the movement direction when light is incident from the opposite direction.

【0025】光ファイバ40からの出力光は、レンズ3
8により平行光に変換され(50)、第1の複屈折結晶
板31に入力される。この入力光は、第1の複屈折結晶
板31において、常光51a、異常光51bの2つの光
に分離される。次にこの2つの光は第1のファラデー回
転子34によりα度だけ偏光が回転される(52a、5
2b)。また、第2のファラデー回転子35によりβ度
だけ偏光が回転される(53a、53b)。ここで、2
つのファラデー回転子34,35による偏光回転角は4
5度に設定されているので、α+β=45度となる。第
2の複屈折結晶板32は、第1の複屈折結晶板31に対
してその結晶軸が45度回転しており、ファラデー回転
子による45度回転と逆方向に回転するものとすると、
第2の複屈折結晶板32を通過する時に、光53aは異
常光成分、光53bは常光成分となる。従って、第2の
複屈折結晶板32通過後には、異常光成分のみの位置が
変化し各光54a、54bは異なる位置に出力される。
第2の複屈折結晶板32を通過した2つの光54a、5
4bは第3のファラデー回転子36により偏光がそれぞ
れα度回転される(55a、55b)。さらに、第4の
ファラデー回転子37により偏光がβ度回転される(5
6a、56b)。従って、第4のファラデー回転子37
を通過後には、偏光は第1の複屈折結晶板31通過後に
対して偏光が90度回転している。一方、第3の複屈折
結晶板33は第1の複屈折結晶板31に対してその結晶
軸が90度回転しているので、光56aが常光成分、光
56bが異常光成分となる。従って、第3の複屈折結晶
板33を通過後には、常光成分のみの位置が変化し、2
つの光が合成されて出力される(57)。
The output light from the optical fiber 40 is supplied to the lens 3
The light is converted into parallel light by 8 (50) and input to the first birefringent crystal plate 31. This input light is split into two lights, an ordinary light 51a and an extraordinary light 51b, in the first birefringent crystal plate 31. Next, the polarization of these two lights is rotated by α degrees by the first Faraday rotator 34 (52a, 5a).
2b). The polarized light is rotated by β degrees by the second Faraday rotator 35 (53a, 53b). Where 2
The polarization rotation angle by the four Faraday rotators 34 and 35 is 4
Since it is set to 5 degrees, α + β = 45 degrees. The crystal axis of the second birefringent crystal plate 32 is rotated 45 degrees with respect to the first birefringent crystal plate 31, and it is assumed that the second birefringent crystal plate 32 rotates in the opposite direction to the 45 degree rotation by the Faraday rotator.
When passing through the second birefringent crystal plate 32, the light 53a becomes an extraordinary light component and the light 53b becomes an ordinary light component. Therefore, after passing through the second birefringent crystal plate 32, the position of only the extraordinary light component changes, and the lights 54a and 54b are output to different positions.
Two lights 54a, 5 which have passed through the second birefringent crystal plate 32
The polarized light 4b is rotated by α degrees by the third Faraday rotator 36 (55a, 55b). Further, the polarization is rotated by β degrees by the fourth Faraday rotator 37 (5
6a, 56b). Therefore, the fourth Faraday rotator 37
After passing through, the polarized light is rotated by 90 degrees with respect to after passing through the first birefringent crystal plate 31. On the other hand, since the crystal axis of the third birefringent crystal plate 33 is rotated by 90 degrees with respect to the first birefringent crystal plate 31, the light 56a becomes the ordinary light component and the light 56b becomes the extraordinary light component. Therefore, after passing through the third birefringent crystal plate 33, the position of only the ordinary component changes, and
The two lights are combined and output (57).

【0026】次に、図5の(b)を用いて光が逆方向に
入射した場合の動作について説明する。出射用光ファイ
バ41からの出力光は第2のレンズ39によりコリメー
トされた後、第3の複屈折結晶板33に入力される。第
3の複屈折結晶板33を通過する際に常光61a、異常
光61bに分かれる。第3の複屈折結晶板33を通過し
た光は第4のファラデー回転子37を通過する。その際
に、順方向通過時と同じ方向にβ度だけ偏光が回転され
る(62a、62b)。さらに、第3のファラデー回転
子36を通過する際に、偏光が順方向通過時と同方向に
α度だけ回転する(63a、63b)。従って、第2の
複屈折結晶板32を通過する際には、光63aが常光成
分、光63bが異常光成分となり、異常光成分のみの位
置が変えられる(64a、64b)。第2の複屈折結晶
板32を通過した2つの光は、次に第2のファラデー回
転子35に入力される。第2のファラデー回転子35で
は、偏光がβ度だけ回転される(65a、65b)。さ
らに、第1のファラデー回転子34を通過する際に2つ
の光は偏光がα度だけ回転される(66a、66b)。
第1のファラデー回転子34を通過した光は第1の複屈
折結晶板31を通過する。その時、光66aは常光成
分、光66bは異常光成分となる。第1の複屈折結晶板
31により異常光成分のみの位置が変えられる。第1の
複屈折結晶板31より出力された光(67a、67b)
は入射時とは位置が異なるので、第1のレンズ38によ
りファイバ40に結合することができない。以上により
本構成が光アイソレータとして動作することが分かる。
Next, the operation when light is incident in the opposite direction will be described with reference to FIG. The output light from the output optical fiber 41 is collimated by the second lens 39 and then input to the third birefringent crystal plate 33. When passing through the third birefringent crystal plate 33, it is divided into ordinary light 61a and extraordinary light 61b. The light that has passed through the third birefringent crystal plate 33 passes through the fourth Faraday rotator 37. At that time, the polarized light is rotated by β degrees in the same direction as when passing in the forward direction (62a, 62b). Further, when passing through the third Faraday rotator 36, the polarized light rotates by α degrees in the same direction as when passing in the forward direction (63a, 63b). Therefore, when passing through the second birefringent crystal plate 32, the light 63a becomes the ordinary light component and the light 63b becomes the extraordinary light component, and the positions of only the extraordinary light component are changed (64a, 64b). The two lights that have passed through the second birefringent crystal plate 32 are then input to the second Faraday rotator 35. In the second Faraday rotator 35, the polarized light is rotated by β degrees (65a, 65b). Further, when passing through the first Faraday rotator 34, the polarization of the two lights is rotated by α degrees (66a, 66b).
The light that has passed through the first Faraday rotator 34 passes through the first birefringent crystal plate 31. At that time, the light 66a becomes an ordinary light component and the light 66b becomes an extraordinary light component. The position of only the extraordinary light component is changed by the first birefringent crystal plate 31. Light output from the first birefringent crystal plate 31 (67a, 67b)
Cannot be coupled to the fiber 40 by the first lens 38 because it is in a different position than when it was incident. From the above, it can be seen that this configuration operates as an optical isolator.

【0027】次に、基準波長と異なる波長の光が入射し
た場合について説明する。図6は本発明の光アイソレー
タに基準波長と異なる波長光が入射した場合の光アイソ
レータ中の偏光状態とビーム位置の状態を示している。
図6の(a)は順方向に光が入射した場合について説明
している。図中+、−は異常光成分が移動する方向を示
しており、+は順方向から光が入射した場合の移動方向
を示し、−は逆方向から光が入射した場合の移動方向を
示す。
Next, a case where light having a wavelength different from the reference wavelength is incident will be described. FIG. 6 shows a polarization state and a beam position state in the optical isolator when light having a wavelength different from the reference wavelength is incident on the optical isolator of the present invention.
FIG. 6A illustrates the case where light is incident in the forward direction. In the figure, + and-indicate the direction in which the extraordinary light component moves, + indicates the movement direction when light is incident from the forward direction, and-indicates the movement direction when light is incident from the opposite direction.

【0028】光ファイバ40からの出力光は、第1のレ
ンズ38により平行光に変換され(70)、第1の複屈
折結晶板31に入力される。この入力光は、第1の複屈
折結晶板31において、常光71a、異常光71bの2
つの光に分離される。次にこの2つの光は第1のファラ
デー回転子34によりα+Δθ1 度だけ偏光が回転され
る(72a、72b)。ここで、Δθ1 は基準波長から
のずれによる偏光回転角の変化を示す。また、第2のフ
ァラデー回転子35によりβ+Δθ2 度だけ偏光が回転
される(73a、73b)。Δθ2 は基準波長からのず
れによる偏光回転角の変化を示す。基準波長付近では、
第1および第2のファラデー回転子34,35の偏光回
転特性の微分の和が零に設定されているので、Δθ1
Δθ2 =0となり、2つのファラデー回転子34,35
による偏光は、α+β=45度だけ回転される。第2の
複屈折結晶板32は第1の複屈折結晶板31に対してそ
の結晶軸が45度回転しており、ファラデー回転子によ
る45度回転と逆方向に回転するものとすると、第2の
複屈折結晶板32を通過する時に、光73aは異常光成
分、光73bは常光成分となる。従って、第2の複屈折
結晶板32を通過後には、異常光成分のみの位置が変化
し、光74a、74bは異なる位置に出力される。第2
の複屈折結晶板32を通過した2つの光74a、74b
は第3のファラデー回転子36により偏光がそれぞれα
+Δθ1 度だけ回転される(75a、75b)。さら
に、第4のファラデー回転子37により偏光がβ+Δθ
2 度だけ回転される(76a,76b)。従って、第4
のファラデー回転子37を通過後には、偏光は第1の複
屈折結晶板31通過後に対して偏光が90度回転してい
る。一方、第3の複屈折結晶板33は第1の複屈折結晶
板31に対してその結晶軸が90度回転しているので、
76aが常光成分、76bが異常光成分となる。従っ
て、第3の複屈折結晶板33を通過後には、異常光成分
のみの位置が変化し、2つの光が合成されて出力される
(77)。
The output light from the optical fiber 40 is converted into parallel light by the first lens 38 (70) and input to the first birefringent crystal plate 31. In the first birefringent crystal plate 31, this input light is divided into the ordinary light 71a and the extraordinary light 71b.
It is separated into two lights. Next, the polarization of these two lights is rotated by α + Δθ 1 degree by the first Faraday rotator 34 (72a, 72b). Here, Δθ 1 indicates the change of the polarization rotation angle due to the deviation from the reference wavelength. Further, the polarized light is rotated by β + Δθ 2 degrees by the second Faraday rotator 35 (73a, 73b). Δθ 2 indicates the change in the polarization rotation angle due to the deviation from the reference wavelength. Near the reference wavelength,
Since the sum of the derivatives of the polarization rotation characteristics of the first and second Faraday rotators 34 and 35 is set to zero, Δθ 1 +
Δθ 2 = 0 and the two Faraday rotators 34 and 35
The polarization due to is rotated by α + β = 45 degrees. The second birefringent crystal plate 32 has its crystal axis rotated 45 degrees with respect to the first birefringent crystal plate 31, and is assumed to rotate in a direction opposite to the 45 degree rotation by the Faraday rotator. When passing through the birefringent crystal plate 32, the light 73a becomes an extraordinary light component and the light 73b becomes an ordinary light component. Therefore, after passing through the second birefringent crystal plate 32, the position of only the extraordinary light component changes, and the lights 74a and 74b are output to different positions. Second
Two lights 74a, 74b that have passed through the birefringent crystal plate 32 of
Is polarized by the third Faraday rotator 36.
It is rotated by + Δθ 1 degree (75a, 75b). Further, the polarization is β + Δθ by the fourth Faraday rotator 37.
Only twice is rotated (76a, 76b). Therefore, the fourth
After passing through the Faraday rotator 37, the polarized light is rotated by 90 degrees with respect to after passing through the first birefringent crystal plate 31. On the other hand, since the crystal axis of the third birefringent crystal plate 33 is rotated 90 degrees with respect to the first birefringent crystal plate 31,
76a is an ordinary light component and 76b is an extraordinary light component. Therefore, after passing through the third birefringent crystal plate 33, the position of only the extraordinary light component changes, and the two lights are combined and output (77).

【0029】次に、図6の(b)を用いて逆方向に光が
入射した場合の動作について説明する。出射用光ファイ
バ41からの出力光は第2のレンズ39によりコリメー
トされた後、第3の複屈折結晶板33に入力される。第
3の複屈折結晶板33を通過する際に常光81a、異常
光81bに分かれる。第3の複屈折結晶板33を通過し
た光は第4のファラデー回転子37を通過する。その際
に、順方向通過時と同じ方向にβ+Δθ2 度だけ偏光が
回転される(82a、82b)。さらに、第3のファラ
デー回転子36を通過する際に偏光が順方向通過時と同
方向にα+Δθ1 度だけ回転する(83a、83b)。
従って、第2の複屈折結晶板32を通過する際には、光
83aが常光成分、光83bが異常光成分となり、異常
光成分のみの位置が変えられる(84a、84b)。第
2の複屈折結晶板32を通過した2つの光は、次に第2
のファラデー回転子35に入力される。第2のファラデ
ー回転子35では、偏光がβ度だけ回転される(85
a、85b)。さらに、第1のファラデー回転子34を
通過する際に2つの光は偏光がα+Δθ1 度だけ回転さ
れる(86a、86b)。第1のファラデー回転子34
を通過した光は第1の複屈折結晶板31を通過する。そ
の時、光86aは常光成分、光86bは異常光成分とな
る。第1の複屈折結晶板31により異常光成分のみの位
置が変えられる。第1の複屈折結晶板31より出力され
た光87a、87bは入射時とは位置が異なるので、第
1のレンズ38により光ファイバに結合することができ
ない。
Next, the operation when light is incident in the opposite direction will be described with reference to FIG. The output light from the output optical fiber 41 is collimated by the second lens 39 and then input to the third birefringent crystal plate 33. When passing through the third birefringent crystal plate 33, it is divided into ordinary light 81a and extraordinary light 81b. The light that has passed through the third birefringent crystal plate 33 passes through the fourth Faraday rotator 37. At that time, the polarized light is rotated by β + Δθ 2 degrees in the same direction as when passing in the forward direction (82a, 82b). Further, when passing through the third Faraday rotator 36, the polarized light is rotated by α + Δθ 1 degree in the same direction as when passing in the forward direction (83a, 83b).
Therefore, when passing through the second birefringent crystal plate 32, the light 83a becomes the ordinary light component and the light 83b becomes the extraordinary light component, and the positions of only the extraordinary light component are changed (84a, 84b). The two lights that have passed through the second birefringent crystal plate 32 are
Is input to the Faraday rotator 35. In the second Faraday rotator 35, the polarized light is rotated by β degrees (85
a, 85b). Further, when passing through the first Faraday rotator 34, the polarizations of the two lights are rotated by α + Δθ 1 degrees (86a, 86b). First Faraday rotator 34
The light that has passed through passes through the first birefringent crystal plate 31. At that time, the light 86a becomes an ordinary light component and the light 86b becomes an extraordinary light component. The position of only the extraordinary light component is changed by the first birefringent crystal plate 31. The lights 87a and 87b output from the first birefringent crystal plate 31 have different positions from those at the time of incidence, and therefore cannot be coupled to the optical fiber by the first lens 38.

【0030】以上より基準波長と異なる波長の光アイソ
レータが入射された場合でも、同様に光アイソレータと
して動作することが分かる。
From the above, it can be seen that even when an optical isolator having a wavelength different from the reference wavelength is incident, the optical isolator operates similarly.

【0031】図7は第1および第2のファラデー回転子
34、35あるいは36,37として用いられる材料の
波長特性の一例を示すものである。同図はファラデー回
転子のファラデー回転係数の一波長特性を表し、ここで
は、1μm帯のアイソレータに使用されているYIG、
Ga置換YIG、Bi、Ga置換YIGの特性を示す。
これにより、置換する物質等を変化させることによりフ
ァラデー回転の方向を変化することができ、互いに波長
依存性を補償することができるファラデー回転子のペア
を構成できる。
FIG. 7 shows an example of wavelength characteristics of materials used as the first and second Faraday rotators 34, 35 or 36, 37. This figure shows the one-wavelength characteristic of the Faraday rotation coefficient of the Faraday rotator. Here, YIG used in the 1 μm band isolator,
The characteristics of Ga-substituted YIG, Bi, and Ga-substituted YIG are shown.
Thus, the direction of Faraday rotation can be changed by changing the substance to be replaced, etc., and a pair of Faraday rotators capable of compensating for wavelength dependence can be configured.

【0032】図8は本発明の光アイソレータの第2の実
施例を示すものである。テーパ状の第1及び第2の複屈
折結晶板131、132の間に非相反性の第1および第
2のファラデー回転子133、134が配置されてい
る。135、136は第1および第2のレンズ、13
7、138は入射用および出射用光ファイバである。テ
ーパ状の第1及び第2の複屈折結晶板131、132を
光が通過する場合には、常光と異常光とで屈折角度が異
なるため偏光分離が行える。
FIG. 8 shows a second embodiment of the optical isolator of the present invention. Nonreciprocal first and second Faraday rotators 133 and 134 are arranged between the first and second tapered birefringent crystal plates 131 and 132. 135 and 136 are the first and second lenses, and 13
Reference numerals 7 and 138 denote incident and outgoing optical fibers. When light passes through the tapered first and second birefringent crystal plates 131 and 132, polarization angles can be separated because ordinary light and extraordinary light have different refraction angles.

【0033】まず、基準波長の光が光アイソレータに入
射した場合の動作について図9を用いて説明する。
First, the operation when light of the reference wavelength is incident on the optical isolator will be described with reference to FIG.

【0034】図9は偏光の状態とビームの位置の状態を
示すもので、図中〜は対応位置関係を示している。
また、順方向とは図中左から右方向への光の伝搬方向を
示す。
FIG. 9 shows the state of polarization and the state of the position of the beam. In FIG.
Further, the forward direction refers to the propagation direction of light from left to right in the figure.

【0035】順方向に光が伝搬する場合を図9の(a) に
ついて説明する。入射用光ファイバ137からの出力光
140は第1のレンズ135によりコリメートされる
(141)。テーパ状の第1の複屈折結晶板131を通
過するとき、常光と異常光では屈折率が異なるので、そ
れぞれ別の方向に屈折されて出力される(142a、1
42b)。第1のファラデー回転子133において2つ
の光はそれぞれz方向に向かってα度時計回りに回転す
る(143a、143b)。さらに、第2のファラデー
回転子134において2つの光は偏光方向がz方向に向
かってそれぞれ時計回りにβ度回転される(144a、
144b)。ここで、第1及び第2のファラデー回転子
による偏光回転角度(α+β)は45度に設定されてい
る。第2のファラデー回転子134からの出力光はテー
パ状の第2の複屈折結晶板132に入力される。テーパ
状の第2の複屈折結晶板132の光学軸はテーパ状の第
1の複屈折結晶板131の光学軸に対して、z方向に向
かって時計回りに45度回転している。従って、光14
4aが常光、光144bが異常光に対応する。テーパ状
の第2の複屈折結晶板132を通過した常光と異常光は
互いに平行となって出力される(145a,145
b)。この2つの平行光は第2のレンズ136で集光し
(146)、出射用光ファイバ138に入力される。
A case where light propagates in the forward direction will be described with reference to FIG. The output light 140 from the incident optical fiber 137 is collimated by the first lens 135 (141). When passing through the first birefringent crystal plate 131 having a tapered shape, the ordinary light and the extraordinary light have different refractive indices, so that they are refracted in different directions and output (142a, 1).
42b). In the first Faraday rotator 133, the two lights respectively rotate α degrees clockwise in the z direction (143a, 143b). Further, in the second Faraday rotator 134, the polarization directions of the two lights are rotated clockwise by β degrees in the z direction (144a, 144a,
144b). Here, the polarization rotation angle (α + β) by the first and second Faraday rotators is set to 45 degrees. The output light from the second Faraday rotator 134 is input to the second tapered birefringent crystal plate 132. The optical axis of the second tapered birefringent crystal plate 132 is rotated 45 degrees clockwise in the z direction with respect to the optical axis of the first tapered birefringent crystal plate 131. Therefore, light 14
4a corresponds to ordinary light, and light 144b corresponds to extraordinary light. The ordinary ray and the extraordinary ray that have passed through the tapered second birefringent crystal plate 132 are output in parallel with each other (145a, 145).
b). The two parallel lights are condensed by the second lens 136 (146) and input to the emission optical fiber 138.

【0036】逆方向に光が伝搬する場合を図9の(b) に
ついて説明する。出射用光ファイバ138からの出力光
150は第2のレンズ136によりコリメートされ(1
51)、テーパ状の第2の複屈折結晶板132に入力す
る。テーパ状の第2の複屈折結晶板132では常光と異
常光で屈折率が異なるので、常光、異常光に分かれて別
々の方向に屈折させられて、出力される(152a、1
52b)。第2のファラデー回転子134では、2つの
光の偏光方向が非相反性のためz方向に対してそれぞれ
β度時計回りに回転して出力される(153a、153
b)。第1のファラデー回転子133では、2つの光の
偏光方向がそれぞれ、z方向に対して時計回りにα度回
転される(154a、154b)。テーパ状の第1の複
屈折結晶板131に対して、光154bは異常光、光1
54aは常光となる。2つの光は別々の方向に屈折さ
れ、レンズ135に入射する。このとき、2つの光15
5a、155bの光の進行方向は、入射光の進行方向と
異なるため第1のレンズ135により集光されず、光フ
ァイバ137には結合しない(156a,156b)。
The case where light propagates in the opposite direction will be described with reference to FIG. The output light 150 from the output optical fiber 138 is collimated by the second lens 136 (1
51), and input to the tapered second birefringent crystal plate 132. In the second tapered birefringent crystal plate 132, since the ordinary light and the extraordinary light have different refractive indices, they are divided into ordinary light and extraordinary light, refracted in different directions, and output (152a, 1).
52b). In the second Faraday rotator 134, since the polarization directions of the two lights are non-reciprocal, the lights are rotated by β degrees clockwise with respect to the z direction and output (153a, 153).
b). In the first Faraday rotator 133, the polarization directions of the two lights are each rotated by α degrees in the clockwise direction with respect to the z direction (154a, 154b). For the first birefringent crystal plate 131 having a tapered shape, the light 154b is extraordinary light and the light 1
54a becomes ordinary light. The two lights are refracted in different directions and enter the lens 135. At this time, two lights 15
Since the traveling directions of the lights 5a and 155b are different from the traveling directions of the incident light, they are not condensed by the first lens 135 and are not coupled to the optical fiber 137 (156a and 156b).

【0037】次に基準波長と異なる光が光アイソレータ
に入射した場合について図10を用いて説明する。図1
0の(a) は順方向に光が入射した場合を示している。光
ファイバ137からの出力光160は、レンズ135に
よりコリメートされる(161)。テーパ状の複屈折結
晶板131を通過するとき、常光と異常光では屈折率が
異なるので、それぞれ別の方向に屈折されて出力される
(162a、162b)。第1のファラデー回転子13
3において2つの光の偏光方向はそれぞれz方向に向か
ってα+Δθ1 度時計回りに回転する(163a、16
3b)。さらに、第2のファラデー回転子134におい
て2つの光は偏光方向がそれぞれ時計回りにβ+Δθ2
度回転される(164a、164b)。ここで、Δθ1
=−Δθ2 となるように設定されているので、第1およ
び第2のファラデー回転子通過後の偏光の状態は基準波
長が入射した場合と同じになる。第2のファラデー回転
子134からの出力光はテーパ状の第2の複屈折結晶板
132に入力される。テーパ状の第2の複屈折結晶板1
32の光学軸はテーパ状の第1の複屈折結晶板131の
光学軸に対して、z方向に向かって時計回りに45度回
転している。従って、光164aが常光、164bが異
常光に対応する。テーパ状の第2の複屈折結晶板132
を透過したのち、2つの光165a,165bは入射時
の進行方向と平行な光となり、第2のレンズ136によ
り集光され、出射用光ファイバ138に結合する(16
6)。
Next, a case where light different from the reference wavelength enters the optical isolator will be described with reference to FIG. Figure 1
(A) of 0 shows the case where light is incident in the forward direction. The output light 160 from the optical fiber 137 is collimated by the lens 135 (161). When passing through the tapered birefringent crystal plate 131, the ordinary light and the extraordinary light have different refractive indices, and thus are refracted in different directions and output (162a, 162b). First Faraday rotator 13
In FIG. 3, the polarization directions of the two lights are rotated in the z direction by α + Δθ1 degrees clockwise (163a, 16a).
3b). Furthermore, in the second Faraday rotator 134, the polarization directions of the two lights are β + Δθ2 in the clockwise direction, respectively.
It is rotated once (164a, 164b). Where Δθ1
Since the setting is such that = −Δθ2, the state of polarization after passing through the first and second Faraday rotators is the same as when the reference wavelength is incident. The output light from the second Faraday rotator 134 is input to the second tapered birefringent crystal plate 132. Tapered second birefringent crystal plate 1
The optical axis of 32 is rotated 45 degrees clockwise in the z direction with respect to the optical axis of the tapered first birefringent crystal plate 131. Therefore, the light 164a corresponds to the ordinary light and the light 164b corresponds to the extraordinary light. Tapered second birefringent crystal plate 132
After being transmitted, the two lights 165a and 165b become lights parallel to the traveling direction at the time of incidence, are condensed by the second lens 136, and are coupled to the emission optical fiber 138 (16
6).

【0038】次に、逆方向に光が入射した場合を図10
の(b) について説明する。出射用光ファイバ138から
出力された光170は第2のレンズ136によりコリメ
ートされ(171)、テーパ状の第2の複屈折結晶板1
32に入力する。テーパ状の第2の複屈折結晶板132
では常光と異常光で屈折率が異なるので、常光、異常光
に分かれて別々の方向に屈折し、出力される(172
a、172b)。第2のファラデー回転子134では、
2つの光の偏光方向はz方向に対してそれぞれβ+Δθ
2 度時計回りに回転して出力される(173a、173
b)。第1のファラデー回転子133では、2つの光の
偏光方向がそれぞれz方向に対して時計回りにα+Δθ
1 度回転される(174a、174b)。従って、Δθ
1 =−Δθ2 となるように2つのファラデー回転子の厚
みが調整されているので、テーパ状の複屈折結晶板13
1に対して、光174bは異常光、光174aは常光と
なる。従って、光174a及び174bテーパ状の複屈
折結晶板131により屈折され、第1のレンズ135に
入射する。このとき、2つの光175a、175bの光
の進行方向は、入射光の進行と異なるため光ファイバ1
37に結合しない(176a,176b)。ゆえに基準
波長と異なる波長の光が入力した場合でも、2つのファ
ラデー回転子により偏光回転角の波長依存性を互いに補
償しあい、アイソレーショが波長に依存しなくなる。
Next, the case where light is incident in the opposite direction is shown in FIG.
(B) of will be explained. The light 170 output from the emitting optical fiber 138 is collimated by the second lens 136 (171), and the tapered second birefringent crystal plate 1 is formed.
Enter in 32. Tapered second birefringent crystal plate 132
Since the ordinary light and the extraordinary light have different refractive indices, the ordinary light and the extraordinary light are divided and refracted in different directions and output (172
a, 172b). In the second Faraday rotator 134,
The polarization directions of the two lights are β + Δθ with respect to the z direction.
It is output by rotating it twice clockwise (173a, 173).
b). In the first Faraday rotator 133, the polarization directions of the two lights are α + Δθ in the clockwise direction with respect to the z direction, respectively.
It is rotated once (174a, 174b). Therefore, Δθ
Since the thicknesses of the two Faraday rotators are adjusted so that 1 = −Δθ2, the tapered birefringent crystal plate 13
1, the light 174b becomes extraordinary light and the light 174a becomes ordinary light. Therefore, the lights 174 a and 174 b are refracted by the tapered birefringent crystal plate 131 and are incident on the first lens 135. At this time, since the traveling directions of the two lights 175a and 175b are different from the traveling direction of the incident light, the optical fiber 1
It does not bind to 37 (176a, 176b). Therefore, even when light with a wavelength different from the reference wavelength is input, the two Faraday rotators compensate each other for the wavelength dependence of the polarization rotation angle, and the isolation does not depend on the wavelength.

【0039】ここで、テーパ状の複屈折結晶板として
は、ルチル結晶やカルサイト結晶等が用いられる。
As the tapered birefringent crystal plate, rutile crystal, calcite crystal or the like is used.

【0040】前記実施例でも、第1および第2のファラ
デー回転子133、134として用いられる材料の波長
特性を図7に示すもののように、互いに波長依存性を補
償し合うものを用いることはいうまでもない。
Also in the above-mentioned embodiment, it is said that the materials used as the first and second Faraday rotators 133 and 134 have wavelength characteristics that compensate each other as shown in FIG. There is no end.

【0041】図11は本発明の第3の実施例を示すもの
である。ここで、181、182、183、184はテ
ーパ状の複屈折結晶板であり、第1および第2のテーパ
状複屈折結晶板181、182の間に第1及び第2のフ
ァラデー回転子185、186が配置され、第3及び第
4のテーパ状偏光回転子183、184の間に第3及び
第4のファラデー回転子187、188が配置されてい
る。189,190は第1及び第2のレンズ、191,
192は入射用及び出射用光ファイバである。この光ア
イソレータは図8に示した第2の実施例の光アイソレー
タの複屈折結晶板のテーパ傾斜方向を90度ずつずらし
て2段接続したものである。第1及び第2のテーパ状複
屈折結晶板181、182のテーパの傾斜方向と第3及
び第4のテーパ状複屈折結晶板183、184の傾斜方
向を相互に90度ずらしている。図12は基準波長の光
が入射した場合の光アイソレータの動作を説明してい
る。図中〜丸11は対応位置関係を示している。ま
ず、順方向に入射した場合を図12の(a) について説明
する。入射用ファイバ191からの出力光201は、第
1のレンズ189によりコリメートされる(202)。
テーパ状の第1の複屈折結晶板181を通過するとき、
常光と異常光では屈折率が異なるので、それぞれ別の方
向に屈折されて出力される(203a、203b)。第
1のファラデー回転子185において2つの光はそれぞ
れz方向に向かってα度時計回りに回転する(204
a、204b)。さらに、第2のファラデー回転子18
6において2つの光は偏光方向がそれぞれ時計回りにβ
度回転される(205a、205b)。ここで、α+β
=45度になるように設定されている。第2のファラデ
ー回転子186からの出力光はテーパ状の第2の複屈折
結晶板182に入力される。テーパ状の第2の複屈折結
晶板182の光学軸はテーパ状の第1の複屈折結晶板1
81の光学軸に対して、z方向に向かって時計回りに4
5度回転している。従って、光205aが常光、205
bが異常光に対応する。第2のテーパ状複屈折結晶板1
82を透過した常光と異常光は互いに平行となり、入射
光に対しても平行に出力される。さらに、出力光206
a、206bはテーパ状の第3の複屈折結晶板183を
透過する。その場合、出力光206a、206b共に、
常光、異常光の成分を有し常光、異常光で屈折方向が異
なるために、4つに分割された光が出力される(207
a〜207d)。4つの光は第3のファラデー回転子1
87によりz軸方向に対して時計回りにα度回転される
(208a〜208d)。さらに第4のファラデー回転
子188により偏光がそれぞれβ度回転する(209a
〜209d)。第4のテーパ状複屈折結晶板184で
は、光学軸がテーパ状複屈折結晶板181の光学軸に対
して、z方向に向かって時計回りに45度回転してい
る。従って、光209a、209cが常光、209b,
209dが異常光に対応する。テーパ状複屈折結晶意板
184を透過した常光と異常光は互いに平行となって出
力される(210a〜210d)。4本の互いに平行な
光は第2のレンズ190により集光され、出射用光ファ
イバ192に結合される(211)。
FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention. Here, 181, 182, 183 and 184 are tapered birefringent crystal plates, and the first and second Faraday rotators 185 are provided between the first and second tapered birefringent crystal plates 181 and 182. 186 is disposed, and third and fourth Faraday rotators 187 and 188 are disposed between the third and fourth tapered polarization rotators 183 and 184. 189 and 190 are the first and second lenses, 191 and
Reference numeral 192 denotes an optical fiber for incidence and an optical fiber for emission. In this optical isolator, the birefringent crystal plates of the optical isolator of the second embodiment shown in FIG. 8 are connected in two stages by shifting the taper inclination direction by 90 degrees. The inclination direction of the taper of the first and second tapered birefringent crystal plates 181 and 182 and the inclination direction of the third and fourth tapered birefringent crystal plates 183 and 184 are shifted from each other by 90 degrees. FIG. 12 illustrates the operation of the optical isolator when light of the reference wavelength is incident. In the figure, circle 11 indicates the corresponding positional relationship. First, the case of incident light in the forward direction will be described with reference to FIG. The output light 201 from the incident fiber 191 is collimated by the first lens 189 (202).
When passing through the tapered first birefringent crystal plate 181,
Since ordinary light and extraordinary light have different refractive indexes, they are refracted in different directions and output (203a, 203b). In the first Faraday rotator 185, the two lights rotate α degrees clockwise in the z direction (204).
a, 204b). In addition, the second Faraday rotator 18
In Fig. 6, the polarization directions of the two lights are β clockwise.
It is rotated once (205a, 205b). Where α + β
= 45 degrees. The output light from the second Faraday rotator 186 is input to the second tapered birefringent crystal plate 182. The optical axis of the tapered second birefringent crystal plate 182 is the tapered first birefringent crystal plate 1.
4 clockwise in the z direction with respect to the 81 optical axis
It rotates 5 degrees. Therefore, the light 205a is the ordinary light, and the 205
b corresponds to abnormal light. Second tapered birefringent crystal plate 1
The ordinary ray and the extraordinary ray that have passed through 82 are parallel to each other and are output in parallel to the incident light. Further, the output light 206
a and 206b are transmitted through the tapered third birefringent crystal plate 183. In that case, the output lights 206a and 206b are both
Since there are ordinary light and extraordinary light components and the refraction directions of ordinary light and extraordinary light are different, light divided into four is output (207).
a-207d). Four lights are the third Faraday rotator 1
It is rotated α degrees clockwise with respect to the z-axis direction by 87 (208a to 208d). Further, the polarization is rotated by β degrees by the fourth Faraday rotator 188 (209a
~ 209d). The optical axis of the fourth tapered birefringent crystal plate 184 is rotated 45 degrees clockwise in the z direction with respect to the optical axis of the tapered birefringent crystal plate 181. Therefore, the lights 209a and 209c are ordinary light, 209b,
209d corresponds to extraordinary light. The ordinary light and the extraordinary light transmitted through the tapered birefringent crystal plate 184 are output in parallel with each other (210a to 210d). The four parallel lights are condensed by the second lens 190 and coupled to the emitting optical fiber 192 (211).

【0042】次に、逆方向に伝搬する場合について説明
する。出射用光ファイバ192からの出力光221は第
2のレンズ190によりコリメートされ(222)、テ
ーパ状の第4の複屈折結晶板184に入力する、テーパ
状の第4の複屈折結晶板184では、常光と異常光で屈
折率が異なるので、常光、異常光に分かれて別々の方向
に屈折し、出力される(223a、223b)。第4の
ファラデー回転子188では、2つの光の偏光方向はz
方向に対してそれぞれβ度時計回りに回転して出力され
る(224a、224b)。
Next, the case of propagating in the opposite direction will be described. The output light 221 from the output optical fiber 192 is collimated (222) by the second lens 190, and is input to the fourth tapered birefringent crystal plate 184. In the fourth tapered birefringent crystal plate 184, Since the ordinary light and the extraordinary light have different refractive indices, they are divided into ordinary light and extraordinary light, refracted in different directions, and output (223a, 223b). In the fourth Faraday rotator 188, the polarization directions of the two lights are z
It is output by rotating β degrees clockwise with respect to each direction (224a, 224b).

【0043】第3のファラデー回転子187では、2つ
の光の偏光方向がそれぞれ、z方向に対して時計回りに
α度回転される(225a、225b)。テーパ状の第
3の複屈折結晶板183に対して、光225aは異常
光、光225bは常光となる。2つの光の屈折方向は異
なり、さらに2つの光は離れる方向に屈折される。テー
パ状の第2の複屈折結晶板182では、2つの光226
a、226bが共に常光成分、異常光成分をもつため、
4つの光に分離される(227a〜227d)。第2の
ファラデー回転子186では、偏光がそれぞれβ度回転
され(228a〜228d)。さらに、第1のファラデ
ー回転子185ではα度時計回りに回転される(229
a〜229d)。さらに、テーパ状の第1の複屈折結晶
板181では、光230a、230bが異常光、光23
0c、及び230dが異常光に対応する。従って、テー
パ状の第1の複屈折結晶板181通過後には4つの光2
30a〜230dは互いに離れる方向に屈折されてい
る。従って、第1のレンズ189によって、入射用光フ
ァイバ191に結合させることはできない。
In the third Faraday rotator 187, the polarization directions of the two lights are rotated by α degrees in the clockwise direction with respect to the z direction (225a, 225b). For the tapered third birefringent crystal plate 183, the light 225a becomes extraordinary light and the light 225b becomes ordinary light. The refracting directions of the two lights are different, and the two lights are refracted in directions away from each other. In the second tapered birefringent crystal plate 182, two light beams 226
Since a and 226b both have an ordinary light component and an extraordinary light component,
It is separated into four lights (227a to 227d). In the second Faraday rotator 186, the polarized light is rotated by β degrees (228a to 228d). Further, the first Faraday rotator 185 is rotated by α degrees clockwise (229
a-229d). Further, in the tapered first birefringent crystal plate 181, the lights 230a and 230b are extraordinary lights and the light 23
0c and 230d correspond to extraordinary light. Therefore, after passing through the tapered first birefringent crystal plate 181, the four light beams 2
30a to 230d are refracted in directions away from each other. Therefore, it cannot be coupled to the incident optical fiber 191 by the first lens 189.

【0044】基準の波長と異なる光が入射した場合につ
いては説明を省略するが、これもファラデー回転子によ
り互いに波長依存性を補償し合うので、アイソレーショ
ンは波長の変化に依存しない。さらに、アイソレータが
2段直列になっているので、高いアイソレーションが得
られる。
A description will be omitted of the case where light different from the reference wavelength is incident. However, since the Faraday rotators also compensate each other for the wavelength dependence, the isolation does not depend on the wavelength change. Furthermore, since the two isolators are connected in series, high isolation can be obtained.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明した如く、請求項1,2によれ
ば、2つの偏光回転子を用いて、通過時に偏光が45度
回転するようにして、さらに、波長による偏光回転角を
互いに補償する構成を用いることにより入力光に対する
波長依存性のない光アイソレータを実現することができ
る。さらに、この構成を2段にして高いアイソレーショ
ンを実現することができる。請求項3,4,5によれば
前記効果に加え、偏光分離素子をテーパ状とすることに
より、装置全体の長さを短縮できる。
As described above, according to the first and second aspects, by using two polarization rotators, the polarization is rotated by 45 degrees during passage, and the polarization rotation angles due to wavelengths are mutually compensated. By using this configuration, it is possible to realize an optical isolator having no wavelength dependence with respect to the input light. Further, this configuration can be made into two stages to achieve high isolation. According to the third, fourth, and fifth aspects, in addition to the above effect, the length of the entire device can be shortened by making the polarization separation element tapered.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の光アイソレータの第1の実施例を示す
構成図
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of an optical isolator of the present invention.

【図2】従来の光アイソレータの一例を示す構成図FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a conventional optical isolator.

【図3】図2の光アイソレータにおける光の伝搬の様子
を示す説明図
FIG. 3 is an explanatory diagram showing how light propagates in the optical isolator shown in FIG.

【図4】図2の光アイソレータにおける光の進路を示す
説明図
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a path of light in the optical isolator of FIG.

【図5】図1の構成において、基準となる波長の光の伝
搬の様子を示す説明図
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state of propagation of light having a reference wavelength in the configuration of FIG.

【図6】図1の構成において、基準となる波長と異なる
波長の光の伝搬の様子を示す説明図
FIG. 6 is an explanatory diagram showing how a light having a wavelength different from a reference wavelength propagates in the configuration of FIG. 1;

【図7】ファラデー回転子の波長特性の一例を示すグラ
FIG. 7 is a graph showing an example of wavelength characteristics of a Faraday rotator.

【図8】本発明の光アイソレータの第2の実施例を示す
構成図
FIG. 8 is a configuration diagram showing a second embodiment of the optical isolator of the present invention.

【図9】基準となる波長の光の伝搬の様子を示す説明図FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state of propagation of light having a reference wavelength.

【図10】基準以外の波長の光の伝搬の様子を示す説明
FIG. 10 is an explanatory diagram showing a state of propagation of light having a wavelength other than the reference.

【図11】本発明の光アイソレータの第3の実施例を示
す構成図
FIG. 11 is a configuration diagram showing a third embodiment of the optical isolator of the present invention.

【図12】図11の光アイソレータに基準となる波長の
光を入射した場合の動作説明図
FIG. 12 is an operation explanatory diagram when light of a reference wavelength is incident on the optical isolator of FIG. 11.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

31…第1の複屈折結晶板、32…第2の複屈折結晶
板、33…第3の複屈折結晶板、34…第1のファラデ
ー回転子、35…第2のファラデー回転子、36…第3
のファラデー回転子、37…第4のファラデー回転子、
38…第1のレンズ、39…第2のレンズ、40…入射
用光ファイバ、41…出射用光ファイバ。
31 ... 1st birefringent crystal plate, 32 ... 2nd birefringent crystal plate, 33 ... 3rd birefringent crystal plate, 34 ... 1st Faraday rotator, 35 ... 2nd Faraday rotator, 36 ... Third
Faraday rotator, 37 ... Fourth Faraday rotator,
38 ... 1st lens, 39 ... 2nd lens, 40 ... Incident optical fiber, 41 ... Emitting optical fiber.

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直交する2つの偏光を分離合成する第1
の偏光分離素子と、直交する2つの偏光を分離合成する
第2の偏光分離素子と、直交する2つの偏光を分離合成
する第3の偏光分離素子とを有し、 前記第1の偏光分離素子と前記第2の偏光分離素子の間
に、非相反性の第1の偏光回転子と、前記第1の偏光回
転子とは異なる材質により構成されている非相反性の第
2の偏光回転子とを配置し、 さらに前記第2の偏光分離素子と前記第3の偏光分離素
子の間に、非相反性の第3の偏光回転子と、前記第3の
偏光回転子とは異なる材質により構成されている非相反
性の第4の偏光回転子とを配置し、前記第2の偏光分離
素子の光学軸は第1の偏光分離素子に対して45度だけ
回転しており、前記第3の偏光分離素子は、前記第1の
偏光分離素子の光学軸に対して、90度だけ回転してお
り、 前記第1の偏光分離素子の厚みは第3の偏光分離素子と
同じであり、前記第2の偏光分離素子の厚みは前記第1
の偏光分離素子の√2倍であることを特徴とする光アイ
ソレータ。
1. A first method for separating and combining two orthogonal polarizations.
And a third polarization separation element that separates and combines two orthogonal polarizations, and a third polarization separation element that separates and combines two orthogonal polarizations, the first polarization separation element And the second polarization separation element, a non-reciprocal first polarization rotator and a non-reciprocal second polarization rotator made of a material different from that of the first polarization rotator. And a non-reciprocal third polarization rotator and a material different from that of the third polarization rotator between the second polarization separation element and the third polarization separation element. A non-reciprocal fourth polarization rotator, the optical axis of the second polarization splitting element being rotated by 45 degrees with respect to the first polarization splitting element, The polarization separation element is rotated by 90 degrees with respect to the optical axis of the first polarization separation element, The thickness of the first polarization separating element is the same as in the third polarization separating element, the thickness of the second polarization separating element is the first
The optical isolator is √2 times larger than the polarization separation element of
【請求項2】 第1の偏光回転子および第2の偏光回転
子の偏光回転角の和が45度であり、かつ基準波長にお
ける前記第1の偏光回転子による偏光回転角および前記
第2の偏光回転子による偏光回転角の微分の和が零であ
り、第3の偏光回転子および第4の偏光回転子の偏光回
転角の和が45度であり、かつ基準波長における前記第
3の偏光回転子による偏光回転角および前記第4の偏光
回転子による偏光回転角の微分の和が零であることを特
徴とする請求項1記載の光アイソレータ。
2. The sum of the polarization rotation angles of the first polarization rotator and the second polarization rotator is 45 degrees, and the polarization rotation angle by the first polarization rotator and the second polarization rotator at a reference wavelength. The sum of the derivatives of the polarization rotation angles by the polarization rotator is zero, the sum of the polarization rotation angles of the third polarization rotator and the fourth polarization rotator is 45 degrees, and the third polarization at the reference wavelength 2. The optical isolator according to claim 1, wherein the sum of the polarization rotation angle by the rotator and the derivative of the polarization rotation angle by the fourth polarization rotator is zero.
【請求項3】 入射用光ファイバと該入射用光ファイバ
から出射された光を平行ビームとする第1のレンズと、
テーパ状の複屈折物質よりなる第1の偏光分離素子と、
基準となる波長において偏光をα度回転させる非相反性
の第1の偏光回転子と、基準となる波長に対して偏光を
β度回転する非相反性の第2の偏光回転子と、テーパ状
の複屈折物質よりなる第2の偏光分離素子と、該第2の
偏光分離素子から出射される平行光を受光用光ファイバ
に集束する第2のレンズと、受光用光ファイバとにより
構成され、 上記テーパ状の第1の偏光分離素子の頂部と底部は各々
上記テーパ状第2の偏光分離素子の底部と頂部に対向し
対応する面が互いに平行に設置され、上記第2の偏光分
離素子の光学軸は第1の偏光分離素子の光学軸に対して
45度回転されており、入射用光ファイバからの順方向
光線は、第2のレンズで焦点を結んだとき受光用光ファ
イバに集束され、逆方向光線を第1のレンズで焦点を結
んだとき、光線の偏向角は常光と異常光とで相互に入射
用光ファイバの径以上離れるようにしたことを特徴とす
る光アイソレータ。
3. An incident optical fiber and a first lens for collimating the light emitted from the incident optical fiber,
A first polarization separation element made of a tapered birefringent material;
A non-reciprocal first polarization rotator that rotates the polarized light by α degrees at the reference wavelength, a non-reciprocal second polarization rotator that rotates the polarized light by β degrees with respect to the reference wavelength, and a tapered shape A second polarization splitting element made of a birefringent substance, a second lens for focusing parallel light emitted from the second polarization splitting element on a light receiving optical fiber, and a light receiving optical fiber, The top and the bottom of the tapered first polarization separation element face the bottom and the top of the tapered second polarization separation element, respectively, and the corresponding surfaces are installed parallel to each other. The optical axis is rotated by 45 degrees with respect to the optical axis of the first polarization separation element, and the forward light beam from the incident optical fiber is focused on the light receiving optical fiber when focused by the second lens. , When the backward ray is focused by the first lens , The deflection angle of the beam optical isolator characterized in that the away larger than the diameter of the mutually incident optical fiber between the ordinary light and extraordinary light.
【請求項4】 前記第1の偏光回転子および前記第2の
偏光回転子による偏光回転角が45度(α+β=4
5)、かつ前記第1の偏光回転子および前記第2の偏光
回転子の偏光回転角特性の基準波長での微分の和が零で
あることを特徴とする請求項3記載の光アイソレータ。
4. The polarization rotation angle by the first polarization rotator and the second polarization rotator is 45 degrees (α + β = 4).
5. The optical isolator according to claim 3, wherein the sum of the differentials of the polarization rotation angle characteristics of the first polarization rotator and the second polarization rotator at the reference wavelength is zero.
【請求項5】 テーパ状の複屈折物質よりなる第1の偏
光分離素子と、基準となる波長において偏光をα度回転
させる非相反性の第1の偏光回転子と、基準となる波長
に対して偏光をβ度回転し、非相反性を有する第2の偏
光回転子と、テーパ状の複屈折物質よりなる第2の偏光
分離素子とを配設してなる第1のユニットと、 テーパ状の複屈折物質よりなる第3の偏光分離素子と、
基準となる波長において偏光をα度回転させる第3の偏
光回転子と、基準となる波長に対して偏光をβ度回転さ
せる第4の偏光回転子と、テーパ状の複屈折物質よりな
る第4の偏光分離素子とを配設してなる第2のユニット
とを直列に配置し、第1および第2の偏光分離素子のテ
ーパ傾斜方向と第3、第4の偏光分離素子のテーパの傾
斜方向を90度ずらしたことを特徴とする光アイソレー
タ。
5. A first polarization splitting element made of a tapered birefringent material, a non-reciprocal first polarization rotator that rotates polarized light by α degrees at a reference wavelength, and a reference wavelength. A first unit having a second polarization rotator that rotates the polarized light by β degrees and has non-reciprocity, and a second polarization separation element made of a tapered birefringent material; A third polarization separation element made of a birefringent substance of
A third polarization rotator that rotates the polarized light by α degrees at the reference wavelength, a fourth polarization rotator that rotates the polarized light by β degrees with respect to the reference wavelength, and a fourth polarization rotator composed of a tapered birefringent substance. And a second unit in which the polarized light separating element of FIG. 3 is arranged in series, and the taper inclination direction of the first and second polarization separating elements and the taper inclination direction of the third and fourth polarization separating elements. Is an optical isolator characterized by being shifted by 90 degrees.
JP5006292A 1992-01-13 1992-03-06 Optical isolator Pending JPH05257084A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6049425A (en) * 1996-07-02 2000-04-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Multiple-stage optical isolator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6049425A (en) * 1996-07-02 2000-04-11 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Multiple-stage optical isolator

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