JPH062305U - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 偏光軸の調整を比較的簡単に行うことができ
る光結合装置を提供する。 【構成】 偏波面保存光ファイバに導入される直線偏光
の偏光面を変えて該直線偏光の偏光軸を前記偏波面保存
光ファイバの偏光軸に一致させる偏光軸調整装置を設け
たことにより、偏光軸の調整を比較的簡単に行うことが
できる光結合装置を得た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体レーザ等の光源からの光を効率よく偏波面保存光ファイバに 導入する光結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来の光結合装置の構成を示す断面図である。図３において、略円筒状 をなしたケース１内に、該ケース１の一方の開口端部側から順に、第１の非球面 レンズ２、光アイソレータ３、第２の非球面レンズ４及び光ファイバ５の端部が それぞれ収納固定されている。第１の非球面レンズ２は半導体レーザ装置１０か ら射出された発散光Ｌを略平行な光線束にして光アイソレータ３に入射させる。 光アイソレータ３は順方向の光は通過させ、反射戻り光を遮断するものであるが 、その出射光を所定の偏波面を有する偏光にするものでもある。光アイソレータ ３から出射した偏光は第２の非球面レンズ４によって集光されて偏波面保存光フ ァイバ５のコア５ａの入射端面から該光ファイバに導入される。

【０００３】 ところで、上述の光結合装置においては、偏波面保存光ファイバ５に入射され る直線偏光は、その偏光軸が偏波面保存光ファイバ５の偏光軸に一致している必 要がある。これら互いの偏光軸が一致していないと、偏波面保存光ファイバ５を 伝搬する光の偏光が維持されず、直線偏光ではなく、楕円偏光や円偏光になって しまう。このため、上記光結合装置を製作する際に、この偏光軸を一致させる調 整が行なわれる。この調整は、まず、第１の非球面レンズ２、光アイソレータ３ 、第２の非球面レンズ４及び光ファイバ５の光軸を合わせる。次に、偏光軸一致 検査装置を用い、偏波面保存ファイバ５を光軸を中心にして回転調整して偏光軸 が一致したところで固定する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上述の従来の光結合装置では、上記偏光軸を一致させる調整が著し く煩雑であるという問題があった。すなわち、この調整は、上述のように、偏波 面保存ファイバ５を光軸を中心にして回転調整するものであるが、そのとき、先 に合わせた光軸が狂わないようにして行なうことがなかなか困難であり、これが ため、偏光軸調整の後に再度光軸調整が必要となって調整に著しい手間を要する 場合も少なからず生じていた。

【０００５】 本考案は、上述の背景のもとでなされたものであり、偏光軸の調整を比較的簡 単に行うことができる光結合装置を提供することを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上述の課題を解決するために、本考案にかかる光結合装置は、 （１） 光源から射出された光を入射して偏波面保存光ファイバに導入する光学 系を備えた光結合装置において、 前記偏波面保存光ファイバに導入される直線偏光の偏光面を変えて該直線偏光 の偏光軸を前記偏波面保存光ファイバの偏光軸に一致させる偏光軸調整装置を設 けたことを特徴とする構成とした。

【０００７】 また、この構成１の態様として、 （２） 構成１の光結合装置において、 前記偏光軸調整装置は、前記定偏波保存光ファイバに導入される光の光軸上に その光軸を共通にして配置され、かつ、前記光軸を回転軸として回転可能に保持 された半波長板（１／２λ板）であることを特徴とした構成とした。

【０００８】 さらに、構成１又は２の態様として、 （３） 構成１又は２の光結合装置において、 前記光源からの光を入射して所定の偏波面を有する直線偏光にして前記偏光軸 調整装置に送るとともに、反射戻り光を遮断する光アイソレータを設けたことを 特徴とする構成とした。

【０００９】

【作用】

上述の構成１によれば、偏光軸調整装置を調整することによって偏波面保存光 ファイバもしくは光アイソレータ等の他の光学部品を動かすことなく偏光軸の調 整ができるから調整が容易となる。また、構成２のように、偏光軸調整装置とし て半波長板を用いれば、構成を極めて単純にできるとともに、調整も回転するだ けであるから簡単な操作で済む。さらに、構成３によれば、光源から射出された 光が直線偏光でない場合、これを直線偏光にすると同時に反射戻り光が光源に到 達することがないようにできる。

【００１０】

【実施例】

図１は本考案の一実施例に係る光結合装置の断面図である。以下、図１を参照 にしながら一実施例を詳述する。なお、この一実施例の光結合装置は上述の図３ に示された光結合装置の構成と共通する部分が多いので、共通する部分には同一 の符号を付して説明する。

【００１１】 図１において、ケース１は、主要部が略円筒状に形成されており、一方の端部 （図中左端部）が開口されて光入射口１１が形成され、他方の端部（図中右端部 ）が絞りこまれてファイバ保持部１２が形成されている。

【００１２】 ケース１の内部には、該ケース１の入射口１１側から順に、第１の非球面レン ズ２、光アイソレータ３、偏光軸調整装置としてのλ／２板６、第２の非球面レ ンズ４及び光ファイバ５の端部がそれぞれ光軸を共通にして収納固定されている 。なお、本実施例の特徴はλ／２板６を設けた点である。

【００１３】 第１の非球面レンズ２は半導体レーザ装置１０から射出された発散光Ｌを略平 行な光線束にして光アイソレータ３に入射させる。光アイソレータ３は順方向の 光は通過させ、反射戻り光を遮断するものであるが、その出射光を所定の偏波面 を有する偏光にするものでもある。この光アイソレータ３は、円柱状のファラデ ーローテーターを円筒状の永久磁石内に収納し、ファラデーローテーターの光入 ・出射端面部にそれぞれ偏光子と検光子とを配置した単位アイソレータを直列に ２段設けたものである。図１において、符号３０がアイソレータケース（外径約 ６ｍｍ、長さ約６ｍｍ）、符号３１ａ，３２ａが円柱状ファラデーローテーター 、符号３１ｂ，３２ｂが円筒状永久磁石（外径約４ｍｍ）、符号３１ｃ，３２ｃ が偏光子、符号３１ｄ，３２ｄが検光子である。この光アイソレータ３は、透過 損失が１ｄＢ以下、アイソレーションが６０ｄＢ以上であり、使用している検光 子の偏光消光比は約４０ｄＢ（１万：１）である。

【００１４】 １／２λ板６は、直径約４ｍｍの円板状をなしたもので、外径約６ｍｍのリン グ状のホルダ６１内に収納固定され、ケース１内の内周部に形成された２つの凸 条部１３ａ，１３ｂの間に、光軸を回転軸にして回転自在なように保持されてい る。ここで、１／２λ板は、該１／２λ板の光軸を含む特定の結晶面に対して角 度θをなす偏波面を有する直線偏光を入射したとき、その偏光面を２θだけ回転 した直線偏光にして出射する性質を有する。したがって、この１／２λ板６を光 軸を中心にして回転させてθを変えることにより、入射偏光の偏波面を任意に変 えた直線偏光を出射させることができる。なお、光アイソレータ３と１／２λ板 ６との間隙は約０．１ｍｍ程度である。また、ホルダ６１には調整レバー６１ａ が設けられている。この調整レバー６１ａはケース１を貫通して形成された調整 窓１４を通じて外部に露出されており、この調整レバー６１ａを外部から操作す ることにより１／２λ板６を回転調整できるようになっている。また、この調整 後には、貫通ネジ孔１５に螺合されたストッパネジ６２でホルダ６１を締め付け ることにより固定する。

【００１５】 第２の非球面レンズ４は１／２λ板６から射出された光線束を集光して偏波面 保存光ファイバ５に入射させるものである。

【００１６】 偏波面保存光ファイバ５は、ファイバ素線５１を被覆部材５２で覆ったもので ある。この偏波面保存光ファイバ５は、該偏波面保存光ファイバ５に入射する直 線偏光の偏波面を該偏波面保存光ファイバ５の偏光軸に一致させた場合に、入射 光をその偏光状態を維持した状態で伝搬させる。この偏光状態を維持する性能は 偏光消光比で表される。この偏光消光比は通常クロストークと呼ばれ、偏波面保 存光ファイバの性能を表す値として用いられる。このクロストークは偏波面保存 光ファイバ５自身の性能及び長さ等にもよるが、通常の場合、２５ｄｂ（１００ ０：３）以上程度が得られる。要するに、偏波面保存光ファイバ５は、入射直線 偏光の偏波面を維持しつつ伝搬するものである。

【００１７】 ここで、この偏波面保存光ファイバ５に入射する直線偏光の偏波面の偏光軸が 偏波面保存光ファイバ５の偏光軸に一致していないと、入射光の偏光状態が維持 されなくなる。このため、入射直線偏光の偏波面の偏光軸を偏波面保存光ファイ バ５の偏光軸に一致させる偏光軸調整が行われる。次に、この偏光軸調整方法を 説明する。なお、この偏光軸調整を行う前には、第１の非球面レンズ２、光アイ ソレータ３、λ／２板６、非球面レンズ４及び偏波面保存光ファイバ５の光軸を 一致させる調整が行われるが、その光軸調整は従来の方法と同じであるので、そ の説明は省略する。

【００１８】 まず、光アイソレータ３から出射した直線偏光をλ／２板６及び第２の非球面 レンズ４を通じて偏波面保存光ファイバ５に入射させる。同時に、偏波面保存光 ファイバ５の出射光を検光子を通して光検出器で測定する。そして、上記検光子 を回転させて光検出器の検出強度の変化を観測し、最大値と最小値との比の値（ この比の値がクロストーク（偏光消光比）である）を求める。ここで、λ／２板 ６を調整レバー６１ａにより回転調整すと、このクロストークが変化する。そこ で、このクロストークが最大となる角度位置にλ／２板６を調整すれば、入射直 線偏光の偏波面の偏光軸を偏波面保存光ファイバ５の偏光軸に一致させることが できる。図２はこの調整の際におけるクロストークの変化をプロットしてグラフ に示したものである。なお、図２において縦軸がクロストーク（単位；ｄＢ）、 横軸が入射偏光面角度（単位；ｄｅｇ）である。図から明らかなように、クロス トークを２５ｄＢ以上とするためには、入射直線偏光の偏波面の偏光軸を偏波面 保存光ファイバ５の偏光軸に±２ｄｅｇ以内の精度で一致させる必要があること がわかる。このような調整を行った結果、この一実施例の光結合装置では、波長 １．５５μｍの光に対して、結合効率が４０％、クロストークが３０ｄＢという 性能を得ることができた。

【００１９】 上述の一実施例によれば、λ／２板６を調整レバー６１ａによって外部から回 転調整するという簡単な操作だけで、偏波面保存光ファイバ５もしくは光アイソ レータ３等の他の光学部品を動かすことなく偏光軸の調整ができるから調整が極 めて容易となる。しかも、一実施例の光結合装置は、従来の光結合装置にλ／２ 板６を追加するだけであるから構造も比較的単純である。さらには、光アイソレ ータ３を用いたことにより、光源から射出された光が直線偏光でない場合、これ を直線偏光にすると同時に、反射戻り光が光源に到達することがないようにでき る。

【００２０】 なお、上述の一実施例では、偏光軸調整装置としてλ／２板６を用いた例をか かげたが、これは、例えば、円柱状ファラデーローテーターを円筒状永久磁石内 に収納し、両者の軸上の相対位置を変えられるようにして、入射直線偏光の偏波 面を任意に変えて出射できるようにした装置を用いてもよい。また、一実施例で は、光源１０からの光を略平行光にする手段として第１の非球面レンズ２を用い 、また、λ／２板６からの射出光を集束光にするために第２の非球面レンズ４を 用いたが、これら非球面レンズのかわりに他のレンズを用いてもよいことは勿論 である。

【００２１】

【考案の効果】

以上詳述したように、本考案は、偏波面保存光ファイバに導入される直線偏光 の偏光面を変えて該直線偏光の偏光軸を前記偏波面保存光ファイバの偏光軸に一 致させる偏光軸調整装置を設けたことにより、偏光軸の調整を比較的簡単に行う ことができる光結合装置を得ているものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例の構成を示す断面図である。

【図２】入射偏光面角度とクロストークとの関係を示す
図である。

【図３】本考案の従来例を示す断面図である。

【符号の説明】

１…ケース、２…第１の非球面レンズ、３…光アイソレ
ータ、４…第２の非球面レンズ、５…偏波面保存光ファ
イバ、６…偏光軸調整装置としてのλ／２板。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 光源から射出された光を入射して偏波面
   保存光ファイバに導入する光学系を備えた光結合装置に
   おいて、 前記偏波面保存光ファイバに導入される直線偏光の偏光
   面を変えて該直線偏光の偏光軸を前記偏波面保存光ファ
   イバの偏光軸に一致させる偏光軸調整装置を設けたこと
   を特徴とする光結合装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光結合装置において、 前記偏光軸調整装置は、前記定偏波保存光ファイバに導
   入される光の光軸上にその光軸を共通にして配置され、
   かつ、前記光軸を回転軸として回転可能に保持された半
   波長板（１／２λ板）であることを特徴とした光結合装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１または２のいずれかに記載の光
   結合装置において、 前記光源からの光を入射して所定の偏波面を有する直線
   偏光にして前記偏光軸調整装置に送るとともに、反射戻
   り光を遮断する光アイソレータを設けたことを特徴とす
   る光結合装置。