JPH0618816A - 光アイソレータおよびこれを用いた半導体レーザ装置 - Google Patents

光アイソレータおよびこれを用いた半導体レーザ装置

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JPH0618816A
JPH0618816A JP17828192A JP17828192A JPH0618816A JP H0618816 A JPH0618816 A JP H0618816A JP 17828192 A JP17828192 A JP 17828192A JP 17828192 A JP17828192 A JP 17828192A JP H0618816 A JPH0618816 A JP H0618816A
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JP
Japan
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magneto
optical element
optical isolator
optical
light
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JP17828192A
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English (en)
Inventor
Masayuki Kimura
昌行 木村
Koichi Onodera
晃一 小野寺
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Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の波長範囲の光や短波長帯域光に対して
適応できる光アイソレータを提供する。 【構成】 Cd1-x Mnx Te(0≦x≦0.6)結晶
から成り、柱形を呈する磁気光学素子11の軸方向両側
夫々には、偏光子13および14が配設されている。磁
気光学素子11の近傍には、磁気光学素子11に所定の
磁界を印加するコイル121が配設されている。コイル
121には、電流制御回路122が備えられている。磁
気光学素子11の軸方向一方から入射される光は、ファ
ラデー効果により遮断される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ファラデー効果を利用
した光アイソレータに関し、特にその波長特性を改善し
た光アイソレータおよびこの光アイソレータを用いた半
導体レーザ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】可視光半導体レーザを光信号伝送系の光
源として用いたレーザ装置において、半導体レーザ光源
からの出射光の一部が伝送路或いは伝送用光学部品の各
接続部で反射して半導体レーザ光源へ帰還することがあ
る。この場合、半導体レーザ光源の発振特性の不安定化
や雑音増加が引き起こされるという問題点がある。一般
に、光アイソレータは、帰還光を防止するために使用さ
れている。
【0003】図5は、従来の光アイソレータの基本的な
構造を示す図である。図5において、従来の光アイソレ
ータは、ファラデー効果を有する磁気光学素子51と、
磁気光学素子51の軸方向両側夫々に配された一対の偏
光子53および54と、磁気光学素子51に磁界を印加
するための磁石52とを有する。これらの構成部位は、
同軸上に配され光軸調整されている。尚、磁気光学素子
51は一般に、YIG結晶あるいは(GdBi)3 (F
eAlGa)5 12(ビスマスガーネット)結晶から成
る。
【0004】今、矢印a方向に伝搬する入射光は、偏光
子53を透過後、直線偏光となって、磁気光学素子51
に入射し、この磁気光学素子51を伝搬中、光はその偏
波面が、磁石52の磁界強度により通常45°回転した
状態で偏光子54に入射し、この偏光子54の傾きが予
め入射光の偏波面の傾き(45°)と等しく設定されて
いるので、この入射光を透過させる。他方、矢印b方向
に伝搬する入射光は、偏光子54と磁気光学素子51を
透過することにより、偏光子53の偏波面に対して90
°傾いた偏波面をもった直線偏光になって偏光子53に
入射されるために、この逆方向の入射光は偏光子53を
透過しない。
【0005】図6は、従来の光アイソレータを用いた半
導体レーザ装置の構成を示す図である。同図を参照し
て、この光アイソレータをさらに詳細に説明する。図6
において、従来の半導体レーザ装置は、レーザ光を出射
する半導体レーザ光源61と、コリメーター用レンズ6
2と、光アイソレータ50と、集光用レンズ63と、光
を取り出すための光ファイバ64とを有する。光アイソ
レータ50は前述したように、磁気光学素子51と、磁
石52と、偏光子53および54とを有する。
【0006】半導体レーザ光源61からの出射光は、コ
リメーター用レンズ62で平行光となり、偏光子53、
磁気光学素子51を透過後、偏光方向が45°回転し、
偏光子54を通り、集光用レンズ63で光ファイバ64
の端面に集光され伝搬する。偏光子54は、磁気光学素
子51に対し、光の透過損失が最小になるように軸が合
わせある。ここで、光ファイバ64の前端面または後端
面で一部反射した光は、前述と逆向きの経路をたどり、
集光用レンズ63、偏光子54を通り、磁気光学素子5
1を通過後、偏光方向がさらに45°回転され、コリメ
ーター用レンズ62で半導体レーザ光源61の端面に収
束されるが、この反射光は半導体レーザ光源61からの
出射光に対して直行する直線偏光となっているため、半
導体レーザ光源61の動作には影響を及ぼさない。
【0007】そして、この光アイソレータを動作させる
場合には、光の波長に対して適切な強度の磁界を磁気光
学素子51に加える必要がある。従来の光アイソレータ
においては、磁石52は永久磁石を使用し、この永久磁
石と磁気光学素子51との相対位置は固定されているた
めに、磁気光学素子51に印加される磁界強度は一定で
あった。それ故、従来の光アイソレータは、使用する光
の波長を予め定めておき、その波長に対応する強度をも
つ磁界が印加されるように設計されている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】従来の光アイソレータ
は、前述したように適応可能な光の波長が一定であり、
光の波長が所定の範囲にわたる場合には、磁気光学素子
内における偏波面のファラデー回転角QF が所定値から
変動してしまい、適当に機能しないという問題点があ
る。
【0009】また、従来の光アイソレータは、その磁気
光学素子がYIG結晶あるいはビスマスガーネット結晶
から成るため、比較的短波長(例えば、0.6μm〜
0.8μm)の光に対しては、挿入損失が大きく、消光
比が小さいという問題点がある。
【0010】さらに、従来の光アイソレータを用いた半
導体レーザ装置は、磁気光学素子の挿入損失が大きく、
消光比が小さいため、対象光の波長が1.3μm〜1.
5μm帯である通信用が主であり、波長0.6μm〜
0.8μm帯の計測用には不適であるという問題点があ
る。
【0011】本発明の課題は、所定の波長範囲の光に対
して適応できる光アイソレータを提供することである。
【0012】本発明の他の課題は、短波長帯域光に適し
た光アイソレータを提供することである。
【0013】本発明のさらに他の課題は、帰還光の悪影
響なく、所定の波長範囲の光を出射できる半導体レーザ
装置を提供することである。
【0014】本発明のさらに他の課題は、帰還光の悪影
響のない、計測用の半導体レーザ装置を提供することで
ある。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、柱形を
呈する磁気光学素子と、該磁気光学素子の軸方向両側夫
々に配設された偏光子と、前記磁気光学素子の近傍に配
設され、該磁気光学素子に所定の磁界を印加する磁界印
加手段とを有し、ファラデー効果により前記軸方向一方
から入射される光を遮断する光アイソレータにおいて、
前記磁気光学素子は、Cd1-x Mnx Te(0≦x≦
0.6)結晶から成り、前記磁界印加手段は、電流制御
回路を備えるコイルからなることを特徴とする光アイソ
レータが得られる。
【0016】本発明によればさらに、レーザ光を出射す
る半導体レーザ光源と、前記レーザ光を平行なレーザ光
に変換するコリメーター用レンズと、前記軸方向他方か
ら前記平行なレーザ光の入射される前記光アイソレータ
と、前記軸方向一方から出射されるレーザ光を集光する
集光レンズと、集光されたレーザ光を伝搬する光ファイ
バとを有する半導体レーザ装置が得られる。
【0017】
【実施例】以下、図面を参照して、本発明による光アイ
ソレータの実施例を説明する。
【0018】図1は、本実施例による光アイソレータを
示す概略構造図である。図1において、本実施例による
光アイソレータ10は、Cd0.8 Mn0.2 Te結晶から
成り、柱形(断面1mm×1mm)を呈する磁気光学素子1
1と、磁気光学素子11を周方向に覆囲するソレノイド
コイル121と、磁気光学素子11(ソレノイドコイル
121)の両側に配された偏光子13および14とを有
する。ソレノイドコイル121には、電流制御回路12
2が接続されていて、ソレノイドコイル121と電流制
御回路122とで磁界印加手段としての電磁石12が構
成されている。
【0019】図2は、本実施例による光アイソレータを
用いた半導体レーザ装置の構造を示す図である。図2に
おいて、本半導体レーザ装置は、レーザ光を出射する半
導体レーザ光源21と、コリメーター用レンズ22と、
図1に示す光アイソレータ10と、集光用レンズ23
と、光を取り出すための光ファイバ24とを有する。
【0020】次に、本光アイソレータの消光比を測定し
た。図3(a)および(b)は、消光比の測定方法を示
す原理図である。図3(a)において、消光比の測定方
法は、波長可変型の半導体レーザ光源31から出射させ
た光(波長0.6〜0.8μm)を、コリメーター用レ
ンズ32で平行光にし、偏光子33を通して規定される
直線偏光成分のみを、本光アイソレータ10の磁気光学
素子11の一端に入射し、磁気光学素子11を透過して
他端より伝搬した光を光電変換素子35により電気信号
として計測する。尚、磁気光学素子11の向きを、順方
向と逆方向との双方について計測する。今、順方向損失
FLを、FL=10×log(Iin/Iout1)、逆方向
損失BLを、BL=10×log(Iin/Iout2)と表
すと、順方向と逆方向の出射光の強度比である消光比B
L−FLは、BL−FL=10×log(Iout2/I
out1)で表される。
【0021】測定結果を図4に示す。図4は、消光比B
L−FLが30dB以上となる場合の、各波長に対する
磁界の設定値を示す図である。
【0022】図4より、本実施例による光アイソレータ
では、0.6μm〜0.8μmまでの波長範囲におい
て、30dB以上の消光比を得られることがわかる。
【0023】尚、本実施例においては、磁気光学素子1
1として、Cd0.8 Mn0.2 Te結晶を用いたが、組成
比がCd1-x Mnx Te(0≦x≦0.6)であればよ
く、組成が変化した場合には、磁気光学素子11の断面
積等と印加磁界(電流制御回路122の電流値)を加減
すれば良い。
【0024】次に、他の結晶から成る磁気光学素子を用
いた光アイソレータを作成し、比較例とした。まず、比
較例1として、実施例における磁気光学素子11を、Y
IG結晶から成るものにかえて光アイソレータを作製し
た。さらに、比較例2として、磁気光学素子11を(G
dBi)3 (FeAlGa)5 12(ビスマスガーネッ
ト)結晶から成るものにかえて光アイソレータを作製し
た。尚、両比較例において、磁気光学素子を他の結晶か
ら成るとした以外は、実施例と同様の構成とした。
【0025】実施例ならびに比較例1および2につい
て、0.6〜0.8μm帯における挿入損失及び消光比
を測定した。測定結果を表1に示す。
【0026】
【表1】
【0027】表1において、実施例による光アイソレー
タでは、挿入損失が1dB未満、消光比35dBを越え
ているのに対し、比較例1によるものは、この帯域では
挿入損失が大きく、消光比が全く取れず、また、比較例
2によるものは、消光比は35dBを越えているもの
の、挿入損失が3dBを超過している。一般に、計測器
などに使われる半導体レーザ装置においては、光アイソ
レータの挿入損失は1dB以下、消光比は35dB以上
が必要とされており、0.6〜0.8μm帯で最も効率
よく動作するのは実施例1のみであり、比較例1および
2によるものは実用的とはいえない。
【0028】
【発明の効果】本発明による光アイソレータは、電流制
御回路を備えるコイルを有するため、磁気光学素子に印
加される磁界強度を調整でき、所定の波長範囲の光に対
して適応できる。また、磁気光学素子は、Cd1-x Mn
x Te(0≦x≦0.6)結晶から成るため、特に、
0.6〜0.8μm帯短波長帯域光に適する。
【0029】さらに、本発明による半導体レーザ装置
は、Cd1-x Mnx Te(0≦x≦0.6)結晶から成
る磁気光学素子を有する光アイソレータを用いたため、
帰還光の悪影響がないことは勿論、0.6〜0.8μm
帯短波長帯域光に対して挿入損失が低く、消光比が高
い。このため計測用としての使用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による光アイソレータを示す
概略構造図である。
【図2】図1に示す光アイソレータを用いた半導体レー
ザ装置を示す概略構造図である。
【図3】光アイソレータの消光比を測定する方法を示す
原理図である。
【図4】図1に示す光アイソレータの消光比が30dB
以上となる場合の、各波長に対する磁界の設定値を示す
図である。
【図5】従来例による光アイソレータを示す概略構造図
である。
【図6】図5に示す光アイソレータを用いた半導体レー
ザ装置を示す概略構造図である。
【符号の説明】
10 光アイソレータ 11 磁気光学素子 13、14 偏光子 21 半導体レーザ光源 22 コリメーター用レンズ 23 集光用レンズ 24 光ファイバ 52 磁石 121 コイル 122 電流制御回路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 柱形を呈する磁気光学素子と、該磁気光
    学素子の軸方向両側夫々に配設された偏光子と、前記磁
    気光学素子の近傍に配設され、該磁気光学素子に所定の
    磁界を印加する磁界印加手段とを有し、ファラデー効果
    により前記軸方向一方から入射される光を遮断する光ア
    イソレータにおいて、前記磁気光学素子は、Cd1-x
    x Te(0≦x≦0.6)結晶から成り、前記磁界印
    加手段は、電流制御回路を備えるコイルからなることを
    特徴とする光アイソレータ。
  2. 【請求項2】 レーザ光を出射する半導体レーザ光源
    と、前記レーザ光を平行なレーザ光に変換するコリメー
    ター用レンズと、前記軸方向他方から前記平行なレーザ
    光の入射される請求項1記載の光アイソレータと、前記
    軸方向一方から出射されるレーザ光を集光する集光レン
    ズと、集光されたレーザ光を伝搬する光ファイバとを有
    する半導体レーザ装置。
JP17828192A 1992-07-06 1992-07-06 光アイソレータおよびこれを用いた半導体レーザ装置 Pending JPH0618816A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011150208A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 光アイソレータ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011150208A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Shin-Etsu Chemical Co Ltd 光アイソレータ

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Effective date: 20010404