JPH06100732B2 - フアイバ形アイソレ−タ - Google Patents
フアイバ形アイソレ−タInfo
- Publication number
- JPH06100732B2 JPH06100732B2 JP57060490A JP6049082A JPH06100732B2 JP H06100732 B2 JPH06100732 B2 JP H06100732B2 JP 57060490 A JP57060490 A JP 57060490A JP 6049082 A JP6049082 A JP 6049082A JP H06100732 B2 JPH06100732 B2 JP H06100732B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fiber
- metal
- core
- polarization
- optical fiber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は反射光による半導体レーザ等の光源の動作不安
定性を防止するための光アイソレータにおいて、特に外
部磁界が不用であり、小型で経済的なアイソレータに関
するものである。
定性を防止するための光アイソレータにおいて、特に外
部磁界が不用であり、小型で経済的なアイソレータに関
するものである。
光アイソレータは光フアイバやコネクタ等の他の光学素
子からの反射光による半導体レーザ等の光源の動作不安
定化を防止して、信頼性の高い通信を行ううえで、重要
な光部品である。従来、光アイソレータとしては、第１
図に示すようなバルク形アイソレータおよび第２図に示
すようなフアイバ形の磁気光学材料を用いたアイソレー
タおよび第３図に示すような磁性薄膜を用いたアイソレ
ータが知られている（第１図に関して、岩村他、「Y3Fe
5O12結晶を用いた近赤外用小形アイソレータ」信学技報
OQE78-59,P.9,1978、第２図に関して、菊地他、「光フ
アイバ型フアラデー回転素子の試作とその特性」東北大
電通談話会記録vol.49,no.2,P.56,1980、第３図に関し
て、宮崎他、「GGG基板上Bi置換YIG薄膜を用いた導波形
光アイソレータにおけるTE-TMモード変換特性」信学全
大no.827,P.4-21,1981）。
子からの反射光による半導体レーザ等の光源の動作不安
定化を防止して、信頼性の高い通信を行ううえで、重要
な光部品である。従来、光アイソレータとしては、第１
図に示すようなバルク形アイソレータおよび第２図に示
すようなフアイバ形の磁気光学材料を用いたアイソレー
タおよび第３図に示すような磁性薄膜を用いたアイソレ
ータが知られている（第１図に関して、岩村他、「Y3Fe
5O12結晶を用いた近赤外用小形アイソレータ」信学技報
OQE78-59,P.9,1978、第２図に関して、菊地他、「光フ
アイバ型フアラデー回転素子の試作とその特性」東北大
電通談話会記録vol.49,no.2,P.56,1980、第３図に関し
て、宮崎他、「GGG基板上Bi置換YIG薄膜を用いた導波形
光アイソレータにおけるTE-TMモード変換特性」信学全
大no.827,P.4-21,1981）。
第１図、第２図および第３図において、１は光フアイバ
またはレーザ、２はレンズ、３は偏光子、４は磁気光学
材料、５は検光子、Ｈは磁界、６は金属誘電体多層膜、
７はフアイバ形フアラデー回転素子、８はルチルプリブ
ム、９はモード選択素子、10は非相反モード変換素子、
11は相反モード変換素子である。
またはレーザ、２はレンズ、３は偏光子、４は磁気光学
材料、５は検光子、Ｈは磁界、６は金属誘電体多層膜、
７はフアイバ形フアラデー回転素子、８はルチルプリブ
ム、９はモード選択素子、10は非相反モード変換素子、
11は相反モード変換素子である。
従来のこれらのアイソレータは以下のような欠点を有し
ていた。
ていた。
（ｉ）すべて磁気光学材料中のフアラデー効果を利用し
ているので、磁界を印加するための永久磁石またはソレ
ノイドによる電磁石を必要とする。
ているので、磁界を印加するための永久磁石またはソレ
ノイドによる電磁石を必要とする。
（ii）バルク形はレンズ系を必要とするので、光回路が
複雑であり、システムとしての安定性を欠く。
複雑であり、システムとしての安定性を欠く。
（iii）フアイバ形磁性材料を用いた光アイソレータは
ベルデ定数が小さいので、大きな外部磁界または長いフ
アイバを必要とする。例えばFR−５ガラスをコアとして
用いた場合、λ＝0.633μｍでは（磁界）×（長さ）の
関係は Ｈ・ｌ＝1.08×104（Oe・cm） （１） で与えられる。一例として、ｌ＝10cmのときＨ＝1.08KO
eの外部磁界が必要である。
ベルデ定数が小さいので、大きな外部磁界または長いフ
アイバを必要とする。例えばFR−５ガラスをコアとして
用いた場合、λ＝0.633μｍでは（磁界）×（長さ）の
関係は Ｈ・ｌ＝1.08×104（Oe・cm） （１） で与えられる。一例として、ｌ＝10cmのときＨ＝1.08KO
eの外部磁界が必要である。
（iv）薄膜形アイソレータは膜の不完全性による散乱の
ために挿入損失が大きく、また散乱による非偏光成分の
発生のために反射光を完全に除去することが難しい。
ために挿入損失が大きく、また散乱による非偏光成分の
発生のために反射光を完全に除去することが難しい。
本発明の目的は、従来の前述の欠点を除去するためフア
イバ形偏光子および単一偏波光フアイバをそれぞれ偏光
子およびλ/4素子として用いることにより、外部磁界を
必要としない小型で高性能の光アイソレータを提供する
ことにある。以下、図面により本発明を詳細に説明す
る。
イバ形偏光子および単一偏波光フアイバをそれぞれ偏光
子およびλ/4素子として用いることにより、外部磁界を
必要としない小型で高性能の光アイソレータを提供する
ことにある。以下、図面により本発明を詳細に説明す
る。
第４図は本発明の一実施例図であつて、4-1はフアイバ
形偏光子（保坂他、「フアイバ形偏光子の作製方法」特
願昭56-208048）、4-2は単一偏波光フアイバ（T.Hosaka
etal“Lowloss single polarization fibers with asy
mmetric strain birefringence"、Electron.Lett.,vol.
17,no.15,P.530,1981）であり、4-3および4-5はコアで
ある。また4-4はクラツドを非対称にエツチングした後
に蒸着した金属であり、4-6はコアに非軸対称な応力を
印加するための応力付与部である。フアイバ形偏光子に
おいて、電界ベクトルが金属面と平行な成分は、ほとん
ど吸収損失を受けないが、電界ベクトルが金属面に垂直
な成分は大きな損失を受ける。例えば金属としてAlを用
いた場合、偏光子の長さが4cmで消光比41dB、挿入損失1
dB（λ＝1.15μｍ）という値が得られている。損失の最
も小さい電界ベクトルの方向すなわち金属面に平行な方
向と、単一偏波フアイバの主軸（主応力の方向であり、
第４図ではｘ軸とｙ軸）とのなす角度は45°である。
形偏光子（保坂他、「フアイバ形偏光子の作製方法」特
願昭56-208048）、4-2は単一偏波光フアイバ（T.Hosaka
etal“Lowloss single polarization fibers with asy
mmetric strain birefringence"、Electron.Lett.,vol.
17,no.15,P.530,1981）であり、4-3および4-5はコアで
ある。また4-4はクラツドを非対称にエツチングした後
に蒸着した金属であり、4-6はコアに非軸対称な応力を
印加するための応力付与部である。フアイバ形偏光子に
おいて、電界ベクトルが金属面と平行な成分は、ほとん
ど吸収損失を受けないが、電界ベクトルが金属面に垂直
な成分は大きな損失を受ける。例えば金属としてAlを用
いた場合、偏光子の長さが4cmで消光比41dB、挿入損失1
dB（λ＝1.15μｍ）という値が得られている。損失の最
も小さい電界ベクトルの方向すなわち金属面に平行な方
向と、単一偏波フアイバの主軸（主応力の方向であり、
第４図ではｘ軸とｙ軸）とのなす角度は45°である。
このときレーザから出てフアイバ形偏光子を通過した直
線偏光の光は単一偏波フアイバのｘ軸と45°の角度で入
射する（第４図の黒矢印）から、Ex(i)およびEy(i)成分
が等振幅で励振される。
線偏光の光は単一偏波フアイバのｘ軸と45°の角度で入
射する（第４図の黒矢印）から、Ex(i)およびEy(i)成分
が等振幅で励振される。
すなわち、この点のＺ座標をＺ＝−ｌとすると、 と表わされる。いまｍを正の整数として、単一偏波光フ
アイバの長さを ｌ＝（ｍ＋1/2）π／（βｘ−βｙ） （３） を満足するように決めると、Ｚ＝０においては、 なる関係が成立する。すなわち第５図に示すように出射
光は円偏光となり、単一偏波光フアイバはλ/4素子とし
て働くことがわかる。このとき単一偏波光フアイバの端
面で反射される光、または他の光学素子によつて反射さ
れ、単一偏波光フアイバに入射される光は、＋Ｚ方向か
ら見ると円偏光の回転方向が逆になる。すなわちｍが偶
数の場合は第５図（ａ）に示すようになり、ｍが奇数の
場合は、第５図（ｂ）に示すようになる。この現象はレ
ーダ等のブラウン管の反射防止装置としてよく知られて
おり、模式的に示すと第６図のようになる（W.A.Shurcl
iff,“Circular polarizer improves viewing",Electro
nics Design 4,April 1,1956）。
アイバの長さを ｌ＝（ｍ＋1/2）π／（βｘ−βｙ） （３） を満足するように決めると、Ｚ＝０においては、 なる関係が成立する。すなわち第５図に示すように出射
光は円偏光となり、単一偏波光フアイバはλ/4素子とし
て働くことがわかる。このとき単一偏波光フアイバの端
面で反射される光、または他の光学素子によつて反射さ
れ、単一偏波光フアイバに入射される光は、＋Ｚ方向か
ら見ると円偏光の回転方向が逆になる。すなわちｍが偶
数の場合は第５図（ａ）に示すようになり、ｍが奇数の
場合は、第５図（ｂ）に示すようになる。この現象はレ
ーダ等のブラウン管の反射防止装置としてよく知られて
おり、模式的に示すと第６図のようになる（W.A.Shurcl
iff,“Circular polarizer improves viewing",Electro
nics Design 4,April 1,1956）。
第６図において、12は白色光、13は偏光子、14はλ/4
板、15は反射面（例えばブラウン管面）、16は右回り円
偏光、17は入射波、18は反射波、19は左回り円偏光であ
る。なお偏光子13とλ/4板とから円偏光板が構成されて
おり、第６図の左下端部に示した眼の位置では反射光は
ない。
板、15は反射面（例えばブラウン管面）、16は右回り円
偏光、17は入射波、18は反射波、19は左回り円偏光であ
る。なお偏光子13とλ/4板とから円偏光板が構成されて
おり、第６図の左下端部に示した眼の位置では反射光は
ない。
第６図からわかるように、回転方向が逆転した円偏光
は、再びλ/4板を通ることによつて、入射の直線偏光と
90°の角をなす直線偏光となる。すなわち第４図の白矢
印示すように、反射波は入射波に垂直な直線偏光とな
る。ここで、この反射波の電界ベクトルは金属面に垂直
であるから、フアイバ形偏光子によつて大きな損失を受
け、Ｚ＝−Zoの点では反射波はほぼ零となる。
は、再びλ/4板を通ることによつて、入射の直線偏光と
90°の角をなす直線偏光となる。すなわち第４図の白矢
印示すように、反射波は入射波に垂直な直線偏光とな
る。ここで、この反射波の電界ベクトルは金属面に垂直
であるから、フアイバ形偏光子によつて大きな損失を受
け、Ｚ＝−Zoの点では反射波はほぼ零となる。
第７図はフアイバ形偏光子の代わりに、金属装荷光導波
路を偏光子として用いた実施例の図である。
路を偏光子として用いた実施例の図である。
第７図において、7-2は単一偏波光フアイバ、7-5はコ
ア、7-6は応力付与部、7-7は高屈折率光導波路、7-8は
低屈折率媒質、7-9は基板、7-10は金属である。
ア、7-6は応力付与部、7-7は高屈折率光導波路、7-8は
低屈折率媒質、7-9は基板、7-10は金属である。
光は高屈折率光導波路7-7に閉じ込められて伝搬し、単
一偏波光フアイバ7-2の主軸に対して45度の方向にベク
トルを持つ電界が入射する（黒矢印）。単一偏波光フア
イバ7-2の端面または他の光学素子によつて反射された
反射光は、前述のように、Ｚ＝−ｌの点では入射電界と
垂直のベクトルを有する（白矢印）。このとき反射波
は、金属によつて大きな吸収損失を受けるので、光源側
に戻る反射波はほとんど零となる。
一偏波光フアイバ7-2の主軸に対して45度の方向にベク
トルを持つ電界が入射する（黒矢印）。単一偏波光フア
イバ7-2の端面または他の光学素子によつて反射された
反射光は、前述のように、Ｚ＝−ｌの点では入射電界と
垂直のベクトルを有する（白矢印）。このとき反射波
は、金属によつて大きな吸収損失を受けるので、光源側
に戻る反射波はほとんど零となる。
以上の説明により明らかなとおり、本発明のフアイバ形
アイソレータは、外部磁界を必要とせず、小型で低挿入
損失、高消光比の反射波防止素子であるから、光通信に
おける光アイソレータとして大きな利点を有している。
アイソレータは、外部磁界を必要とせず、小型で低挿入
損失、高消光比の反射波防止素子であるから、光通信に
おける光アイソレータとして大きな利点を有している。
第１図はバルク形アイソレータの構成図、第２図はフア
イバ形磁性材料を用いたアイソレータの構成図、第３図
は磁性薄膜を用いたアイソレータの構成図、第４図は本
発明の一実施例図、第５図は単一偏波光フアイバの出射
端における偏光の様子を示す図、第６図は偏光子とλ/4
番を用いて反射波を除去する従来技術の模式図、第７図
は本発明の他の実施例図である。 4-1……フアイバ形偏光子、4-2,7-2……単一偏波光フア
イバ、4-3……コア、4-4……金属、4-5,7-5……コア、4
-6,7-6……応力付与部、7-7……高屈折率光導波路、7-8
……低屈折率媒質、7-9……基板、7-10……金属。
イバ形磁性材料を用いたアイソレータの構成図、第３図
は磁性薄膜を用いたアイソレータの構成図、第４図は本
発明の一実施例図、第５図は単一偏波光フアイバの出射
端における偏光の様子を示す図、第６図は偏光子とλ/4
番を用いて反射波を除去する従来技術の模式図、第７図
は本発明の他の実施例図である。 4-1……フアイバ形偏光子、4-2,7-2……単一偏波光フア
イバ、4-3……コア、4-4……金属、4-5,7-5……コア、4
-6,7-6……応力付与部、7-7……高屈折率光導波路、7-8
……低屈折率媒質、7-9……基板、7-10……金属。
Claims (2)
- 【請求項１】コアの両側にコアおよびクラツドの熱膨張
係数と異なる熱膨張係数を有する応力付与部が配置され
た単一偏波光フアイバおよびコアの片側のクラツド部を
非対称にエツチングし金属を蒸着したフアイバ形偏光子
からなり、前記単一偏波光フアイバの直交する二つの基
本モードの伝搬定数をβｘおよびβｙとし、ｍを正の整
数とし、単一偏波光フアイバの長さｌがｌ＝（ｍ＋1/
2）π/|βｘ−βy|なる条件を満足し、前記フアイバ形
偏光子中で金属によつて受ける吸収損失が最も小さい電
界ベクトル方向と前記単一偏波光フアイバの主軸とのな
す角度が45度となるようにフアイバ形偏光子と単一偏波
光フアイバが接続されていることを特徴とするフアイバ
形アイソレータ。 - 【請求項２】高屈折率光導波路がこれより屈折率の低い
二つの媒質で挾まれており、この片側の低屈折率媒質側
には金属が蒸着されている金属装荷光導波路と単一偏波
光フアイバを有し、ｍを正の整数とし、前記単一偏波光
フアイバの長さｌがｌ＝（ｍ＋1/2）π/|βｘ−βy|な
る条件を満足し、前記金属装荷光導波路の金属面と単一
偏波光フアイバの主軸となす角度が45度となるように接
続されていることを特徴とするフアイバ形アイソレー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060490A JPH06100732B2 (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | フアイバ形アイソレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57060490A JPH06100732B2 (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | フアイバ形アイソレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176616A JPS58176616A (ja) | 1983-10-17 |
| JPH06100732B2 true JPH06100732B2 (ja) | 1994-12-12 |
Family
ID=13143771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57060490A Expired - Lifetime JPH06100732B2 (ja) | 1982-04-12 | 1982-04-12 | フアイバ形アイソレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06100732B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6155623A (ja) * | 1984-08-27 | 1986-03-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光アイソレ−タおよびアイソレ−タ付光源 |
| JP2585997B2 (ja) * | 1988-04-21 | 1997-02-26 | 株式会社ニコン | 眼 鏡 |
| JP4728080B2 (ja) * | 2005-10-11 | 2011-07-20 | アグリテクノ矢崎株式会社 | 施肥機 |
| JP4752451B2 (ja) * | 2005-10-25 | 2011-08-17 | 井関農機株式会社 | 作業用走行車両 |
| CN117706687B (zh) * | 2023-12-25 | 2025-02-18 | 广东奥斯诺工业有限公司 | 全光纤无磁隔离器及其制备方法 |
-
1982
- 1982-04-12 JP JP57060490A patent/JPH06100732B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58176616A (ja) | 1983-10-17 |
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