JPH0527200A - Polarized wave coupler - Google Patents
Polarized wave couplerInfo
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- JPH0527200A JPH0527200A JP17792091A JP17792091A JPH0527200A JP H0527200 A JPH0527200 A JP H0527200A JP 17792091 A JP17792091 A JP 17792091A JP 17792091 A JP17792091 A JP 17792091A JP H0527200 A JPH0527200 A JP H0527200A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は偏波カプラに関する。高
信頼な光通信システムを構築するために送信側の光源を
二重化しようとする場合には、予めいずれの光源につい
ても出射光が光伝送路に結合されるようにしておき、シ
ステムの稼動開始当初は一方の光源のみを使用し、その
光源が故障したときに他方の光源に切り替えて、システ
ムダウンを未然に防止するようにしている。FIELD OF THE INVENTION This invention relates to polarization couplers. When attempting to duplicate the light source on the transmission side in order to build a highly reliable optical communication system, the outgoing light should be coupled to the optical transmission line for both light sources beforehand, Uses only one light source, and when that light source fails, it switches to the other light source to prevent a system down.
【０００２】偏波カプラは、この種の高信頼なシステム
において、２つの光源からの出射光を共通の光伝送路に
結合するために使用される。一方、２以上の光源を多重
化して光源装置の大出力化を図る場合にも、偏波カプラ
が使用される。例えば、近年実用化されつつある光ファ
イバ増幅器において、高エネルギーな励起光を必要とす
るときに、このような光源装置の大出力化が有効であ
る。[0002] Polarization couplers are used in this type of highly reliable system to couple the emitted light from two light sources into a common optical transmission line. On the other hand, the polarization coupler is also used when two or more light sources are multiplexed to increase the output of the light source device. For example, in an optical fiber amplifier which has been put into practical use in recent years, when high-energy pumping light is required, it is effective to increase the output of such a light source device.
【０００３】[0003]
【従来の技術】図５は従来の一般的な偏波カプラの構成
を示す図である。偏波面保存ファイバからなる第１の入
力ポート２から出射した紙面と平行な偏波面（偏光面）
を有する直線偏光は、レンズ４により平行ビームとされ
て偏光ビームスプリッタ６に入力する。2. Description of the Related Art FIG. 5 is a diagram showing the structure of a conventional general polarization coupler. Polarization plane (polarization plane) parallel to the paper emitted from the first input port 2 consisting of polarization-maintaining fiber
The linearly polarized light having the value of is converted into a parallel beam by the lens 4 and is input to the polarization beam splitter 6.
【０００４】同じく偏波面保存ファイバからなる第２の
入力ポート８から出射した紙面に対して垂直な偏波面を
有する直線偏光は、レンズ１０により平行ビームとされ
て偏光ビームスプリッタ６に入力する。Linearly polarized light having a plane of polarization perpendicular to the plane of the paper, which is emitted from the second input port 8 also made of a polarization maintaining fiber, is collimated by the lens 10 and input to the polarization beam splitter 6.
【０００５】偏波面が互いに直交するこれらの直線偏光
は、偏光ビームスプリッタ６から同一光路上に出力さ
れ、この光は、レンズ１２により集光されてシングルモ
ードファイバからなる出力ポート１４に結合する。These linearly polarized lights whose planes of polarization are orthogonal to each other are output from the polarization beam splitter 6 on the same optical path, and this light is condensed by the lens 12 and coupled to the output port 14 formed of a single mode fiber.
【０００６】この偏波カプラによると、第１及び第２の
入力ポート２，８に接続された２つの光源からの光につ
いて多重化を行うことができる。According to this polarization coupler, the lights from the two light sources connected to the first and second input ports 2 and 8 can be multiplexed.
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】図５に示された従来の
偏波カプラにあっては、２つの光源からの光（直線偏
光）の偏波面が互いに直交していることを利用して、偏
光ビームスプリッタを用いて光源の多重化を行ってい
る。従って、光源の多重化可能数は２である。In the conventional polarization coupler shown in FIG. 5, the fact that the polarization planes of light (linearly polarized light) from two light sources are orthogonal to each other, The light source is multiplexed using a polarization beam splitter. Therefore, the number of light sources that can be multiplexed is two.
【０００８】それ以上の数の光源についての多重化を行
うための従来技術としては、図４の偏波カプラを２つ用
意しておき、一方の偏波カプラに入力する光源の波長と
他方の偏波カプラに入力する光源の波長とを異ならせて
おき、それぞれの偏波カプラから出力する光を波長多重
するようにしたものがある。この場合、所定波長範囲の
光を透過しそれ以外の波長範囲の光を反射させる波長フ
ィルタを用いる。As a conventional technique for multiplexing more light sources, the two polarization couplers shown in FIG. 4 are prepared and the wavelength of the light source input to one polarization coupler and the wavelength of the other light source are input. There is one in which the wavelength of the light source input to the polarization coupler is different and the light output from each polarization coupler is wavelength-multiplexed. In this case, a wavelength filter that transmits light in a predetermined wavelength range and reflects light in other wavelength ranges is used.
【０００９】しかし、この場合には同一波長の光源を何
段にも多重化することができないという問題がある。本
発明はこのような技術的課題に鑑みて創作されたもの
で、同一波長の光源を何段にも多重化することができる
偏波カプラの提供を目的としている。However, in this case, there is a problem that the light sources of the same wavelength cannot be multiplexed in multiple stages. The present invention was created in view of such technical problems, and an object thereof is to provide a polarization coupler capable of multiplexing light sources of the same wavelength in multiple stages.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】上述した技術的課題を解
決するために創作された本発明の偏波カプラの第１の構
成は、偏波面が互いに直交する同一波長の直線偏光を出
力する偏波面保存ファイバからなる第１及び第２の入力
ポートと、該第１及び第２の入力ポートからの光を偏波
合成して同一光路上に出力する偏光ビームスプリッタ
と、該偏光ビームスプリッタからの光が透過するように
設けられ、その屈折率及び厚みは上記第１及び第２の入
力ポートからの直線偏光の位相差がπの整数倍になるよ
うにされた複屈折結晶板と、該複屈折結晶板からの直線
偏光をその偏波面が保存されるように伝搬させる偏波面
保存ファイバからなる出力ポートとを備えたものであ
る。The first construction of the polarization coupler of the present invention created in order to solve the above-mentioned technical problem is a polarized light output device which outputs linearly polarized light of the same wavelength whose polarization planes are orthogonal to each other. A first and a second input port composed of a wavefront preserving fiber, a polarization beam splitter for polarization-combining the light from the first and second input ports and outputting the same on the same optical path, and a polarization beam splitter from the polarization beam splitter A birefringent crystal plate which is provided so that light can pass therethrough and whose refractive index and thickness are such that the phase difference of linearly polarized light from the first and second input ports is an integral multiple of π And a polarization-maintaining fiber output port for propagating linearly polarized light from the refraction crystal plate so that its polarization plane is preserved.
【００１１】望ましくは、上記複屈折性結晶板は、くさ
び形の第１及び第２の複屈折性プリズムを、これらの光
学軸が互いに平行で且つ斜面同士が摺動可能となるよう
に密着したものである。Preferably, in the birefringent crystal plate, the wedge-shaped first and second birefringent prisms are adhered to each other such that their optical axes are parallel to each other and slanting surfaces are slidable. It is a thing.
【００１２】本発明の偏波カプラの第２の構成は、上記
第１の構成に係る偏波カプラを多段に接続し、上流側の
偏波カプラの出力ポートをそのすぐ下流側の偏波カプラ
の第１又は第２の入力ポートに接続したものである。A second configuration of the polarization coupler of the present invention is such that the polarization couplers according to the first configuration are connected in multiple stages and the output port of the polarization coupler on the upstream side is connected to the polarization coupler on the downstream side. Connected to the first or second input port of the.
【００１３】[0013]
【作用】本発明の第１の構成において、偏光ビームスプ
リッタから複屈折結晶板に入射する光は、偏光面が互い
に直交する直線偏光である。そして、この直線偏光が複
屈折結晶板から出射するときに、直線偏光間の位相差は
πの整数倍になるようにされている。従って、複屈折結
晶板から出射する光は、入射光の強度の大小に応じた偏
光面を有する直線偏光となる。In the first structure of the present invention, the light entering the birefringent crystal plate from the polarization beam splitter is linearly polarized light whose polarization planes are orthogonal to each other. When this linearly polarized light is emitted from the birefringent crystal plate, the phase difference between the linearly polarized light is set to be an integral multiple of π. Therefore, the light emitted from the birefringent crystal plate becomes linearly polarized light having a polarization plane according to the intensity of the incident light.
【００１４】このように第１の構成によると、同一波長
の光についての多重化を行いその出力光を直線偏光にす
ることができる。第１の構成における出射光は直線偏光
であるから、この光を他の第１の構成にかかる偏波カプ
ラの入射光とすることによって、多段構成の偏波カプラ
が実現される。As described above, according to the first configuration, the lights of the same wavelength can be multiplexed and the output light can be linearly polarized. Since the emitted light in the first configuration is linearly polarized light, a polarization coupler having a multistage configuration is realized by using this light as incident light of the polarization coupler according to the other first configuration.
【００１５】このように本発明によると、同一波長の光
源を何段にも多重化することができるようになる。くさ
び形の第１及び第２の複屈折性プリズムをこれらの光学
軸が互いに平行で且つ斜面同士が摺動可能となるように
密着して複屈折性結晶板を構成することによって、複屈
折性結晶板から出射する直線偏光の位相差がπの整数倍
になるようにするための調整が容易である。As described above, according to the present invention, it becomes possible to multiplex light sources of the same wavelength in multiple stages. The wedge-shaped first and second birefringent prisms are adhered to each other so that their optical axes are parallel to each other and slanting surfaces are slidable to each other to form a birefringent crystal plate. It is easy to adjust the phase difference of the linearly polarized light emitted from the crystal plate to be an integral multiple of π.
【００１６】[0016]
【実施例】以下本発明の実施例を説明する。図１は本発
明の第１の構成の実施例を示す偏波カプラの構成図であ
る。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram of a polarization coupler showing an embodiment of the first configuration of the present invention.
【００１７】２４は偏波面保存ファイバからなる第１の
入力ポートであり、この第１の入力ポート２４は図示し
ない光源に接続されて紙面と平行な偏波面を有するＰ偏
光を出力する。Reference numeral 24 denotes a first input port composed of a polarization-maintaining fiber, and the first input port 24 is connected to a light source (not shown) and outputs P-polarized light having a polarization plane parallel to the paper surface.
【００１８】２６は同じく偏波面保存ファイバからなる
第２の入力ポートであり、この第２の入力ポート２６
は、紙面と垂直な偏波面を有するＳ偏光を出力する。こ
れらＰ偏光及びＳ偏光は、それぞれレンズ２８，３０に
より平行ビームとされて偏光ビームスプリッタ３２に入
力する。Reference numeral 26 is a second input port also made of a polarization-maintaining fiber.
Outputs S-polarized light having a plane of polarization perpendicular to the plane of the drawing. These P-polarized light and S-polarized light are made into parallel beams by the lenses 28 and 30, respectively, and input to the polarization beam splitter 32.
【００１９】以下、第１の入力ポート２４からのＰ偏光
の伝搬方向をｚ軸とし、紙面をｙｚ平面とし、紙面と垂
直な方向をｘ軸とする直交３次元座標系を用いて説明す
る。偏光ビームスプリッタ３２は、光学的に等方性な結
晶からなる三角プリズム３４，３６とこれらの斜面間に
介在する誘電体多層膜等からなる偏光分離膜３８とから
なる。The orthogonal three-dimensional coordinate system in which the propagation direction of P-polarized light from the first input port 24 is the z axis, the paper surface is the yz plane, and the direction perpendicular to the paper surface is the x axis will be described below. The polarization beam splitter 32 is composed of triangular prisms 34 and 36 made of optically isotropic crystals, and a polarization separation film 38 made of a dielectric multilayer film or the like interposed between the inclined surfaces.
【００２０】偏光ビームスプリッタ３２に入射したＰ偏
光は、偏光分離膜３８を透過してそのままの光路で出射
する。偏光ビームスプリッタ３２に入射したＳ偏光は、
偏光分離膜３８で反射して、Ｐ偏光と同一光路で出射す
る。The P-polarized light that has entered the polarization beam splitter 32 passes through the polarization separation film 38 and exits in the same optical path. The S-polarized light that has entered the polarization beam splitter 32 is
The light is reflected by the polarization separation film 38 and emitted in the same optical path as the P-polarized light.
【００２１】偏光ビームスプリッタ３２から同一光路で
出射したＰ偏光及びＳ偏光は、複屈折結晶板４０を透過
して、レンズ４６により集束されて偏波面保存ファイバ
からなる出力ポート４８に結合する。The P-polarized light and the S-polarized light emitted from the polarization beam splitter 32 in the same optical path pass through the birefringent crystal plate 40, are focused by the lens 46, and are coupled to the output port 48 which is a polarization-maintaining fiber.
【００２２】複屈折結晶板４０は、ルチル等の複屈折性
単軸結晶からなるくさび形の第１及び第２の複屈折性プ
リズム４２，４４を、これらの光学軸が互いに平行で且
つ斜面同士が摺動可能となるように密着して構成され
る。The birefringent crystal plate 40 comprises wedge-shaped first and second birefringent prisms 42 and 44 made of birefringent uniaxial crystal such as rutile, whose optical axes are parallel to each other and whose slopes are adjacent to each other. Are closely attached to each other so that they can slide.
【００２３】従って、第１、第２の複屈折性プリズム４
２，４４のいずれか一方又は両方をｙ軸方向に移動させ
ることにより、この複屈折結晶板４０の実質的な厚みを
調整可能である。Therefore, the first and second birefringent prisms 4 are
The substantial thickness of the birefringent crystal plate 40 can be adjusted by moving either one or both of 2, 44 in the y-axis direction.
【００２４】図２により本実施例における動作原理を説
明する。偏光ビームスプリッタから出射したＰ偏光及び
Ｓ偏光は同一波長ではあるが、その位相差については考
慮されていない。いま、Ｐ偏光とＳ偏光の位相差をδと
する。The operating principle of this embodiment will be described with reference to FIG. The P-polarized light and the S-polarized light emitted from the polarization beam splitter have the same wavelength, but their phase difference is not considered. Now, let δ be the phase difference between P-polarized light and S-polarized light.
【００２５】Ｐ偏光及びＳ偏光が複屈折結晶板４０を透
過すると、Ｐ偏光に対する複屈折結晶板４０の屈折率と
Ｓ偏光に対する複屈折結晶板４０の屈折率は異なるか
ら、複屈折結晶板４０から出射するＰ偏光及びＳ偏光の
位相差はδとは異なる値になる。When P-polarized light and S-polarized light pass through the birefringent crystal plate 40, the birefringent crystal plate 40 for P-polarized light and the birefringent crystal plate 40 for S-polarized light have different refraction indices. The phase difference between the P-polarized light and the S-polarized light emitted from is a value different from δ.
【００２６】本実施例では、複屈折結晶板４０から出射
したＰ偏光とＳ偏光の位相差がπの整数倍になるよう
に、複屈折板４０の厚みが調整されている。尚、各複屈
折性プリズムの光学軸は、例えば、Ｐ偏光が常光線とな
りＳ偏光が異常光線となるような方向に設定されてい
る。In this embodiment, the thickness of the birefringent plate 40 is adjusted so that the phase difference between the P polarized light and the S polarized light emitted from the birefringent crystal plate 40 is an integral multiple of π. The optical axis of each birefringent prism is set so that, for example, P-polarized light becomes an ordinary ray and S-polarized light becomes an extraordinary ray.
【００２７】このような位相整合条件が満足されると、
複屈折結晶板４０から出射する光は、偏光面が互いに直
交し且つ位相整合された２つの直線偏光の合成として理
解することができるので、これはまた直線偏光となる。When such a phase matching condition is satisfied,
Since the light exiting the birefringent crystal plate 40 can be understood as a combination of two linearly polarized lights whose planes of polarization are orthogonal to each other and are phase-matched, this is also linearly polarized light.
【００２８】そして、図３に示すように、この直線偏光
の偏光面がｘｚ平面となす角θは、複屈折結晶板４０に
入射するＰ偏光及びＳ偏光の強度に応じて決定される。
即ち、
θ＝ｔａｎ-1（Ｐy ／Ｐx ）1/2
となる。ここで、Ｐy は複屈折結晶板に入射するＰ偏光
の強度であり、Ｐx は複屈折結晶板に入射するＳ偏光の
強度である。As shown in FIG. 3, the angle θ formed by the plane of polarization of the linearly polarized light with the xz plane is determined according to the intensities of the P-polarized light and the S-polarized light incident on the birefringent crystal plate 40.
That is, θ = tan −1 (P y / P x ) 1/2 . Here, P y is the intensity of P-polarized light incident on the birefringent crystal plate, and P x is the intensity of S-polarized light incident on the birefringent crystal plate.
【００２９】例えば複屈折結晶板に入射するＰ偏光及び
Ｓ偏光の強度が等しい場合には、θは４５°となる。
尚、出力ポート４８は、その偏波面保存ファイバの主軸
方向が入射する光の偏光面と平行になるように設けられ
ている。For example, when the P-polarized light and the S-polarized light incident on the birefringent crystal plate have the same intensity, θ becomes 45 °.
The output port 48 is provided such that the principal axis direction of the polarization-maintaining fiber is parallel to the plane of polarization of incident light.
【００３０】図４は本発明の他の実施例を示す図であ
り、第２の構成の実施例に対応している。この例では、
図１に示された偏波カプラ２２が７つ用いられており、
上流側の偏波カプラ２２の出力ポートはそのすぐ下流側
の偏波カプラ２２の第１又は第２の入力ポートに接続さ
れている。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of the present invention and corresponds to the embodiment of the second structure. In this example,
Seven polarization couplers 22 shown in FIG. 1 are used,
The output port of the polarization coupler 22 on the upstream side is connected to the first or second input port of the polarization coupler 22 on the downstream side.
【００３１】この実施例の構成によると、８つの光源か
らの光を多重化して、単一の光路上に出力することがで
きる。その結果、極めて高出力な光源の実現が可能にな
り、例えば光ファイバ増幅器において、効果的な励起光
源を簡単に構成することができるようになる。According to the configuration of this embodiment, the lights from the eight light sources can be multiplexed and output on a single optical path. As a result, it is possible to realize an extremely high-output light source, and it becomes possible to easily configure an effective pumping light source in, for example, an optical fiber amplifier.
【００３２】[0032]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
同一波長の光源を何段にも多重化することができる偏波
カプラの提供が可能になるという効果を奏する。As described above, according to the present invention,
It is possible to provide a polarization coupler capable of multiplexing light sources of the same wavelength in multiple stages.
【図１】本発明の実施例を示す偏波カプラの構成図であ
る。FIG. 1 is a configuration diagram of a polarization coupler showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１に示された偏波カプラの動作原理を説明す
るための図である。FIG. 2 is a diagram for explaining the operation principle of the polarization coupler shown in FIG.
【図３】図１に示された偏波カプラから出力される光の
偏波面の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a polarization plane of light output from the polarization coupler shown in FIG.
【図４】本発明の他の実施例を示す偏波カプラの構成図
である。FIG. 4 is a configuration diagram of a polarization coupler showing another embodiment of the present invention.
【図５】従来技術の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a conventional technique.
２４ 第１の入力ポート ２６ 第２の入力ポート ３２ 偏光ビームスプリッタ ４０ 複屈折結晶板 ４８ 出力ポート 24 First input port 26 Second input port 32 polarization beam splitter 40 Birefringent crystal plate 48 output ports
Claims (3)
偏光を出力する偏波面保存ファイバからなる第１及び第
２の入力ポート(24,26) と、 該第１及び第２の入力ポート(24,26) からの光を偏波合
成して同一光路上に出力する偏光ビームスプリッタ(32)
と、 該偏光ビームスプリッタ(32)からの光が透過するように
設けられ、その屈折率及び厚みは上記第１及び第２の入
力ポートからの直線偏光の位相差がπの整数倍になるよ
うにされた複屈折結晶板(40)と、 該複屈折結晶板(40)からの直線偏光をその偏波面が保存
されるように伝搬させる偏波面保存ファイバからなる出
力ポート(48)とを備えたことを特徴とする偏波カプラ。1. A first and a second input port (24, 26) made of a polarization-maintaining fiber that outputs linearly polarized light of the same wavelength whose polarization planes are orthogonal to each other, and the first and second input ports ( Polarization beam splitter (32) that polarization-combines the light from (24, 26) and outputs it on the same optical path
And is provided so that the light from the polarization beam splitter (32) is transmitted, and its refractive index and thickness are such that the phase difference of the linearly polarized light from the first and second input ports is an integral multiple of π. A birefringent crystal plate (40) and an output port (48) consisting of a polarization-maintaining fiber that propagates linearly polarized light from the birefringent crystal plate (40) so that its polarization plane is preserved. A polarization coupler characterized by
１及び第２の複屈折性プリズム(42,44) を、これらの光
学軸が互いに平行で且つ斜面同士が摺動可能となるよう
に密着したものであることを特徴とする請求項１に記載
の偏波カプラ。2. The birefringent crystal plate (40) comprises wedge-shaped first and second birefringent prisms (42, 44) having their optical axes parallel to each other and slidable surfaces slidable to each other. The polarization coupler according to claim 1, wherein the polarization coupler is closely contacted with the polarization coupler.
段に接続して構成され、上流側の偏波カプラの出力ポー
トはそのすぐ下流側の偏波カプラの第１又は第２の入力
ポートに接続されていることを特徴とする偏波カプラ。3. The polarization coupler according to claim 1 or 2 is connected in multiple stages, and the output port of the polarization coupler on the upstream side is the first or second polarization coupler of the polarization coupler immediately downstream thereof. A polarization coupler characterized by being connected to an input port.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17792091A JPH0527200A (en) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | Polarized wave coupler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17792091A JPH0527200A (en) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | Polarized wave coupler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0527200A true JPH0527200A (en) | 1993-02-05 |
Family
ID=16039381
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17792091A Withdrawn JPH0527200A (en) | 1991-07-18 | 1991-07-18 | Polarized wave coupler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0527200A (en) |
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-
1991
- 1991-07-18 JP JP17792091A patent/JPH0527200A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981008 |