JPH0575726U - 光アイソレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏波無依存型光アイソレータの光学部品の外
形形状を規定することにより、高価なＬＰＥ法による結
晶を有効利用でき、小径化形状を実現化し、組立て時に
複屈折の方向を間違えることのない形状の複屈折結晶を
得る。 【構成】 複屈折結晶とファラデー回転子の光学素子の
外形形状を八角形にする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光通信，光計測等に使用されるファラデー効果を利用した光アイソ レータ，光サーキュレータにおいて、安定な消光比特性を実現するための構造に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

最近、半導体レーザを光源とした光通信システムや、半導体レーザを用いた光 応用機器が広範に利用されるようになり、それらのシステムや機器の精度や安定 性を向上する目的から、半導体レーザへの戻り光を除去する光アイソレータの要 求が高まってきた。これまでに多様な構造からなる光アイソレータが提案されて きたが、基本的には一対の偏光素子である偏光子・検光子，ファラデー回転子， 磁界発生用永久磁石及びそれらを固定保護するためのホルダケースから構成され ている。

【０００３】 光アイソレータの消光特性は、磁気光学素子であるファラデー回転子による45゜ 偏光面の精度及び偏光子，検光子の偏光面が相対的に正確に45゜異なる調整がさ れているか否かに依存していることはもちろんのことであるが、複屈折結晶板に よって分離された常光，異常光に遊離した後、再び合波し光ファイバーへ伝播さ れる。一般に偏波無依存型光アイソレータは複数の複屈折結晶の中間にファラデ ー回転子を介して常光，異常光の偏波面を制御するもので、順方向では再び光フ ァイバー等へ結合されるが、逆方向では常光，異常光が分離されファラデー回転 子で45゜偏波状態が変わることから、最後の複屈折結晶に到達するとき常光，異 常光の関係が逆転し分離されたまま入射ファイバ側に結合しない原理で消光され る。

【０００４】 このときに分離巾が大きいほどガウシアン光線の裾野分布部分の取り込みが少 なくなり、高い消光特性が得られる。したがって高消光特性を得るためには光フ ァイバー間を結合する光線のビーム径が小さいか、複屈折結晶による常光，異常 光の分離巾が大きいことが要求される。ただし光線ビーム径を小さくすると結合 損失が大きくなり、実際には限度があり有効な解決にはならない。そこで複屈折 結晶を大きくし分離巾を広げる手段を用いると、デバイス全体がそれに伴って大 きくなる欠点があり、問題であった。

【０００５】 一方光アイソレータの小型化，量産性及び光学特性の総合的判断から液相エピ タキシャル（ＬＰＥ）法によるファラデー回転子が最も工業化容易と考えられる 。これまで光アイソレータを小型化するためには円筒型永久磁石内部に光学部品 を挿入する提案がなされており、挿入する偏光子，検光子及びファラデー回転子 などの光学部品の外形は、四角形，六角形，円形にされているが、工業的観点か らはファラデー回転子をＬＰＥ法による成長結晶から、いかに無駄なく切り出せ るかという課題は非常に重要である。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

光学部品の外形を四角形にすると、ＬＰＥ法による結晶利用上無駄はないが、 円筒形永久磁石に内挿するには１辺をａとすると、√2ａの対角長の永久磁石内 径は必要であり、全体寸法が大きくなり光線の有効断面を考慮したとき各部分は 利用できない。永久磁石を四角形状の貫通孔にすれば全体寸法は緩和できるが、 永久磁石の加工が高価格になるため好ましくない。

【０００７】 光学部品の外形を円形にすると、光線の有効利用，小型形状になる点で最良で はあるが、光学部品を丸く加工しなければならない欠点があり、通常板状光学材 料から円形を取り出すには超音波加工等が適用されるが、切り残される無効部分 が多く歩留の低下となる。しかも超音波加工では周辺部のワレ，カケが発生する 傾向が高くなる。そのため六角形にダイシング法により切断することも試みられ ており、四角形，円形のほぼ中間的な利点があり、歩留もかなり改善される。し かしながら切り残される無効部分がなお存在するため、高価なＬＰＥ法による結 晶を有効利用するにはまだ適していない。

【０００８】 光アイソレータ用に使用される複屈折偏光板としてルチル等立方体結晶におい ては、この原石をその光学軸方向をＸ線で確認し、オリエンテーションフラット をつけ、その面に対して42〜45゜傾いた面で切断することが、常光，異常光の分 離巾が最大となるため好ましい。その傾いた面を基準として長方形に切り出され る。これはファラデー回転子においても同様である。

【０００９】 したがって円筒ホルダ内に挿入するためには、四角形の対角長以上の内径が必 要であり、結果として光アイソレータ全体が大きくなる欠点がある。もちろんこ の光学素子かホルダを放電加工などにより円形加工したり、ホルダに四角孔を形 成するだけで、大きなデバイス形状を小さく抑えることはできるが、加工コスト が大きくなってしまう。

【００１０】 本出願人は先に実開平3-49524号にて八角形状のファラデー回転子あるいは回 転子，板状の偏光子，検光子の形状を提案したが、それぞれの光学部品は薄板状 であり、立体形状の物については言及していない。本考案は、これら光学部品の 外形形状を規定することにより、光線の有効利用，小型形状を実現化し、かつ高 価なＬＰＥ法による結晶を有効利用することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】

本考案は、複屈折結晶とファラデー回転子とからなる光学素子の外形形状が八 角形である偏波無依存型光アイソレータであり、四角形状に切り出された光学素 子の光線透過方向に対して、平行な角を取り八角柱を形成する。特に複屈折偏光 子が板状でないルチル等の材料に適用できる。

【００１２】

【実施例】

図１に本考案の一実施例を示し、ルチル偏光素子P1，P2，P3を３個，ファラデ ー回転子Ｆを１個で偏波無依存型光アイソレータを構成するために、それぞれの 光学素子は2mm角の平面とした。この場合図２に示すように従来の四角形のまま では対角長ｄは2×√2＝2.83mmであるから、ホルダＨの肉厚ｔを2mmとすれば外 径φは6.83mm必要である。一方本考案のように四角形の稜部を研削し八角形とす ると、最大外径長ｄは約2.24mmとなる。ホルダの内径を2.3mmとすれば、同じ2mm の肉厚のホルダにいれると外径φは6.3mmとなる。

【００１３】

【考案の効果】

本考案により、八角形の対角線の長さは円形に加工した物と大差なく、四箇所 の研削工程が増えるだけで大幅な加工コストの上昇はない。また複屈折偏光子に おいて従来の２mmでスプリット巾を0.2mmとすると、ｚ軸方向も2mmとなり立方体 になるために、組立て時の複屈折の方向を間違える場合があったが八角形状によ り皆無となり、全体としてデバイス外径を小さくでき、加工コストが円形より安 価で済み、ホルダとの固着が強くなり、小型で安価な光学システムが提供される 。実施例としては、板状結晶について言及したが、複屈折結晶としてクサビ状の ２枚のルチルもしくは方解石等を用いて構成した場合も、八角形に加工されてい ることが光アイソレータの小形化に大きく寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例による光学素子構成の斜視図

【図２】光アイソレータの構成の断面図

【符号の説明】

P1，P2，P3 ルチル偏光素子 Ｆ ファラデー回転子 Ｈ ホルダ

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複屈折結晶とファラデー回転子とからな
   り、その光学素子の外形形状が八角形である偏波無依存
   型光アイソレータ。
2. 【請求項２】 複屈折偏光子がルチルである請求項１の
   偏波無依存型光アイソレータ。