JPH05313094A - Optical isolator - Google Patents

Optical isolator

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Publication number
JPH05313094A
JPH05313094A JP12024292A JP12024292A JPH05313094A JP H05313094 A JPH05313094 A JP H05313094A JP 12024292 A JP12024292 A JP 12024292A JP 12024292 A JP12024292 A JP 12024292A JP H05313094 A JPH05313094 A JP H05313094A
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JP
Japan
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optical
light
lens
crystal
optical fiber
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Pending
Application number
JP12024292A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Tojo
正明 東城
Noboru Kurata
昇 倉田
Hironori Hayata
博則 早田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH05313094A publication Critical patent/JPH05313094A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To reduce the number of parts, and simplify an optical axis adjustment by constituting a reflection type optical isolator only of a single lens. CONSTITUTION:A birefringent crystal 4 is arranged on one side of a single lens 6, and a 1/2 wave length plate 5 is arranged between this lens 6 and the birefrigent crystal 4 so as to cover an area half of the lens 6. A reflecting mirror 8 is arranged on the other side of the lens 6, and a platelike magnetooptical crystal 7 whose length is determined so that planes of polarization of incident light 11 and outgoing light 18 become different from each other by pi/8+Npi/4 (N=0, 1,...), is arranged between the lens 6 and the reflecting mirror 8. A light beam 1 incident so as to pass through the 1/2 wave length plate 5 is reflected by the reflecting mirror 8, and passes through into the 1/2 wave length plate 5, and light 18 is outputted. In this way, since the light beam is used by passing through the respective single birefringent crystal 4, lens 6 and magnetooptical crystal 7 twice, the number of parts can be reduced. Since optical fibers 1 and 2 are formed in an array structure, optical coupling can be made simply by adjusting the optical axes of an optical fiber array 3 and the lens 6.

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、偏光無依存型光アイソ
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 a polarization independent optical isolator.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、偏光無依存型光アイソレータの構
成は図5に示すもので、51、52は光ファイバ、5
3、54はレンズ、55、56は平板状複屈折結晶、5
7は磁気光学結晶、58は旋光性結晶または複屈折結
晶、59は磁石である。磁気光学結晶であるYIG結晶
57には磁石59によって光が透過する方向と平行に磁
界が加えられている。光ファイバ51から出力した光は
レンズ53で平行光に変換される。レンズ53を透過し
た光は複屈折結晶であるルチル結晶55で、常光と異常
光の2つの偏光に分離されると共に、異常光の光路は常
光の光路に対して平行移動する。ルチル結晶55を透過
した2つの偏光の光はYIG結晶57を透過するときに
その偏光面が光軸を中心に左回りに45度回転する。さ
らに、旋光性結晶として用いた1/2波長板58で左回
りに45度回転する。YIG結晶57と1/2波長板5
8で合わせて90度回転した2つの光路の異なる光はル
チル結晶56で1つの光路を進むように合成され、レン
ズ54で集光されて光ファイバ52に入射される。
2. Description of the Related Art A conventional polarization-independent optical isolator is shown in FIG. 5, in which 51 and 52 are optical fibers and 5 is an optical fiber.
3, 54 are lenses, 55, 56 are flat birefringent crystals, 5
Reference numeral 7 is a magneto-optical crystal, 58 is an optical rotatory crystal or birefringent crystal, and 59 is a magnet. A magnetic field is applied to the YIG crystal 57, which is a magneto-optical crystal, by the magnet 59 in parallel with the light transmitting direction. The light output from the optical fiber 51 is converted into parallel light by the lens 53. The light transmitted through the lens 53 is split into two polarizations, an ordinary ray and an extraordinary ray, by the rutile crystal 55, which is a birefringent crystal, and the optical path of the extraordinary ray moves in parallel with the optical path of the ordinary ray. When the two polarized lights that have passed through the rutile crystal 55 pass through the YIG crystal 57, their planes of polarization rotate 45 degrees counterclockwise about the optical axis. Further, the half-wave plate 58 used as the optical rotatory crystal is rotated counterclockwise by 45 degrees. YIG crystal 57 and 1/2 wave plate 5
Lights having different optical paths which are rotated 90 degrees in total at 8 are combined by the rutile crystal 56 so as to travel in one optical path, are condensed by the lens 54, and are incident on the optical fiber 52.

【0003】一方、光ファイバ52から出力した光はレ
ンズ54で平行光に変換された後、ルチル結晶56で常
光と異常光に分離され、光路も2つに分離される。1/
2波長板58は可逆性なので偏光面を右回りに45度回
転する。しかし、YIG結晶57は非可逆性なので偏光
面を45度左回りに回転させ、1/2波長板58とYI
G結晶57を通過した光の偏光面は通過する前と同じと
なる。したがって、ルチル結晶55と透過した2つの偏
光の光は1つの光路に合わせられることがないと共に、
レンズ53によって集光された光位置が異なるために光
ファイバ51に結合しない。このように、光ファイバ5
1から出射した光は光ファイバ52に入射するが、光フ
ァイバ52から出力した光は光ファイバ51に入射しな
いので、光が1方向にだけ透過することができる。
On the other hand, the light output from the optical fiber 52 is converted into parallel light by the lens 54, and then separated into ordinary light and extraordinary light by the rutile crystal 56, and the optical path is also divided into two. 1 /
Since the two-wave plate 58 is reversible, the plane of polarization is rotated 45 degrees clockwise. However, since the YIG crystal 57 is irreversible, the plane of polarization is rotated 45 degrees counterclockwise, and the half-wave plate 58 and YI crystal 57 are rotated.
The plane of polarization of the light that has passed through the G crystal 57 is the same as before it passed through. Therefore, the two polarized lights transmitted through the rutile crystal 55 are not combined into one optical path, and
Since the light condensed by the lens 53 is different in position, it is not coupled to the optical fiber 51. In this way, the optical fiber 5
The light emitted from 1 enters the optical fiber 52, but the light output from the optical fiber 52 does not enter the optical fiber 51, so that the light can be transmitted in only one direction.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成では、光結合に必用なレンズおよび複屈折結晶
が2つ必要であること、さらに、光結合を行うために2
本の光ファイバと2つのレンズの位置を調整して光学結
合をしなければならなかった。
However, in the above-mentioned conventional structure, two lenses and two birefringent crystals necessary for optical coupling are required, and further, in order to perform optical coupling, two lenses are required.
It was necessary to adjust the positions of the optical fiber of the book and the two lenses for optical coupling.

【0005】本発明は光アイソレータの構成部品を削減
し、光結合のための光軸調整を簡単にできるようにした
光アイソレータを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an optical isolator in which the number of constituent parts of the optical isolator is reduced and the optical axis for optical coupling can be easily adjusted.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の光アイソレータは、1個のレンズの片側に複
屈折結晶を設け、このレンズと複屈折結晶の間にレンズ
の半分の面積を覆うように1/2波長板を設け、レンズ
の他の片側に反射板を設け、レンズと反射板の間に入射
光と出射光の偏光面がπ/8+Nπ/4(N=0、1、
・・)だけ異なるように長さを決めた磁気光学結晶を設
け、1/2波長板のない部分を通過するように入射した
光ビームは反射鏡で反射され、1/2波長板を通過して
光が出力するように構成したものである。
In order to achieve this object, the optical isolator of the present invention is provided with a birefringent crystal on one side of one lens, and a half area of the lens is provided between the lens and the birefringent crystal. A half-wave plate to cover the lens and a reflection plate on the other side of the lens, and the polarization planes of the incident light and the output light are π / 8 + Nπ / 4 (N = 0, 1,
・ ・) A magneto-optical crystal whose length is determined so as to be different from each other is provided, and the light beam incident so as to pass through the portion without the half-wave plate is reflected by the reflecting mirror and passes through the half-wave plate. It is configured to output light.

【0007】[0007]

【作用】上記構成のように、1つのレンズだけで反射型
の光アイソレータを構成することにより、部品数が少な
く光軸調整が簡単にすることができる。
By constructing the reflection type optical isolator with only one lens as in the above configuration, the number of parts is small and the optical axis adjustment can be simplified.

【0008】[0008]

【実施例】以下本発明の実施例について、図面を参照し
ながら説明する。図1および図2は本発明の第1の実施
例における光アイソレータの構成断面図で、図1は順方
向に光を透過した場合の偏光状態および光路の変化を説
明した図、図2は逆方向に光を透過した場合の偏光状態
および光路の変化を説明した図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 and 2 are cross-sectional views of the configuration of an optical isolator according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram for explaining changes in a polarization state and an optical path when light is transmitted in a forward direction, and FIG. It is a figure explaining the change of the polarization state and the optical path at the time of transmitting light to a direction.

【0009】図1において1、2は光ファイバ、3は光
ファイバアレイ、4は複屈折結晶、5は旋光性結晶また
は複屈折結晶、6はレンズ、7は磁気光学性結晶、8は
反射鏡、9はガラス板、10は磁石、11〜18および
21〜28は光線である。
In FIG. 1, 1 and 2 are optical fibers, 3 is an optical fiber array, 4 is a birefringent crystal, 5 is an optical rotatory crystal or birefringent crystal, 6 is a lens, 7 is a magneto-optical crystal, and 8 is a reflecting mirror. , 9 are glass plates, 10 are magnets, 11-18 and 21-28 are light rays.

【0010】光ファイバ1および光ファイバ2は250
μmの間隔を開けて板厚1mmのガラス板上に平行に整
列し、その上に板厚1mmのガラス板をかぶせて接着固
定した後、先端を鏡面研磨して光ファイバアレイ3を構
成する。板厚1.3mmの複屈折結晶であるルチル結晶
4の片面の半分の部分に板厚90μmの1/2波長板5
を、残りの半分の部分に板厚90μmのガラス板9を貼
り付ける。ルチル結晶4の両面には、接着した場合に反
射光がなくなるような反射防止膜を設けている。
The optical fiber 1 and the optical fiber 2 are 250
A glass plate having a plate thickness of 1 mm is aligned in parallel at a distance of μm, and a glass plate having a plate thickness of 1 mm is placed on the glass plate to bond and fix it, and then the tip is mirror-polished to form an optical fiber array 3. A half-wave plate 5 having a plate thickness of 90 μm is provided on half of one side of a rutile crystal 4 which is a birefringent crystal having a plate thickness of 1.3 mm.
A glass plate 9 having a plate thickness of 90 μm is attached to the remaining half. An antireflection film is provided on both surfaces of the rutile crystal 4 so as to eliminate reflected light when adhered.

【0011】光ファイバアレイ3とルチル結晶4の接着
をするときに、光ファイバ1と光ファイバ2の中心に1
/2波長板5とガラス板9の境界が来るように位置合わ
せを行い、光ファイバ2に入出力する光だけが1/2波
長板5を通過するようしている。屈折率分布型ロッドレ
ンズ6の端面に厚さ約120μmの磁気光学結晶である
Bi置換ガーネット結晶5を貼り付け、さらにガーネッ
ト結晶7に反射鏡8を貼り付けている。ガーネット結晶
7の外側にはガーネット結晶7に垂直に磁界が透過する
ように円筒型の磁石10を設けている。ガーネット結晶
7を中心波長1554nmの光が透過するとその偏光面
が22.5度左回りに回転する。光ファイバ1から出射
した光が光ファイバ2に入射するように光ファイバアレ
イ3とロッドレンズ6の位置調整を行ない、ロッドレン
ズ6と光ファイバアレイ3の先端に設けられた1/2波
長板5およびガラス板9を接着固定する。このように構
成した光アイソレータの動作を説明する。なお、光は紙
面水平方向に進むものとし、光の偏光状態は光線の法線
面(紙面に垂直な平面)内の左から見た偏光方向を示す
ものとする。また、回転は時計回りを右回り、反時計回
りを左回りとする。ロッドレンズ6内での光の振る舞い
は光線の中心の振る舞いを描写した。
When the optical fiber array 3 and the rutile crystal 4 are adhered, the optical fiber 1 and the optical fiber 2 are placed at the center of the optical fiber 1 and the rutile crystal 4.
Positioning is performed so that the boundary between the / 2 wave plate 5 and the glass plate 9 is located so that only the light input to and output from the optical fiber 2 passes through the 1/2 wave plate 5. A Bi-substituted garnet crystal 5, which is a magneto-optical crystal having a thickness of about 120 μm, is attached to the end surface of the gradient index rod lens 6, and further, a reflecting mirror 8 is attached to the garnet crystal 7. A cylindrical magnet 10 is provided outside the garnet crystal 7 so that a magnetic field is perpendicular to the garnet crystal 7. When light with a central wavelength of 1554 nm is transmitted through the garnet crystal 7, its polarization plane rotates 22.5 degrees counterclockwise. The positions of the optical fiber array 3 and the rod lens 6 are adjusted so that the light emitted from the optical fiber 1 enters the optical fiber 2, and the half-wave plate 5 provided at the tips of the rod lens 6 and the optical fiber array 3 is adjusted. And the glass plate 9 is adhesively fixed. The operation of the optical isolator configured as above will be described. The light travels in the horizontal direction of the paper, and the polarization state of the light indicates the polarization direction viewed from the left in the normal plane of the light beam (plane perpendicular to the paper). In addition, the rotation is clockwise in the clockwise direction and counterclockwise in the counterclockwise direction. The behavior of the light in the rod lens 6 is the behavior of the center of the light ray.

【0012】光ファイバ1から入射した無偏光状態の光
はルチル結晶5で常光11と異常光12に分離され、異
常光12の光路が変化する。ルチル結晶4を透過した光
は常光、異常光と共に光路は異なるが同じように進み、
ロッドレンズ6の右端面では平行光線に変換される。ロ
ッドレンズ6を通過した光13および光14はガーネッ
ト結晶7を透過したときに左回りに22.5度、反射鏡
8で反射され再びガーネット結晶7を透過したときに2
2.5度と合わせて45度左に回転する。反射鏡8で反
射されることで、光13は光15の光路を、光14は光
16の光路を進む。ガーネット結晶7を透過した光15
および16はロッドレンズ6で集光されながら1/2波
長板5に入射する。1/2波長板5はその光学軸と角度
θをなして入射した直線偏光の光を1/2波長板5の光
学軸と−θの角度をなす直線偏光として出射する機能を
持つ。1/2波長板5の光学軸方向は異常光12にたい
して22.5度の角度をなして設けているため、光15
および光16の偏光状態は1/2波長板5を透過すると
偏光はさらに45度左に回転する。1/2波長板5を透
過した光はルチル結晶板4に入射すると、異常光である
光17と常光である光18はルチル結晶4を透過したと
きにはその光路が一致する。また、光17および光り1
8はロッドレンズ6で集光されているので、光ファイバ
2に損失が0.5dB程度と効率よく結合される。
The unpolarized light incident from the optical fiber 1 is separated into the ordinary ray 11 and the extraordinary ray 12 by the rutile crystal 5, and the optical path of the extraordinary ray 12 is changed. The light passing through the rutile crystal 4 has different optical paths with ordinary light and extraordinary light, but proceeds in the same way.
The right end surface of the rod lens 6 is converted into parallel rays. The light 13 and the light 14 that have passed through the rod lens 6 are 22.5 degrees counterclockwise when they pass through the garnet crystal 7, and are 2 when they pass through the garnet crystal 7 again after being reflected by the reflecting mirror 8.
Rotate to the left by 45 degrees, including 2.5 degrees. The light 13 travels in the optical path of the light 15 and the light 14 travels in the optical path of the light 16 by being reflected by the reflecting mirror 8. Light 15 transmitted through the garnet crystal 7
And 16 are incident on the ½ wavelength plate 5 while being condensed by the rod lens 6. The ½ wavelength plate 5 has a function of emitting linearly polarized light that is incident at an angle θ with its optical axis as linearly polarized light that forms an angle −θ with the optical axis of the ½ wavelength plate 5. Since the optical axis direction of the half-wave plate 5 is provided at an angle of 22.5 degrees with respect to the extraordinary light 12, the light 15
And the polarization state of the light 16 is further rotated 45 degrees to the left when transmitted through the half-wave plate 5. When the light transmitted through the half-wave plate 5 enters the rutile crystal plate 4, the light 17 which is an extraordinary light and the light 18 which is an ordinary light have the same optical path when they pass through the rutile crystal 4. Also, light 17 and light 1
Since 8 is condensed by the rod lens 6, it is efficiently coupled to the optical fiber 2 with a loss of about 0.5 dB.

【0013】一方、光ファイバ2から無偏光の光が入射
すると、ルチル結晶4で常光21と異常光22に分けら
れ、異なった光路を進む。1/2波長板5を透過すると
きにその偏光面が右回りに回転したのち、ロッドレンズ
6で平行光に変換される。ロッドレンズ6内を進む光2
3と光24は反射鏡8で反射される前後でガーネット結
晶7を合わせて2回透過するので、この時に偏光面が左
回りに45度回転する。反射鏡8で反射することにより
光23は光25の光路を、光24は光26の光路を進
む。また、光15および光26はロッドレンズ6で集光
されながら進む。ガラス板9を透過した光はルチル結晶
4内を通るとき、光27は常光として進むので直進し、
光ファイバ1に入射しない。光28は異常光としてルチ
ル結晶4を通るので、光路がずれ、光ファイバ1に入射
しない。このように、光ファイバ1から入射した光は光
ファイバ2に結合するが、光ファイバ2から入射した光
は光ファイバ1には結合しないと言う光アイソレータの
機能を構成することができる。
On the other hand, when non-polarized light enters from the optical fiber 2, it is divided into ordinary light 21 and extraordinary light 22 by the rutile crystal 4 and travels different optical paths. After passing through the half-wave plate 5, its plane of polarization is rotated clockwise, and then converted into parallel light by the rod lens 6. Light 2 traveling through rod lens 6
Since the light 3 and the light 24 are transmitted through the garnet crystal 7 twice before and after being reflected by the reflecting mirror 8, the plane of polarization is rotated counterclockwise by 45 degrees at this time. The light 23 travels on the optical path of the light 25 and the light 24 travels on the optical path of the light 26 by being reflected by the reflecting mirror 8. The light 15 and the light 26 travel while being condensed by the rod lens 6. When the light that has passed through the glass plate 9 passes through the rutile crystal 4, the light 27 travels as ordinary light and thus goes straight.
It does not enter the optical fiber 1. Since the light 28 passes through the rutile crystal 4 as extraordinary light, the light path is deviated and does not enter the optical fiber 1. In this way, it is possible to configure the function of the optical isolator that the light incident from the optical fiber 1 is coupled to the optical fiber 2, but the light incident from the optical fiber 2 is not coupled to the optical fiber 1.

【0014】以上のように、各1個の複屈折結晶、レン
ズ、磁気光学結晶および反射鏡を縦列に構成し、複屈折
結晶とレンズの間にレンズの半分の面積を覆うように1
/2波長板を設け、複屈折結晶、レンズ、磁気光学結晶
2回通過する光学系を構成することにより、構成部品の
数を従来の約半分に削減した。また、光ファイバはアレ
イ構造となっているので、光ファイバアレイとレンズの
光軸調整を行うことにより簡単に光学結合ができると言
う効果も得られる。
As described above, one birefringent crystal, one lens, one magneto-optical crystal, and one reflecting mirror are arranged in series, and one half of the lens is covered between the birefringent crystal and the lens.
By providing a / 2 wavelength plate and constructing an optical system that passes through a birefringent crystal, a lens, and a magneto-optical crystal twice, the number of components is reduced to about half of the conventional one. Further, since the optical fiber has an array structure, there is an effect that optical coupling can be easily performed by adjusting the optical axes of the optical fiber array and the lens.

【0015】図3は本発明の第2の実施例における光ア
イソレータの構成断面図を示したものである。図3にお
いて30は非球面レンズ、31は片面に反射防止膜をコ
ーテウィングしたガラス板で、その他は第1の実施例に
用いた部品と同じである。光ファイバ1および光ファイ
バ2はシングルモード光ファイバなので、その開口数は
0.1(光の放射角は5.7度)である。光ファイバア
レイ3の先端を8度に斜め研磨し、先端に厚さ1.5m
mのルチル結晶4を貼り付ける。光ファイバ2から出力
される光だけが透過するようにルチル結晶4の端面に厚
さ90μmの1/2波長板を貼り付ける。光ファイバ1
から出射した光が透過する部分には厚さ90μmのガラ
ス板9を貼り付ける。さらに、端面からの反射を防止す
るために片面に反射防止膜をコーティングした板厚0.
3mmのガラス板31を設け、反射防止膜がない面を1
/2波長板5およびガラス板9に貼り付ける。したがっ
て、光ファイバ内を通り光ファイバ先端でほとんど反射
しないと共に光ファイバ先端で反射した光は光ファイバ
内に戻らない。表面の反射防止膜を設けた非球面レンズ
30に光が入射するとき、入射位置が中心軸からずれる
と収差大きくなり易い。光ファイバ1および光ファイバ
2は非球面レンズ30の中心軸から125μmだけ離し
て設けていること、また、光ファイバ1および光りファ
イバ2の開口数は0.1と小さいのに対して非球面レン
ズ30の開口数は0.2と大きいので、光ファイバ1か
ら出力した光はほとんど収差なく平行光線に変換され、
反射鏡8で反射された後再び非球面レンズ30で集光さ
れて光ファイバ2に効率よく結合する。1/2波長板
5、磁気光学結晶7、およびルチル結晶4を通過すると
きの偏光面の回転の様子は第1の実施例において順方向
に光が通過する場合と同じ振る舞いをする。
FIG. 3 is a sectional view showing the structure of an optical isolator according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, reference numeral 30 is an aspherical lens, 31 is a glass plate coated with an antireflection film on one surface, and the other parts are the same as those used in the first embodiment. Since the optical fiber 1 and the optical fiber 2 are single-mode optical fibers, their numerical aperture is 0.1 (the radiation angle of light is 5.7 degrees). The tip of the optical fiber array 3 is obliquely polished to 8 degrees, and the tip has a thickness of 1.5 m.
Paste the rutile crystal 4 of m. A ½ wavelength plate having a thickness of 90 μm is attached to the end face of the rutile crystal 4 so that only the light output from the optical fiber 2 is transmitted. Optical fiber 1
A glass plate 9 having a thickness of 90 μm is attached to a portion through which the light emitted from is transmitted. In addition, a plate thickness of 0.
A glass plate 31 of 3 mm is provided, and the surface without the antireflection film is 1
Attached to the half wave plate 5 and the glass plate 9. Therefore, the light that has passed through the optical fiber is hardly reflected by the tip of the optical fiber, and the light reflected by the tip of the optical fiber does not return to the inside of the optical fiber. When light is incident on the aspherical lens 30 provided with an antireflection film on the surface, aberration tends to be large if the incident position deviates from the central axis. The optical fiber 1 and the optical fiber 2 are provided separated by 125 μm from the central axis of the aspherical lens 30, and the numerical apertures of the optical fiber 1 and the optical fiber 2 are as small as 0.1, whereas the aspherical lens is small. Since the numerical aperture of 30 is as large as 0.2, the light output from the optical fiber 1 is converted into parallel rays with almost no aberration,
After being reflected by the reflecting mirror 8, it is condensed again by the aspherical lens 30 and efficiently coupled to the optical fiber 2. The state of rotation of the plane of polarization when passing through the half-wave plate 5, the magneto-optical crystal 7, and the rutile crystal 4 behaves the same as when light passes in the forward direction in the first embodiment.

【0016】以上のように、レンズに非球面レンズを用
いると光ファイバの先端を斜め研磨加工を施すことによ
り、反射戻り光を小さくすることができる。さらに、光
ファイバの開口数より大きな開口数の非球面レンズを使
用し、光の入射位置を非球面レンズの中心軸付近に設け
ることにより、収差の少ない非球面レンズの特性を生か
して光ファイバ間の結合損失を低減することができる。
As described above, when an aspherical lens is used as the lens, the reflected return light can be reduced by subjecting the tip of the optical fiber to oblique polishing. Furthermore, by using an aspherical lens with a numerical aperture larger than that of the optical fiber, and by setting the incident position of the light near the central axis of the aspherical lens, the characteristics of the aspherical lens with few aberrations can be used effectively. The coupling loss can be reduced.

【0017】図4は本発明の第3の実施例における光ア
イソレ−タと他の光学機能部品とを一体に組み込んだ光
部品の構成断面図である。図4において32は本発明の
反射型光アイソレータ、33、34は光ファイバ、3
5、36はロッドレンズ、37はフィルタ、38〜43
は光路である。
FIG. 4 is a sectional view showing the construction of an optical component in which an optical isolator and another optical function component according to the third embodiment of the present invention are integrally incorporated. In FIG. 4, 32 is a reflection type optical isolator of the present invention, 33 and 34 are optical fibers, 3
5, 36 are rod lenses, 37 is a filter, 38-43
Is the optical path.

【0018】光ファイバ33から入射した波長1554
nmの光はロッドレンズ35中を光路39に沿って進
む。フィルタ37は波長1554nmの光は透過する特
性を持つので、波長1554nmの光はロッドレンズ3
6の中を光路40に沿って進み、光アイソレータ32に
入射する。ロッドレンズ6の中を光路42を進んだあと
に光路43を進む場合は、光アイソレータ32内を順方
向に進むことになるので、光路43を通過した光は光路
41および光路38を進んで光ファイバ34に入射す
る。反対に、光ファイバ34から入射した波長1554
nmの光はロッドレンズ35内の光路38、ロッドレン
ズ36内の光路41を進み、光アイソレータ32内の光
路43に沿って進む。しかし、光アイソレータ32内で
光が常光、異常光の2つに分かれて進むため、光はロッ
ドレンズ36およびロッドレンズ35内を進むが、この
光は光ファイバ33には入射しない。
Wavelength 1554 incident from the optical fiber 33
The light of nm travels in the rod lens 35 along the optical path 39. Since the filter 37 has a characteristic of transmitting light having a wavelength of 1554 nm, light having a wavelength of 1554 nm is transmitted by the rod lens 3
The light travels in the optical path 6 along the optical path 40 and enters the optical isolator 32. When the optical path 43 is traveled after traveling through the optical path 42 in the rod lens 6, the light travels in the optical isolator 32 in the forward direction, so that the light passing through the optical path 43 travels through the optical paths 41 and 38. It is incident on the fiber 34. On the contrary, the wavelength 1554 incident from the optical fiber 34
The light of nm travels along an optical path 38 in the rod lens 35, an optical path 41 in the rod lens 36, and an optical path 43 in the optical isolator 32. However, since the light splits into the ordinary light and the extraordinary light in the optical isolator 32, the light travels in the rod lens 36 and the rod lens 35, but this light does not enter the optical fiber 33.

【0019】一方、光ファイバ33から入射した波長1
480nmの光はロッドレンズ35の中を光路39を進
む。フィルタ37は波長1480nmの光は反射するの
で、波長1480nmの光は反射されて光路38を通っ
て光ファイバ34に入射する。反対に、光ファイバ34
からロッドレンズ35に入射した光は光路38および光
路39に沿って進み、光ファイバ33に入射する。
On the other hand, the wavelength 1 incident from the optical fiber 33
The light of 480 nm travels through the rod lens 35 and the optical path 39. Since the filter 37 reflects the light having the wavelength of 1480 nm, the light having the wavelength of 1480 nm is reflected and enters the optical fiber 34 through the optical path 38. On the contrary, the optical fiber 34
The light incident from the rod lens 35 travels along the optical path 38 and the optical path 39, and enters the optical fiber 33.

【0020】このように、光アイソレータ32と波長選
択機能を持つフィルタ37を一体にして光部品を構成す
ることにより、波長1480nmの光はその方向に関係
なく光部品の内部を通過することができるが、波長15
54nmの光は光アイソレータ32を通過するためにそ
の通過方向が制限される。したがって、2つ以上の機能
を有する光部品を極めてコンパクトに構成することがで
きると言う効果が得られる。なお、光アイソレータ32
と一体化する光学機能部品はフィルタ37としたが、一
体化する光学機能部品はいかなる光学部品でも良いこと
は言うまでもない。
By thus constructing the optical component by integrating the optical isolator 32 and the filter 37 having the wavelength selecting function, the light having the wavelength of 1480 nm can pass through the inside of the optical component regardless of its direction. But wavelength 15
Since the light of 54 nm passes through the optical isolator 32, its passage direction is restricted. Therefore, it is possible to obtain the effect that the optical component having two or more functions can be constructed extremely compactly. The optical isolator 32
Although the optical functional component integrated with is the filter 37, it goes without saying that the optical functional component integrated with may be any optical component.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上のように本発明は、1個のレンズの
片側に複屈折結晶を設け、このレンズと複屈折結晶の間
にレンズの半分の面積を覆うように1/2波長板を設
け、レンズの他の片側に反射鏡を設け、レンズと反射鏡
の間に入射光と出射光の偏光面がπ/8+Nπ/4(N
=0、1、・・)だけ異なるように長さを決めた平板状
磁気光学結晶を設け、1/2波長板を通過するように入
射した光ビームは反射鏡で反射され、1/2波長板の内
部を通過して光が出力するように光アイソレータを構成
することにより、各1個の複屈折結晶、レンズ、磁気光
学結晶を2回透過して使用するので、部品の数を従来の
半分にできる。また、光ファイバはアレイ構造となって
いるので、光ファイバアレイとレンズの光軸調整を行う
ことにより簡単に光学結合ができる。さらに、光ファイ
バアレイは一方だけに出ているため、光アイソレータを
実装するときに光ファイバの引き回し面積が少なくなる
ので、光アイソレータを組み込む装置の小型化に寄与す
ると言う効果も得られる。
As described above, according to the present invention, a birefringent crystal is provided on one side of one lens, and a half-wave plate is provided between the lens and the birefringent crystal so as to cover half the area of the lens. A reflecting mirror is provided on the other side of the lens, and the polarization planes of the incident light and the outgoing light are π / 8 + Nπ / 4 (N
= 0, 1, ...,) The plate-like magneto-optical crystal whose length is determined so as to be different is provided, and the light beam incident so as to pass through the half-wave plate is reflected by the reflecting mirror, By configuring the optical isolator so that light is output through the inside of the plate, one birefringent crystal, a lens, and a magneto-optical crystal are used by being transmitted twice. Can be halved. Further, since the optical fiber has an array structure, optical coupling can be easily performed by adjusting the optical axes of the optical fiber array and the lens. Further, since the optical fiber array is provided on only one side, the area for drawing out the optical fiber is reduced when the optical isolator is mounted, so that there is an effect that it contributes to downsizing of a device incorporating the optical isolator.

【0022】レンズの非球面レンズを使用することによ
り、結合損失を低減できると共に、光ファイバアレイの
先端に斜め研磨加工を設けることにより、反射戻り光を
低減できると言う効果が得られる。さらに、光学部品を
組み込むことにより多機能化を実現できると言う効果も
得られる。
By using the aspherical lens, the coupling loss can be reduced, and the reflected return light can be reduced by providing the tip of the optical fiber array with the oblique polishing. Furthermore, the effect that multi-functionalization can be realized by incorporating an optical component is also obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施例における反射型光アイソ
レータの構成断面図で、光が順方向に進むときの光の光
路と偏光の変化を示した図
FIG. 1 is a structural cross-sectional view of a reflective optical isolator according to a first embodiment of the present invention, showing a change in optical path and polarization of light when the light travels in a forward direction.

【図2】本発明の第1の実施例における反射型光アイソ
レータの構成断面図で、光が逆方向に進むときの光の光
路と偏光の変化を示した図
FIG. 2 is a cross-sectional view of the configuration of a reflective optical isolator according to the first embodiment of the present invention, showing changes in the optical path and polarization of light when the light travels in the opposite direction.

【図3】本発明の第2の実施例における反射型光アイソ
レータの構成断面図
FIG. 3 is a sectional view showing the configuration of a reflective optical isolator according to a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第3の実施例における光部品の構成断
面図
FIG. 4 is a sectional view showing the configuration of an optical component according to a third embodiment of the present invention.

【図5】従来の光アイソレータの構成を示す図FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a conventional optical isolator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、2 光ファイバ 3 光ファイバアレイ 4 ルチル結晶 5 1/2波長板 6 ロッドレンズ 7 ガーネット結晶 8 反射鏡 9 ガラス板 10 磁石 11〜18 光 21〜28 光 30 非球面レンズ 31 片面に反射防止膜を設けたガラス板 32 光アイソレータ 33、34 光ファイバ 35、36 ロッドレンズ 37 フィルタ 38〜43 光路 1, 2 optical fibers 3 optical fiber array 4 rutile crystal 5 1/2 wavelength plate 6 rod lens 7 garnet crystal 8 reflecting mirror 9 glass plate 10 magnet 11-18 light 21-28 light 30 aspherical lens 31 anti-reflection film on one side Glass plate provided with 32 optical isolator 33, 34 optical fiber 35, 36 rod lens 37 filter 38-43 optical path

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】1枚の複屈折結晶と、前記複屈折結晶を透
過した光を平行光に変換するレンズと、前記平行光の偏
光面をπ/8+Nπ/4(N=0、1、・・)だけ回転
させる磁気光学結晶と、この磁気光学結晶を透過した光
を反射させて再び前記磁気光学結晶に入射させる反射板
と、前記反射板で反射され前記レンズを透過した光の偏
光面を回転する旋光性結晶または複屈折結晶とから構成
した光アイソレータ
1. A birefringent crystal, a lens for converting light transmitted through the birefringent crystal into parallel light, and a plane of polarization of the parallel light is π / 8 + Nπ / 4 (N = 0, 1 ,. .) Rotating the magneto-optical crystal, a reflector that reflects the light transmitted through the magneto-optical crystal and makes it incident on the magneto-optical crystal again, and a polarization plane of the light reflected by the reflector and transmitted through the lens. Optical isolator composed of rotating optical or birefringent crystal
【請求項2】第1および第2の光ファイバを平行に整列
した光ファイバアレイを設け、前記第1の光ファイバか
ら複屈折結晶に入射した光が再び前記複屈折結晶から前
記第2の光ファイバに入射するように、レンズ、磁気光
学結晶、反射板、および旋光性結晶または複屈折結晶を
配置したことを特徴とする請求項1記載の光アイソレー
2. An optical fiber array in which first and second optical fibers are aligned in parallel is provided, and the light incident on the birefringent crystal from the first optical fiber is again the second light from the birefringent crystal. The optical isolator according to claim 1, wherein a lens, a magneto-optical crystal, a reflector, and an optical rotatory crystal or a birefringent crystal are arranged so as to be incident on the fiber.
【請求項3】レンズは第1および第2の光ファイバの開
口数よりも大きな開口数を有する屈折率分布型ロッドレ
ンズもしくは非球面レンズとしたことを特徴とする請求
項2記載の光アイソレータ
3. The optical isolator according to claim 2, wherein the lens is a gradient index rod lens or an aspherical lens having a numerical aperture larger than the numerical apertures of the first and second optical fibers.
【請求項4】光ファイバアレイの先端を斜め研磨したこ
とを特徴とする請求項2記載の光アイソレータ
4. The optical isolator according to claim 2, wherein the tip of the optical fiber array is obliquely polished.
【請求項5】請求項1記載の光アイソレータと、光学機
能部品とを1つに組み込んだことを特徴とする光部品
5. An optical component in which the optical isolator according to claim 1 and an optical functional component are incorporated into one.
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