JPH05323233A - Optical circulator - Google Patents

Optical circulator

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JPH05323233A
JPH05323233A JP12744492A JP12744492A JPH05323233A JP H05323233 A JPH05323233 A JP H05323233A JP 12744492 A JP12744492 A JP 12744492A JP 12744492 A JP12744492 A JP 12744492A JP H05323233 A JPH05323233 A JP H05323233A
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light
optical
birefringent parallel
terminal
incident
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一穂 山田
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Abstract

PURPOSE:To realize cost reduction and to improve a yield by using birefringent parallel plates. CONSTITUTION:Birefringent parallel plates 21 and 22, Faraday rotators 24, a 45 degree azimuth rotator 25 and a birefringent parallel plate 23 are arranged along the prescribed direction, a light incident terminal 11a and a light transmitting terminal 11b confront the birefringent parallel plates 21 and 22, respectively, and an optical input/output terminal 11c faces the birefringent parallel plate 23. A magnetic field applying means for generating Faraday rotation is arranged in the proximity of the Faraday rotator 24. A total reflection surface for totally reflecting transmitted beam thereof on the prescribed surfaces of the birefringent parallel plates 21 and 22, an incident light from an optical input terminal is outputted as an output light at the optical input/output terminal 11c and an incident light from the optical input/output terminal 11c is outputted as an output light at the optical output terminal. Thus, since the birefringent parallel plate is utilized, a man-hour for adjustment such as positioning in the cource of assembling is reduced, the yield is improved and cost reduction is attained.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は光通信及び光計測等にお
いて用いられる光サーキュレータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical circulator used in optical communication and optical measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、3つの光入出力端子を備える光
サーキュレータが知られており、この種の光サーキュレ
ータは3端子光サーキュレータと呼ばれる。この3端子
光サーキュレータは光通信及び光計測等において発信光
及び受信光を互いに分離する際の使用が知られている。
つまり、一本の光ファイバーを光信号の送信及び受信に
用いる際、受信光を送信用レーザー素子側へ与えること
なく全て受光素子側に導くための受動的な光路変更装置
として使用される。
2. Description of the Related Art Generally, an optical circulator having three optical input / output terminals is known, and an optical circulator of this type is called a three-terminal optical circulator. This three-terminal optical circulator is known to be used for separating transmitted light and received light from each other in optical communication and optical measurement.
That is, when one optical fiber is used for transmitting and receiving an optical signal, it is used as a passive optical path changing device for guiding all received light to the light receiving element side without giving it to the transmitting laser element side.

【0003】ここで、図7を参照して、従来の3端子光
サーキュレータ(以下単に光サーキュレータと呼ぶ)に
ついて概説する。
A conventional three-terminal optical circulator (hereinafter simply referred to as an optical circulator) will be briefly described with reference to FIG.

【0004】図示の光サーキュレータ11は端子11a
乃至11cを備えており、端子11a側には発信光源
(図示せず)が配置され、端子11b側には受信光部
(図示せず)が配置される。一方、端子11cには光フ
ァイバーが接続され、この光ファイバーは他の光システ
ムに連結される。
The illustrated optical circulator 11 has a terminal 11a.
To 11c, a transmission light source (not shown) is arranged on the terminal 11a side, and a reception light section (not shown) is arranged on the terminal 11b side. On the other hand, an optical fiber is connected to the terminal 11c, and this optical fiber is connected to another optical system.

【0005】この光サーキュレータ11では端子11a
から入射した光信号はその全てが端子11cに出射さ
れ、端子11cから入射した光信号はその全てが端子1
1bに出射され、端子11aから光信号が出射されるこ
とはない。なお、端子11bからは光信号がを入射する
ことは通常考えられないが、仮に入射した場合には、光
サーキュレータ内部での減衰によって光信号が吸収さ
れ、端子11a乃至11cからのいずれからも光信号が
出射されないことが望ましい。
The optical circulator 11 has a terminal 11a.
All the optical signals incident from the terminal 11c are emitted to the terminal 11c, and all the optical signals incident from the terminal 11c are detected at the terminal 1c.
The light signal is emitted to the terminal 1b, and no optical signal is emitted from the terminal 11a. Although it is not normally considered that an optical signal is incident from the terminal 11b, if it is incident, the optical signal is absorbed by the attenuation inside the optical circulator, and the optical signal is emitted from any of the terminals 11a to 11c. It is desirable that no signal be emitted.

【0006】上述のように、この光サーキュレータ11
では発信光源及び受信光部に対する光信号の入出射を完
全に分離することができ、一本の光ファイバーで双方向
光通信を行うことができる。
As described above, this optical circulator 11
With, it is possible to completely separate the input and output of the optical signal with respect to the transmission light source and the reception light section, and it is possible to perform bidirectional optical communication with one optical fiber.

【0007】ところで、上述のような光サーキュレータ
11を構成する際には、一般に非相反素子であるファラ
デー回転子が用いられている。このファラデー回転子
は、外部磁界の存在下で透過する偏光の向きを回転させ
る作用を行うが、偏光の透過方向が異なれば偏光面の回
転の向きが異なるものである。そして、回転量が45度
である非相反素子を用いる際、この非相反素子を45度
施光板と組み合わせることによって、透過偏光の偏波面
の回転角を順方向透過の際には90度、逆方向透過の際
には0度とすることができる。従って、両者の光学素子
に偏光分離プリズム及び全反射プリズムを組み合わせれ
ば、光サーキュレータを構成することができる。
By the way, when constructing the optical circulator 11 as described above, a Faraday rotator which is a non-reciprocal element is generally used. The Faraday rotator has the function of rotating the direction of polarized light that is transmitted in the presence of an external magnetic field, but the direction of rotation of the polarization plane is different if the transmission direction of polarized light is different. Then, when a non-reciprocal element whose rotation amount is 45 degrees is used, by combining this non-reciprocal element with a 45-degree illuminating plate, the rotation angle of the polarization plane of the transmitted polarized light is 90 degrees in the case of forward transmission and reverse. In the case of directional transmission, it can be 0 degree. Therefore, an optical circulator can be constructed by combining a polarization splitting prism and a total reflection prism with both optical elements.

【0008】ここで、図5を参照して、光サーキュレー
タの具体例について概説する。
A specific example of the optical circulator will be outlined with reference to FIG.

【0009】図5(a)及び(b)に示すように、端子
11a及び11bに対応して偏光分離プリズム12が配
置され、端子11cに対応して偏光分離プリズム13が
配置されている。そして、偏光分離プリズム12の下面
には密接して全反射プリズム14が配置され、偏光分離
プリズム13の上面に密接して全反射プリズム15が配
置されている(図5(b))。これら全反射プリズム1
4及び15は三角プリズムの斜辺に金属アルミ等の反射
膜を形成して透過光を直角方向に全て反射させるための
プリズムである。さらに、これら偏光分離プリズム12
及び13と全反射プリズム14及び15とによってファ
ラデー回転子16及び45度旋光子17が挟持されてい
る。
As shown in FIGS. 5A and 5B, the polarization separation prism 12 is arranged corresponding to the terminals 11a and 11b, and the polarization separation prism 13 is arranged corresponding to the terminal 11c. Then, the total reflection prism 14 is arranged in close contact with the lower surface of the polarization separation prism 12, and the total reflection prism 15 is arranged in close contact with the upper surface of the polarization separation prism 13 (FIG. 5B). These total reflection prisms 1
Reference numerals 4 and 15 are prisms for forming a reflection film of metal aluminum or the like on the hypotenuse of the triangular prism to reflect all transmitted light in the right angle direction. Furthermore, these polarization separation prisms 12
Faraday rotators 16 and 45-degree optical rotators 17 are sandwiched between and and 13 and total reflection prisms 14 and 15.

【0010】この光サーキュレータでは入射光を一旦2
種の互いに直交する偏光成分に分離した後再び合成して
おり、この結果、端子11aから入射された入射光の光
路と端子11cから入射された入射光の光路を互いに異
ならせている。このことにより、順方向透過光(端子1
1aから入射)及び逆方向透過光(端子11cから入
射)ではその出射端子が異なることになる。
In this optical circulator, incident light is temporarily converted into 2
The polarized light components of the seed are orthogonally separated and then combined again. As a result, the optical path of the incident light incident from the terminal 11a and the optical path of the incident light incident from the terminal 11c are made different from each other. This allows forward transmitted light (terminal 1
1a) and the reverse transmitted light (incident from the terminal 11c) have different emission terminals.

【0011】図示の光サーキュレータではファラデー回
転子16の近傍に外部磁界印加装置(図示せず)が配置
され、これによって、図5(a)及び(b)に太線矢印
18で示す方向に外部磁界が与えられ、これによって、
ファラデー回転子16にファラデー回転が生じる。
In the illustrated optical circulator, an external magnetic field applying device (not shown) is arranged in the vicinity of the Faraday rotator 16, whereby the external magnetic field is applied in the direction indicated by the thick arrow 18 in FIGS. 5 (a) and 5 (b). Is given, which gives
Faraday rotation occurs in the Faraday rotator 16.

【0012】ここで、図6(a)を参照して、端子11
aから光(紙面に水平・垂直な成分を含む楕円偏光,以
下楕円偏光という)が入射された際には(順方向入
射)、楕円偏光は偏光分離プリズム12で反射されると
ともにその一部が透過してそれぞれ紙面に垂直な成分の
みの直線偏光(以下垂直直線偏光という)及び紙面に水
平な成分のみの直線偏光(以下水平直線偏光という)と
して出射される。そして、水平直線偏光は直ちにファラ
デー回転子16に与えられ、垂直直線偏光は全反射プリ
ズム14で全反射されてファラデー回転子16に与えら
れる。これら垂直及び水平直線偏光は非相反素子である
ファラデー回転子16によって偏光面の向きが変化する
ことになり、垂直及び水平直線偏光はそれぞれその偏光
面が45度回転する。さらに45度旋光子17の存在に
よって、これら分離された偏光はそれぞれ水平及び垂直
直線偏光となり、水平直線偏光は偏光分離プリズム13
に入射される。一方、垂直直線偏光は全反射プリズム1
5で全反射されて偏光分離プリズム13に入射される。
この結果、偏光分離プリズム13からは基本的に入射光
と同じ楕円偏光が出射され、端子11cに与えられる。
Now, referring to FIG. 6A, the terminal 11
When light (elliptically polarized light including components horizontal / vertical to the paper surface, hereinafter referred to as elliptically polarized light) is incident from a (forward incidence), the elliptically polarized light is reflected by the polarization separation prism 12 and a part of it is reflected. The light is transmitted and emitted as linearly polarized light having only a component perpendicular to the paper surface (hereinafter referred to as vertical linearly polarized light) and linearly polarized light having only a component horizontal to the paper surface (hereinafter referred to as horizontal linearly polarized light). Then, the horizontal linearly polarized light is immediately given to the Faraday rotator 16, and the vertical linearly polarized light is totally reflected by the total reflection prism 14 and given to the Faraday rotator 16. The directions of the planes of polarization of the vertical and horizontal linearly polarized light are changed by the Faraday rotator 16 which is a non-reciprocal element, and the polarization planes of the vertical and horizontal linearly polarized light are rotated by 45 degrees. Further, due to the presence of the 45-degree optical rotator 17, these separated polarized lights become horizontal and vertical linearly polarized lights, respectively.
Is incident on. On the other hand, vertical linearly polarized light is a total reflection prism 1.
The light is totally reflected at 5 and is incident on the polarization separation prism 13.
As a result, basically the same elliptically polarized light as the incident light is emitted from the polarization splitting prism 13 and given to the terminal 11c.

【0013】一方、図6(b)に示すように端子11c
から楕円偏光が入射された際には(逆方向入射)、上述
の説明と同様にして端子11bから楕円偏光が出射され
ることになる。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, the terminal 11c
When the elliptically polarized light is incident from (reverse incidence), the elliptically polarized light is emitted from the terminal 11b in the same manner as described above.

【0014】このようにして、ファラデー回転子16の
存在によって順方向及び逆方向から入射された光の偏光
面はその向きが非相反的に変化して途中で90度偏光面
の向きがずれる。この結果、順方向入射と逆方向入射と
では最終的に異なる経路(光路)をたどることになる。
In this way, due to the existence of the Faraday rotator 16, the polarization planes of the light incident from the forward direction and the reverse direction change non-reciprocally, and the 90-degree polarization plane shifts midway. As a result, the forward incidence and the backward incidence will eventually follow different paths (optical paths).

【0015】なお、端子11bから光が入射された際に
は、端子11a乃至11cいずれかも光が出射されるこ
とはなく、光サーキュレータ内部で吸収されてしまうこ
とになる。
When light is incident from the terminal 11b, no light is emitted from any of the terminals 11a to 11c and is absorbed inside the optical circulator.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の光サ
ーキュレータではフアラデー回転子及び45度旋光子上
に偏光分離プリズム及び全反射プリズムのペアを2組配
置固定しており、配置固定の際に各プリズムにおいて光
路にずれが生じないように正確に位置合わせを行って接
着固定する必要がある。
By the way, in the conventional optical circulator, two pairs of the polarization splitting prism and the total reflection prism are arranged and fixed on the Faraday rotator and the 45-degree optical rotator. In the prism, it is necessary to perform accurate alignment and adhesive fixing so that the optical path does not shift.

【0017】従って、上記の位置合わせを行う際には、
外部磁界印加装置をファラデー回転子の近傍に実際に配
置して測定用レーザー光を用いて光サーキュレータ各構
成要素における透過光を観察してプリズム類の位置合わ
せを行っている。
Therefore, when performing the above-mentioned alignment,
The external magnetic field application device is actually arranged near the Faraday rotator, and the transmitted light in each component of the optical circulator is observed using the measuring laser light to align the prisms.

【0018】このような従来の光サーキュレータでは微
妙なプリズムの位置合わせ及び接着工程が複数回必要で
あり、光サーキュレータ組み立て工程が極めて面倒とな
ってしまう。このため、組み立て工程における作業時間
を減少させることが難しく、コストダウンが図れず、し
かも歩留まりが低下してしまうという問題点がある。
In such a conventional optical circulator, delicate prism positioning and bonding steps are required a plurality of times, which makes the optical circulator assembling step extremely troublesome. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the working time in the assembly process, the cost cannot be reduced, and the yield is reduced.

【0019】本発明の目的はコストダウンが実現できし
かも歩留まり率の高い光サーキュレータを提供すること
にある。
An object of the present invention is to provide an optical circulator which can realize cost reduction and has a high yield rate.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、光入力
端子、光出力端子、及び光入出力端子を備えるとともに
第1、第2、及び第3の複屈折平行平板、ファラデー回
転子、及び45度旋光板を備え、予め定められた方向に
沿って前記第1の複屈折平行平板、前記第2の複屈折平
行平板、前記ファラデー回転子、前記45度旋光板、及
び前記第3の複屈折平行平板が順次配列され、前記第1
の複屈折平行平板は光出射面と該光出射面と対向して前
記第2の複屈折平行平板と密接する密着面とを備え、前
記第2の複屈折平行平板は所定の一面において前記第1
の複屈折平行平板の密接面と密接する密接領域と光入射
領域とを備え、前記第3の複屈折平行平板は光入出射面
を備えており、前記入力端子は前記光入射領域に臨み、
前記光出射端子は前記光出射面に臨み、前記光入出力端
子は前記光入出射面に臨んでおり、前記ファラデー回転
子の近傍には前記ファラデー回転子にファラデー回転を
発生させるための磁界印加手段が配設され、前記第1及
び前記第2の複屈折平行平板の予め規定された面にはそ
れぞれ前記第1及び前記第2の複屈折平行平板を通過す
る透過光を全反射するための全反射面が形成されてお
り、前記光入力端子からの入射光を前記光入出力端子に
出射光として出射し、前記光入出力端子からの入射光を
前記光出力端子に出射光として出射するようにしたこと
を特徴とする光サーキュレータが得られる。
According to the present invention, an optical input terminal, an optical output terminal, and an optical input / output terminal are provided, and first, second, and third birefringent parallel plates, a Faraday rotator, And a 45-degree optical rotation plate, and along a predetermined direction, the first birefringent parallel flat plate, the second birefringent parallel flat plate, the Faraday rotator, the 45-degree optical rotation plate, and the third birefringent parallel plate. The birefringent parallel plates are sequentially arranged, and the first
Of the birefringent parallel flat plate includes a light emitting surface and a contact surface that faces the light emitting surface and is in close contact with the second birefringent parallel flat plate. 1
Of the birefringent parallel flat plate and a light-incident region in close contact with the close-contact face of the birefringent parallel plate, the third birefringent parallel flat plate has a light incident / exiting face, and the input terminal faces the light incident region.
The light output terminal faces the light output surface, the light input / output terminal faces the light input / output surface, and a magnetic field is applied near the Faraday rotator to generate Faraday rotation in the Faraday rotator. Means are provided for reflecting the transmitted light beams passing through the first and second birefringent parallel plates on the predetermined surfaces of the first and second birefringent parallel plates, respectively. A total reflection surface is formed, the incident light from the optical input terminal is emitted to the optical input / output terminal as outgoing light, and the incident light from the optical input / output terminal is emitted to the optical output terminal as outgoing light. An optical circulator characterized by doing so is obtained.

【0021】[0021]

【作用】本発明では、複屈折平行平板を用いているか
ら、組み立て工程において光学的位置合わせ等が容易で
あり、この結果、組み立て工程を簡略化でき、歩留まり
率の向上及びコストダウンを図れる。さらに、複数のサ
ーキュレータを作成する際光学的位置合わせを一括して
大量に行うことができる。
In the present invention, since the birefringent parallel flat plate is used, optical alignment and the like can be easily performed in the assembling process. As a result, the assembling process can be simplified, the yield rate can be improved, and the cost can be reduced. Furthermore, when a plurality of circulators are created, optical alignment can be collectively performed in a large amount.

【0022】[0022]

【実施例】以下本発明について実施例によって説明す
る。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples.

【0023】図1(a)を参照して、図示の光サーキュ
レータは複屈折平行平板21、22、及び23、ファラ
デー回転子24、及び45度旋光板25を備えており、
さらに、ファラデー回転子24に太線矢印24aで示す
向きに外部磁界を印加する外部磁界印加装置(図示せ
ず)を備えている。複屈折平行平板21乃至23とし
て、一般に一軸性の光学結晶が用いられ、ここでは、ル
チル平行平板が用いられる。複屈折平行平板21乃至2
3は、図1(b)に太線矢印26で示す結晶軸を備えて
おり、この結晶軸は光学結晶の軸方向(C軸方向)を表
している。さらに、複屈折平行平板21及び22の一面
にはそれぞれ全反射面21a及び22aが形成されてい
る(図1(a)において、複屈折平行平板21の下面及
び複屈折平行平板22の上面にそれぞれ全反射面21a
及び22aが形成されている)。また、ここでは、ファ
ラデー回転子24として磁性ガーネット膜を用い、45
度旋光板25としてSiO単結晶板が用いられる。な
お、磁性ガーネット膜は強磁性体であるから、外部磁性
印加装置としては磁性ガーネット膜を磁気飽和させるだ
けの磁束が得られれば十分であり、例えば、SmCo、
Nd−Fe−B等の永久磁石を用いればよい。
Referring to FIG. 1A, the illustrated optical circulator includes birefringent parallel flat plates 21, 22, and 23, a Faraday rotator 24, and a 45-degree optical rotation plate 25.
Further, the Faraday rotator 24 is provided with an external magnetic field applying device (not shown) for applying an external magnetic field in the direction indicated by the thick arrow 24a. A uniaxial optical crystal is generally used as the birefringent parallel plates 21 to 23, and a rutile parallel plate is used here. Birefringent parallel plates 21 to 2
3 has a crystal axis indicated by a thick arrow 26 in FIG. 1B, and this crystal axis represents the axial direction (C-axis direction) of the optical crystal. Further, total reflection surfaces 21a and 22a are formed on one surface of each of the birefringent parallel plates 21 and 22 (in FIG. 1A, the bottom surface of the birefringent parallel plate 21 and the top surface of the birefringent parallel plate 22 are respectively formed. Total reflection surface 21a
And 22a are formed). Further, here, a magnetic garnet film is used as the Faraday rotator 24, and
A SiO 2 single crystal plate is used as the optical rotation plate 25. Since the magnetic garnet film is a ferromagnetic substance, it is sufficient for the external magnetism applying device to obtain a magnetic flux sufficient to magnetically saturate the magnetic garnet film. For example, SmCo,
A permanent magnet such as Nd-Fe-B may be used.

【0024】次に、図2を参照して、本発明による光サ
ーキュレータの組み立てについて説明する。
Next, the assembly of the optical circulator according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0025】まず、図2(a)を参照して、大板の状態
で2枚の複屈折平行平板30及び31を準備するととも
に大板の状態でファラデー回転子32及び45度旋光板
33を準備する。これら複屈折平行平板30、ファラデ
ー回転子32、45度旋光板33、及び複屈折平行平板
31の順で配列する(なお、太線矢印34は結晶軸(C
軸)の面内での偏光成分を表す)。そして、図示のよう
に外部磁界印加装置35を設置する。次に、一点鎖線矢
印で示す方向(順方向)から光学調整用光を入射して、
その透過光によってファラデー回転子32が所定のファ
ラデー回転角度を透過光に与える条件を得、各光学的素
子について回転方向の光学的調整(図中矢印34aで示
す)を行って、つまり、位置合わせを行いつつ各光学的
素子を接着剤で互いに固定して光サーキュレータ体を得
る。
First, referring to FIG. 2A, two birefringent parallel plates 30 and 31 are prepared in a large plate state, and a Faraday rotator 32 and a 45-degree optical rotation plate 33 are arranged in a large plate state. prepare. The birefringent parallel plate 30, the Faraday rotator 32, the 45-degree optical rotation plate 33, and the birefringent parallel plate 31 are arranged in this order (the thick arrow 34 indicates the crystal axis (C
(Axis) represents the polarization component in the plane). Then, the external magnetic field applying device 35 is installed as illustrated. Next, the optical adjustment light is incident from the direction (forward direction) indicated by the one-dot chain line arrow,
By the transmitted light, the Faraday rotator 32 obtains a condition for giving a predetermined Faraday rotation angle to the transmitted light, and the optical adjustment of the rotation direction (indicated by an arrow 34a in the figure) is performed for each optical element, that is, the alignment is performed. While performing the above, each optical element is fixed to each other with an adhesive to obtain an optical circulator body.

【0026】次に、外部磁界印加装置35を除去した
後、図2(b)に示すように光サーキュレータ体を縦横
に切断して複数の光サーキュレータ素子36を得る。こ
の結果、複屈折平行平板22及び23、ファラデー回転
子24、及び45度旋光板25を有する光サーキュレー
タ素子が複数得られることになる。
Next, after removing the external magnetic field applying device 35, the optical circulator body is vertically and horizontally cut to obtain a plurality of optical circulator elements 36 as shown in FIG. 2B. As a result, a plurality of optical circulator elements having the birefringent parallel plates 22 and 23, the Faraday rotator 24, and the 45-degree optical rotation plate 25 are obtained.

【0027】その後、各光サーキュレータ素子について
所定の面を研磨するとともに必要に応じて金属膜を形成
して前述のようにして全反射面を形成する。さらに、各
光サーキュレータ素子36に永久磁石等の外部磁界印加
装置(図示せず)を接着固定し、逆方向からの光学調整
用透過光の存在下において複屈折平行平板21(図1)
を位置合わせしつつ接着固定する。そして、この構成体
を筐体(図示せず)に収納した後端子11a、11b、
及び11cを形成することによって光サーキュレータが
得られる。
After that, a predetermined surface of each optical circulator element is polished, and a metal film is formed if necessary to form a total reflection surface as described above. Further, an external magnetic field applying device (not shown) such as a permanent magnet is adhered and fixed to each optical circulator element 36, and in the presence of transmitted light for optical adjustment from the opposite direction, the birefringent parallel plate 21 (FIG. 1).
While aligning, bond and fix. Then, after the structure is housed in a housing (not shown), the terminals 11a, 11b,
And 11c form an optical circulator.

【0028】上述のようにして、光サーキュレータ体を
得た後、この光サーキュレータ体を切断して複数の光サ
ーキュレータ素子を得るようにしているから、実質的な
位置合わせ工程は多数の光サーキュレータ素子に対して
全体で一回で済み、この結果、組み立て工程を大幅に簡
略化することが可能となる(なお、第1の複屈折平行平
板の位置合わせは各光サーキュレータ素子に対して行う
必要があるが、この位置合わせは比較的容易であるた
め、これによって、組み立て工程が複雑化することはな
い)。
As described above, after the optical circulator body is obtained, the optical circulator body is cut to obtain a plurality of optical circulator elements. Therefore, the substantial alignment step is performed by a large number of optical circulator elements. However, as a result, it is possible to greatly simplify the assembly process as a result (it is necessary to align the first birefringent parallel plate with each optical circulator element). However, this does not complicate the assembly process because this alignment is relatively easy).

【0029】次に図3及び図4を参照して、本発明によ
る光サーキュレータの動作について説明する。
Next, the operation of the optical circulator according to the present invention will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

【0030】まず、図3(a)及び(b)を参照して、
図3(a)には、順方向に光が入射された際の、つま
り、端子11aからレーザ等による信号光(紙面に水平
・垂直な成分を含む楕円偏光)が入射された際の透過光
の光路を示し、図3(b)には図3(a)の位置A乃至
Eにおける透過光の偏光面を示す。
First, referring to FIGS. 3 (a) and 3 (b),
FIG. 3A shows transmitted light when light is incident in the forward direction, that is, when signal light by a laser or the like (elliptical polarized light including components horizontal / vertical to the paper surface) is incident from the terminal 11a. 3B, and FIG. 3B shows polarization planes of transmitted light at positions A to E in FIG. 3A.

【0031】信号光は複屈折平行平板22において紙面
に垂直な成分のみを含む直線偏光と紙面に平行な成分の
みを含む直線偏光とに分離され、ファラデー回転子24
に与えられる。ファラデー回転子24では偏光面の向き
が非相反的に変化することになり、垂直及び水平直線偏
光はそれぞれ偏光面が回転する。さらに45度旋光板2
5の存在によって、これら分離された信号光はそれぞれ
水平及び垂直直線偏光となり、複屈折平行平板23に入
射される。複屈折平行平板23では図示のように水平直
線偏光が曲げられ、この結果、水平及び垂直直線偏光が
合成されて楕円偏光として端子11cから出射されるこ
とになる。
The signal light is separated by the birefringent parallel plate 22 into linearly polarized light containing only a component perpendicular to the paper surface and linearly polarized light containing only a component parallel to the paper surface, and the Faraday rotator 24
Given to. In the Faraday rotator 24, the directions of the polarization planes change non-reciprocally, and the polarization planes of the vertical and horizontal linearly polarized lights rotate, respectively. 45 degree optical rotation plate 2
Due to the presence of 5, the separated signal lights become horizontal and vertical linearly polarized lights, respectively, and enter the birefringent parallel plate 23. In the birefringent parallel plate 23, the horizontal linearly polarized light is bent as shown in the figure, and as a result, the horizontal and vertical linearly polarized light are combined and emitted from the terminal 11c as elliptically polarized light.

【0032】次に、図4(a)及び(b)を参照して、
図4(a)には、逆方向に光が入射された際の、つま
り、端子11cから信号光(楕円偏光)が入射された際
の透過光の光路を示し、図4(b)には図4(a)の位
置A乃至Eにおける透過光の偏光面を示す。
Next, referring to FIGS. 4A and 4B,
FIG. 4A shows an optical path of transmitted light when light is incident in the opposite direction, that is, when signal light (elliptically polarized light) is incident from the terminal 11c, and FIG. 4A shows polarization planes of transmitted light at positions A to E of FIG.

【0033】信号光は複屈折平行平板23において紙面
に垂直な成分のみを含む直線偏光と紙面に平行な成分の
みを含む直線偏光とに分離され、45度旋光板25に与
えられる。45度旋光板25において、水平及び垂直直
線偏光はそれぞれ偏光面が回転され、続いてファラデー
回転子24でこれら分離された信号光はそれぞれ水平及
び垂直直線偏光となり、複屈折平行平板22に入射され
る。複屈折平行平板22では図示のように水平直線偏光
が曲げられ、全反射面で全反射される。そして、水平及
び垂直直線偏光は複屈折平行平板21に入射され、水平
直線偏光は全反射面で全反射されて垂直直線偏光と合成
されて楕円偏光として端子11bから出射されることに
なる。
The signal light is separated by the birefringent parallel plate 23 into a linearly polarized light containing only a component perpendicular to the paper surface and a linearly polarized light containing only a component parallel to the paper surface and given to the 45-degree optical rotation plate 25. In the 45-degree optical rotation plate 25, the planes of polarization of the horizontal and vertical linearly polarized light are respectively rotated, and subsequently, the signal lights separated by the Faraday rotator 24 become the linearly and vertically linearly polarized light, respectively, and are incident on the birefringent parallel plate 22. It In the birefringent parallel plate 22, horizontal linearly polarized light is bent as shown in the drawing, and is totally reflected by the total reflection surface. Then, the horizontal and vertical linearly polarized lights are incident on the birefringent parallel plate 21, and the horizontal linearly polarized lights are totally reflected by the total reflection surface and combined with the vertical linearly polarized lights to be emitted from the terminal 11b as elliptically polarized lights.

【0034】ところで、上記の偏光の反射角は極めて小
さく(ルチル平行板を用いた際にはその反射角は約5.
7度である)、従って、通常は鏡面状とするだけで全反
射面を形成することができるが、必要に応じてさらに金
属膜等を反射面に形成して全反射面としてもよい。そし
て、上述のように2度の全反射を行うことによって端子
11bからの出射光を端子11cからの入射光に対して
平行とすることができる。
The above-mentioned polarized light has a very small reflection angle (when a rutile parallel plate is used, the reflection angle is about 5.
Therefore, the total reflection surface can be formed only by forming a mirror surface, but a metal film or the like may be further formed on the reflection surface to form the total reflection surface, if necessary. The light emitted from the terminal 11b can be made parallel to the light incident from the terminal 11c by performing total reflection twice as described above.

【0035】なお、複屈折平行平板21及び22の間の
接着には両者とその屈折率が等しい接着剤を用いて固定
するかあるいは両者の接触面に用いる接着剤に対してそ
れぞれARコートを施す等の方法で接触面における透過
光の反射散乱及び屈折等が発生しないようにする必要が
ある。
The birefringent parallel plates 21 and 22 are fixed to each other by using an adhesive having the same refractive index as that of the birefringent parallel plates 21 or 22, or an AR coating is applied to each of the adhesives used for the contact surfaces of both. It is necessary to prevent reflection scattering, refraction, etc. of the transmitted light on the contact surface by such a method.

【0036】上述の実施例では、複屈折平行平板21及
び22を接着剤で固定する例を示したが、複屈折平行平
板21及び22を用いる代わりに複屈折平行平板21及
び22が一体化された形状の複屈折平行平板(一体化複
屈折平行平板)を用いるようにしてもよい。この場合に
は、光サーキュレータの作成に当たっては、上述したよ
うに、まず、ファラデー回転子24、45度旋光板2
5、及び複屈折平行平板23のみが接着剤で固定された
複数の光学素子を得た後、各光学素子について一体化複
屈折平行平板を位置合わせ接着する。
Although the birefringent parallel plates 21 and 22 are fixed with an adhesive in the above-mentioned embodiment, the birefringent parallel plates 21 and 22 are integrated instead of using the birefringent parallel plates 21 and 22. It is also possible to use a birefringent parallel plate having a different shape (integrated birefringent parallel plate). In this case, in producing the optical circulator, as described above, first, the Faraday rotator 24 and the 45-degree optical rotation plate 2 are used.
After obtaining a plurality of optical elements in which only 5 and the birefringent parallel plate 23 are fixed with an adhesive, the integrated birefringent parallel plate is aligned and bonded to each optical element.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明では複数の
複屈折平行平板を用いて、多数の光サーキュレータにお
ける光学的素子の位置合わせ工程を一回で行え、各光学
的素子の位置合わせ固定作業を簡略化することができ、
その結果、歩留まり率が向上するばかりでなく、コスト
ダウンを図れるという効果がある。
As described above, according to the present invention, by using a plurality of birefringent parallel flat plates, the step of aligning the optical elements in a large number of optical circulators can be performed once, and the alignment of each optical element can be fixed. You can simplify the work,
As a result, not only the yield rate is improved, but also the cost can be reduced.

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

【図1】(a)は本発明による光サーキュレータの一実
施例を示す斜視図であり、(b)は(a)に示す光サー
キュレータを各構成素子毎に分解して示す斜視図であ
る。
FIG. 1A is a perspective view showing an embodiment of an optical circulator according to the present invention, and FIG. 1B is a perspective view showing the optical circulator shown in FIG.

【図2】本発明による光サーキュレータの作成を説明す
るための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining the production of the optical circulator according to the present invention.

【図3】(a)は図1(a)に示す光サーキュレータに
おいて順方向の透過光の経路を示す図であり、(b)は
透過光の偏光面を説明するための図である。
3A is a diagram showing a path of forward transmitted light in the optical circulator shown in FIG. 1A, and FIG. 3B is a diagram for explaining a polarization plane of the transmitted light.

【図4】(a)は図1(a)に示す光サーキュレータに
おいて逆方向の透過光の経路を示す図であり、(b)は
透過光の偏光面を説明するための図である。
4A is a diagram showing a path of transmitted light in a reverse direction in the optical circulator shown in FIG. 1A, and FIG. 4B is a diagram for explaining a polarization plane of the transmitted light.

【図5】(a)は従来の光サーキュレータの一例を示す
斜視図であり、(b)は光路を示す図である。
5A is a perspective view showing an example of a conventional optical circulator, and FIG. 5B is a view showing an optical path.

【図6】(a)は図5(a)に示す光サーキュレータに
おいて順方向の透過光の経路を示す図であり、(b)は
逆方向の透過光の経路を示す図である。
6A is a diagram showing a path of transmitted light in the forward direction in the optical circulator shown in FIG. 5A, and FIG. 6B is a diagram showing a path of transmitted light in the reverse direction.

【図7】三端子光サーキュレータの外観を示す図であ
る。
FIG. 7 is a diagram showing an appearance of a three-terminal optical circulator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

21 複屈折平行平板 22 複屈折平行平板 23 複屈折平行平板 24 ファラデー回転子 25 45度旋光板 21 birefringent parallel plate 22 birefringent parallel plate 23 birefringent parallel plate 24 Faraday rotator 25 45 degree optical rotation plate

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光入力端子、光出力端子、及び光入出力
端子を備えるとともに第1、第2、及び第3の複屈折平
行平板、ファラデー回転子、及び45度旋光板を備え、
予め定められた方向に沿って前記第1の複屈折平行平
板、前記第2の複屈折平行平板、前記ファラデー回転
子、前記45度旋光板、及び前記第3の複屈折平行平板
が順次配列され、前記第1の複屈折平行平板は光出射面
と該光出射面と対向して前記第2の複屈折平行平板と密
接する密着面とを備え、前記第2の複屈折平行平板は所
定の一面において前記第1の複屈折平行平板の密接面と
密接する密接領域と光入射領域とを備え、前記第3の複
屈折平行平板は光入出射面を備えており、前記入力端子
は前記光入射領域に臨み、前記光出射端子は前記光出射
面に臨み、前記光入出力端子は前記光入出射面に臨んで
おり、前記ファラデー回転子の近傍には前記ファラデー
回転子にファラデー回転を発生させるための磁界印加手
段が配設され、前記第1及び前記第2の複屈折平行平板
の予め規定された面にはそれぞれ前記第1及び前記第2
の複屈折平行平板を通過する透過光を全反射するための
全反射面が形成されており、前記光入力端子からの入射
光を前記光入出力端子に出射光として出射し、前記光入
出力端子からの入射光を前記光出力端子に出射光として
出射するようにしたことを特徴とする光サーキュレー
タ。
1. A light input terminal, a light output terminal, and a light input / output terminal, and a first, a second, and a third birefringent parallel flat plate, a Faraday rotator, and a 45-degree optical rotation plate.
The first birefringent parallel flat plate, the second birefringent parallel flat plate, the Faraday rotator, the 45-degree optical rotation plate, and the third birefringent parallel flat plate are sequentially arranged along a predetermined direction. The first birefringent parallel flat plate has a light exit surface and a contact surface that faces the light exit surface and is in close contact with the second birefringent parallel flat plate. One surface includes a close area that is in close contact with the close surface of the first birefringent parallel flat plate and a light incident area, the third birefringent parallel flat plate includes a light incident / exit surface, and the input terminal is the optical terminal. Facing the incident area, the light emitting terminal faces the light emitting surface, and the light input / output terminal faces the light incident and emitting surface. Faraday rotation is generated in the Faraday rotator near the Faraday rotator. Magnetic field applying means for Wherein and each of the predefined surface of the second birefringent parallel plate first and the second
Has a total reflection surface for totally reflecting transmitted light passing through the birefringent parallel flat plate, and the incident light from the optical input terminal is emitted to the optical input / output terminal as outgoing light, An optical circulator characterized in that incident light from a terminal is emitted to the optical output terminal as outgoing light.
【請求項2】 請求項1に記載された光サーキュレータ
において、前記第1及び前記第2の複屈折平行平板は一
体化されていることを特徴とする光サーキュレータ。
2. The optical circulator according to claim 1, wherein the first and second birefringent parallel flat plates are integrated.
【請求項3】 請求項1又は2に記載された光サーキュ
レータにおいて、前記予め規定された面を平滑面とする
ことによって前記全反射面を形成するようにしたことを
特徴とする光サーキュレータ。
3. The optical circulator according to claim 1, wherein the total reflection surface is formed by making the predetermined surface a smooth surface.
【請求項4】 請求項1又は2に記載された光サーキュ
レータにおいて、前記全反射面を平滑面として該平滑面
に反射膜を形成することによって前記全反射面を形成す
るようにしたことを特徴とする光サーキュレータ。
4. The optical circulator according to claim 1 or 2, wherein the total reflection surface is formed by forming the reflection film on the smooth surface as the smooth surface. And optical circulator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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