JPH06242401A - Three-port type optical circulator - Google Patents

Three-port type optical circulator

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JPH06242401A
JPH06242401A JP4995293A JP4995293A JPH06242401A JP H06242401 A JPH06242401 A JP H06242401A JP 4995293 A JP4995293 A JP 4995293A JP 4995293 A JP4995293 A JP 4995293A JP H06242401 A JPH06242401 A JP H06242401A
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JP
Japan
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port
light
birefringent
reciprocal
fiber collimator
Prior art date
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Application number
JP4995293A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomokazu Imura
智和 井村
Tsugio Tokumasu
次雄 徳増
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FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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Publication date
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Publication of JPH06242401A publication Critical patent/JPH06242401A/en
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Abstract

PURPOSE:To increase the coupling efficiency of light by making emitting light of a single beam to a 3rd port. CONSTITUTION:This optical circulator is equipped with a nonreciprocal part 10, a 2nd fiber collimator 32 and a 3rd fiber collimator 34 which are arranged at a 2nd port P2 and a 3rd port P3 on both sides of the nonreciprocal part 10, and a 1st fiber collimator 30 which is arranged at a 1st port P1 nearby the 3rd port P3. Then a triangular prism 20 is arranged between the nonreciprocal part 10 and 1st port P1 and a 1st birefringent parallel flat plate 22 and a 2nd birefringent parallel flat plate 24 are arranged between the nonreciprocal part 10 and 3rd port P3.

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、45度ファラデー回転
子の両側に楔状複屈折プリズムを配置した非相反部を備
え、その片側に第2ポートを、反対側に第1及び第3ポ
ートを配置した3ポート型光サーキュレータに関するも
のである。更に詳しく述べると、非相反部と第3ポート
の間に2枚の複屈折平行平板、又は1/2波長板と複屈
折平行平板の組み合わせを挿入することにより、第3の
ポートへの出射光が一重のビームとなるようにした3ポ
ート型光サーキュレータに関するものである。この技術
は、例えば光通信システムや光計測等の分野で有用であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention comprises a non-reciprocal portion in which wedge-shaped birefringent prisms are arranged on both sides of a 45-degree Faraday rotator, one side of which has a second port and the other side of which has first and third ports. The present invention relates to the arranged 3-port type optical circulator. More specifically, by inserting two birefringent parallel plates or a combination of a half-wave plate and a birefringent parallel plate between the non-reciprocal part and the third port, the light emitted to the third port The present invention relates to a three-port type optical circulator in which the beam is a single beam. This technique is useful in fields such as optical communication systems and optical measurement.

【0002】[0002]

【従来の技術】複屈折プリズムなどを使用した4ポート
型光サーキュレータは以前から知られていたが、通常の
用途では、4ポートのうち3ポートしか使用されない。
そこで最近、小型の3ポート型光サーキュレータが、提
案された(例えば特開平1−287528号公報)。こ
れは光学軸が面に対して約45度の角度をなす複屈折板
を異常光が透過する際に光軸が横ずれすること、及びフ
ァラデー回転子の非相反性を利用したものである。ここ
では少なくとも4枚の複屈折板を使用し、それらの間に
少なくとも1個の45度ファラデー回転子を介装する。
そして、その結合体の一方の側に2本の光ファイバを並
置し、他方の側にレンズを介して1本の光ファイバを設
ける構成である。3本の各光ファイバがそれぞれポート
となる。
2. Description of the Related Art Although a 4-port type optical circulator using a birefringent prism has been known for a long time, only 3 out of 4 ports are used in a normal application.
Therefore, recently, a small 3-port type optical circulator has been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-287528). This utilizes the fact that the optical axis shifts laterally when extraordinary light passes through a birefringent plate whose optical axis forms an angle of about 45 degrees with the plane, and the non-reciprocity of the Faraday rotator. Here, at least four birefringent plates are used, and at least one 45-degree Faraday rotator is interposed between them.
Then, two optical fibers are juxtaposed on one side of the combined body, and one optical fiber is provided on the other side via a lens. Each of the three optical fibers serves as a port.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の3ポー
ト型光サーキュレータは、偏光素子として平行平面の複
屈折板を用いており、そのためポート間隔が非常に狭く
なる問題がある。これは複屈折板による光線のシフト
量、すなわち常光と異常光の分離間隔が極めて少ないこ
とが原因である。そのためファイバ先端にコリメータレ
ンズを設けることができない。光線のシフト量を大きく
するためには、複屈折板を厚くすることが考えられる
が、そうすると装置が大型化するばかりでなく、高価な
ものとなる。
However, the above-mentioned three-port type optical circulator uses a parallel-plane birefringent plate as a polarizing element, which causes a problem that the port interval becomes very narrow. This is because the birefringent plate shifts the light rays, that is, the separation distance between the ordinary ray and the extraordinary ray is extremely small. Therefore, a collimator lens cannot be provided at the tip of the fiber. To increase the amount of light beam shift, it is conceivable to increase the thickness of the birefringent plate, but this would not only increase the size of the device but also increase the cost.

【0004】そこで、楔状複屈折プリズムが45度ファ
ラデー回転子の両側に位置し、且つ互いの厚肉部と薄肉
部が相対向するように組み合わせて非相反部とし、その
片側に第2ポートを、反対側に第1及び第3ポートをそ
れぞれ配置する構成が考えられた。この構成は、楔状複
屈折プリズムを用いているため、第1ポートと第3ポー
トとが平行ではなく角度をなすから、ファイバコリメー
タを設置できる程度に間隔を設けることができる。しか
し、この構成では、第2のポートから第3のポートへの
出射光が二重のビームとなり、挿入損失は小さくなら
ず、アイソレーションも充分大きくとれない。また、楔
状複屈折プリズムの頂角を大きく(例えばルチル単結晶
を用いた場合は11〜31度程度)とることによって、
第1ポートと第3ポートとのなす角度を更に大きくと
り、ファイバコリメータの固定自由度を増し組立調整を
容易にすることもできるが、楔状複屈折プリズムが厚く
なり、コスト増大を招く。
Therefore, wedge-shaped birefringent prisms are positioned on both sides of the 45 ° Faraday rotator and are combined so that their thick and thin portions face each other to form a non-reciprocal portion, and a second port is provided on one side thereof. , A configuration in which the first and third ports are arranged on the opposite side was considered. In this configuration, since the wedge-shaped birefringent prism is used, the first port and the third port are not parallel but form an angle, so that a space can be provided to the extent that a fiber collimator can be installed. However, in this configuration, the light emitted from the second port to the third port becomes a double beam, the insertion loss is not reduced, and the isolation cannot be sufficiently increased. In addition, by increasing the apex angle of the wedge-shaped birefringent prism (for example, about 11 to 31 degrees when a rutile single crystal is used),
The angle formed by the first port and the third port can be made larger to increase the degree of freedom in fixing the fiber collimator and facilitate assembly and adjustment, but the wedge-shaped birefringent prism becomes thicker, resulting in an increase in cost.

【0005】また、この非相反部を二段縦続配置する構
成も考えられる。この構成は、第2ポートから第3ポー
トへの出射光がほぼ一重のビームとなり、アイソレーシ
ョンが充分大きくとれる。また、楔状複屈折プリズムの
頂角を極端に大きくしなくても、第1ポートと第3ポー
トとのなす角度を大きくでき、ファイバコリメータを容
易に配置できる。しかし、非相反部を二段に組み合わせ
るため、大型化するとともに、高価になってしまう。
A configuration in which the non-reciprocal portions are cascaded in two stages is also conceivable. With this configuration, the light emitted from the second port to the third port becomes a substantially single beam, and the isolation can be sufficiently large. Further, even if the apex angle of the wedge-shaped birefringent prism is not extremely increased, the angle formed by the first port and the third port can be increased, and the fiber collimator can be easily arranged. However, since the non-reciprocal parts are combined in two stages, the size is increased and the cost is increased.

【0006】本発明の目的は、第3ポートへの出射光を
一重のビームとすることで、光の結合効率を高くするこ
とができる3ポート型光サーキュレータを提供すること
である。
An object of the present invention is to provide a three-port type optical circulator capable of increasing the light coupling efficiency by making the light emitted to the third port a single beam.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、非相反部と、
その両側の第2ポートと第3ポートの位置にそれぞれ配
置した第2のファイバコリメータ及び第3のファイバコ
リメータと、前記第3ポートに近接する第1ポートの位
置に配置した第1のファイバコリメータとを具備した3
ポート型光サーキュレータを前提にする。ここで、前記
非相反部は45度ファラデー回転子の両側にそれぞれ楔
状複屈折プリズムを、それらの厚肉部と薄肉部とが相対
向して両光学軸が互いにほぼ45度をなすように組み合
わせた構造である。そして前記第1のファイバコリメー
タは偏波保存光ファイバを有し、第1ポートからの直線
偏光信号光は非相反部を通って第2ポートに結合し、第
2ポートからの信号光は非相反部を通って第3ポートに
結合する。特に本発明は、非相反部と第3のファイバコ
リメータの間に第1の複屈折平行平板と第2の複屈折平
行平板を挿入した構造であり、この点に特徴がある。こ
こで、第1の複屈折平行平板の光学軸はそれに隣接する
楔状複屈折プリズムの光学軸に対して直交又は平行し、
第1と第2の複屈折平行平板の光学軸は互いに直交する
関係としている。第1の複屈折平行平板は、非相反部か
ら第1の複屈折平行平板に達した2本の分離光のうち、
異常光が屈折して、常光の偏光方向の延長線上で出射す
る厚さとする。第2の複屈折平行平板は、第1の複屈折
平行平板から到達した両分離光のうち、異常光が屈折し
て、常光と一重になって出射する厚さとする。
The present invention comprises a non-reciprocal portion,
A second fiber collimator and a third fiber collimator respectively arranged at positions of the second port and the third port on both sides thereof, and a first fiber collimator arranged at a position of the first port adjacent to the third port. Equipped with 3
A port type optical circulator is assumed. Here, the non-reciprocal part is a combination of wedge-shaped birefringent prisms on both sides of a 45-degree Faraday rotator, such that the thick-walled portion and the thin-walled portion face each other and both optical axes form approximately 45 degrees. It has a different structure. The first fiber collimator has a polarization-maintaining optical fiber, the linearly polarized signal light from the first port passes through the non-reciprocal portion, is coupled to the second port, and the signal light from the second port is non-reciprocal. To the third port through the section. Particularly, the present invention has a structure in which the first birefringent parallel plate and the second birefringent parallel plate are inserted between the non-reciprocal portion and the third fiber collimator, and is characterized in this respect. Here, the optical axis of the first birefringent parallel plate is orthogonal or parallel to the optical axis of the wedge-shaped birefringent prism adjacent to it,
The optical axes of the first and second birefringent parallel plates are orthogonal to each other. The first birefringent parallel plate is one of the two separated lights that have reached the first birefringent parallel plate from the non-reciprocal part.
The thickness is such that extraordinary light is refracted and emitted on an extension of the polarization direction of ordinary light. The second birefringent parallel plate has a thickness such that the extraordinary light of the two separated lights reaching from the first birefringent parallel plate is refracted and emitted in a single layer with the ordinary light.

【0008】また非相反部と第3のファイバコリメータ
の間に1/2波長板と複屈折平行平板を挿入した構造と
してもよい。ここで、1/2波長板の光学軸は非相反部
から1/2波長板に達した2本の分離光の入射点を結ぶ
方向と一方の分離光の偏光面とのなす角度の1/2に設
定し、複屈折平行平板の光学軸は両分離光の入射点を結
ぶ方向に設定する。複屈折平行平板は、1/2波長板か
ら到達した両分離光のうち、異常光が屈折して、常光と
一重となって出射する厚さとする。
A half-wave plate and a birefringent parallel plate may be inserted between the non-reciprocal portion and the third fiber collimator. Here, the optical axis of the half-wave plate is 1 / of the angle formed by the direction connecting the incident points of the two separated lights reaching the half-wave plate from the non-reciprocal part and the polarization plane of one of the separated lights. The optical axis of the birefringent parallel plate is set to the direction connecting the incident points of the two separated lights. The birefringent parallel plate has such a thickness that extraordinary light of the two separated lights that have arrived from the half-wave plate is refracted and is emitted as a single layer with the ordinary light.

【0009】更に、上記のサーキュレータの構造に加え
て非相反部と第1のファイバコリメータとの間に、断面
ほぼ三角形状のプリズムを、その頂部が第3ポート方向
を向くように配置するのが好ましい。
Further, in addition to the above circulator structure, a prism having a substantially triangular cross section is disposed between the non-reciprocal portion and the first fiber collimator so that the top of the prism faces the direction of the third port. preferable.

【0010】[0010]

【作用】偏波保存光ファイバを通って第1ポートから入
射した光線は、非相反部における各光学部品で、屈折あ
るいは偏光面が回転しながら第2ポートに出射する。第
2ポートから入射した光線は、非相反部で分離して、偏
光方向が互いに直交した2本の分離光となって、第1の
複屈折平行平板に達する。第1の複屈折平行平板の光学
軸は、隣接する楔状複屈折プリズムの光学軸に対して直
交又は平行であるから、両分離光のうち一方は常光、他
方は異常光となる。複屈折平行平板に入射した光線のう
ち、常光は直進し、異常光は偏光方向に屈折する。第1
の複屈折平行平板を通過すると、異常光が屈折して、そ
の出射点が常光の偏光方向の延長線上にずれる。第1と
第2の複屈折平行平板の偏光方向は直交しているので、
第2の複屈折平行平板では、常光は異常光に、異常光は
常光に変換する。第2の複屈折平行平板を通過すると、
異常光は屈折して常光と一重となって第3ポートに出射
する。また第3ポートから入射した光線は、非相反部で
開いて出射するため、第2ポートには結合しない。従っ
て、本発明では、第1ポート→第2ポート、第2ポート
→第3ポートの光サーキュレーション動作が行われるこ
とになる。
The light beam entering from the first port through the polarization maintaining optical fiber is emitted to the second port while the refraction or polarization plane of each optical component in the non-reciprocal portion rotates. The light beam incident from the second port is separated at the non-reciprocal portion and becomes two separated lights whose polarization directions are orthogonal to each other, and reaches the first birefringent parallel plate. Since the optical axis of the first birefringent parallel plate is orthogonal or parallel to the optical axis of the adjacent wedge-shaped birefringent prism, one of the split lights becomes ordinary light and the other becomes extraordinary light. Of the rays incident on the birefringent parallel plate, the ordinary ray goes straight and the extraordinary ray is refracted in the polarization direction. First
When it passes through the birefringent parallel plate, the extraordinary ray is refracted and its emission point is shifted on the extension line of the polarization direction of the ordinary ray. Since the polarization directions of the first and second birefringent parallel plates are orthogonal to each other,
The second birefringent parallel plate converts ordinary light into extraordinary light and extraordinary light into ordinary light. When passing through the second birefringent parallel plate,
The extraordinary light is refracted and overlaps with the ordinary light to be emitted to the third port. Further, the light ray incident from the third port is opened at the non-reciprocal portion and is emitted, so that it is not coupled to the second port. Therefore, in the present invention, the optical circulation operation of the first port → the second port and the second port → the third port is performed.

【0011】第1及び第2の複屈折平行平板の代わりに
1/2波長板及び複屈折平行平板を用いている場合、第
2ポートから入射した光線は、偏光方向が互いに直交す
る2本の分離光となって1/2波長板に達する。両分離
光の偏光方向は、1/2波長板の光学軸を中心に、対称
の位置に回転するから、両分離光の偏光方向は、入射点
を結ぶ方向に平行及び垂直となる。これが複屈折平行平
板に達する。複屈折平行平板の光学軸は両分離光の入射
点を結ぶ方向に設定するから、両分離光はそれぞれ常光
と異常光となる。複屈折平行平板を通過すると、異常光
は屈折して常光と一重となって、第3ポートに出射す
る。他のサーキュレーション動作については前述の動作
と同様である。
When a half-wave plate and a birefringent parallel plate are used in place of the first and second birefringent parallel plates, a light beam incident from the second port has two polarization directions orthogonal to each other. It becomes separated light and reaches the half-wave plate. Since the polarization directions of the two separated lights rotate symmetrically around the optical axis of the half-wave plate, the polarization directions of the two separated lights are parallel and perpendicular to the direction connecting the incident points. This reaches the birefringent parallel plate. Since the optical axis of the birefringent parallel plate is set in the direction connecting the incident points of both separated lights, both separated lights are ordinary light and extraordinary light. When passing through the birefringent parallel plate, the extraordinary ray is refracted, becomes a single layer with the ordinary ray, and is emitted to the third port. The other circulation operations are the same as those described above.

【0012】非相反部と第1のファイバコリメータとの
間に断面ほぼ三角形状のプリズムを配置した場合、第1
ポートから光軸に対して斜めに入射した直線偏光信号光
は、このプリズムを通過することにより屈折する。この
プリズムはその頂部を第3ポート方向に向けて配置した
ので、信号光は光軸となす角度を小さくする方向に屈折
することになる。従って、第1ポートと第3ポートのな
す角度を大きくとれ、間隔を拡げることができる。
When a prism having a substantially triangular cross section is arranged between the non-reciprocal portion and the first fiber collimator,
The linearly polarized signal light that is obliquely incident on the optical axis from the port is refracted by passing through this prism. Since the top of this prism is arranged in the direction of the third port, the signal light is refracted in the direction in which the angle formed with the optical axis is reduced. Therefore, the angle formed by the first port and the third port can be increased, and the distance can be increased.

【0013】[0013]

【実施例】図1は本発明に係る3ポート型光サーキュレ
ータの一実施例を示す説明図である。この光サーキュレ
ータは、非相反部10と、その両側の第2ポートP2
第3ポートP3 の位置にそれぞれ配置した第2のファイ
バコリメータ32及び第3のファイバコリメータ34
と、前記第3ポートP3 に近接する第1ポートP1 の位
置に配置した第1のファイバコリメータ30とを具備す
る構造である。そして非相反部10と第1ポートP1
間に三角プリズム20を配置し、非相反部10と第3ポ
ートP3 の間に第1の複屈折平行平板22と第2の複屈
折平行平板24を配置する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a 3-port type optical circulator according to the present invention. This optical circulator comprises a non-reciprocal portion 10, and a second fiber collimator 32 and a third fiber collimator 34 which are respectively arranged at the positions of the second port P 2 and the third port P 3 on both sides thereof.
And a first fiber collimator 30 arranged at a position of the first port P 1 close to the third port P 3 . The triangular prism 20 is arranged between the non-reciprocal portion 10 and the first port P 1 , and the first birefringent parallel plate 22 and the second birefringent parallel plate are disposed between the non-reciprocal portion 10 and the third port P 3. Place 24.

【0014】非相反部10は、45度ファラデー回転子
15の両側に第1の楔状複屈折プリズム16と第2の楔
状複屈折プリズム18とを、それらの傾斜面が外向きで
且つそれらの厚肉部と薄肉部とが相対向するように配置
した構造である。45度ファラデー回転子15は、円筒
状の永久磁石12内に磁気光学素子14を収容したもの
である。磁気光学素子14は例えば基板に磁気光学結晶
のLPE(液相エピタキシャル成長)膜を形成したもの
である。また各楔状複屈折プリズム16,18は、例え
ばルチル単結晶からなる。本実施例で用いる各楔状複屈
折プリズム16,18の光学軸を図2に示す。両楔状複
屈折プリズム16,18は同一構造であり、光学軸はい
ずれも傾きの無い面内にある。図2に示すように、楔形
面に垂直な方向にy軸、傾きの無い面内で該y軸に垂直
な方向にx軸をとったときに、光学軸はx軸方向に対し
て−y軸方向に67.5度傾いている。第1及び第2の
楔状複屈折プリズム16,18をそれぞれの厚肉部と薄
肉部とが相対向するように配置すると、これらの光学軸
は互いに45度の角度をなす。
The non-reciprocal portion 10 has a first wedge-shaped birefringent prism 16 and a second wedge-shaped birefringent prism 18 on both sides of a 45 ° Faraday rotator 15, and their inclined surfaces are outward and their thicknesses are the same. This is a structure in which the thin portion and the thin portion are arranged to face each other. The 45-degree Faraday rotator 15 has a magneto-optical element 14 housed in a cylindrical permanent magnet 12. The magneto-optical element 14 is, for example, an LPE (liquid phase epitaxial growth) film of a magneto-optical crystal formed on a substrate. The wedge-shaped birefringent prisms 16 and 18 are made of rutile single crystal, for example. The optical axes of the wedge-shaped birefringent prisms 16 and 18 used in this embodiment are shown in FIG. Both wedge-shaped birefringent prisms 16 and 18 have the same structure, and their optical axes are both in a plane without inclination. As shown in FIG. 2, when the y-axis is taken in the direction perpendicular to the wedge-shaped surface and the x-axis is taken in the direction perpendicular to the y-axis in the plane without inclination, the optical axis is -y with respect to the x-axis direction. It is tilted 67.5 degrees in the axial direction. When the first and second wedge-shaped birefringent prisms 16 and 18 are arranged such that their thick and thin portions face each other, their optical axes form an angle of 45 degrees with each other.

【0015】三角プリズム20はガラス等からなる三角
柱状のプリズムで、その頂部が第3ポートP3 方向を向
くようにし、第1ポートP1 から出射した光が第2ポー
トP2 に入射するように設置する。光をある角度に屈折
させればよいから、断面は三角形に限らず、楔形でもよ
い。
The triangular prism 20 is a prism in the shape of a triangular prism made of glass or the like. The top of the triangular prism 20 faces the direction of the third port P 3 so that the light emitted from the first port P 1 enters the second port P 2. To install. Since the light may be refracted at a certain angle, the cross section is not limited to the triangular shape and may be a wedge shape.

【0016】第1及び第2の複屈折平行平板22,24
は、例えばルチル単結晶からなる。ここでは、第1の複
屈折平行平板22の光学軸は、隣接する第2の楔状複屈
折プリズム18の光学軸と直交している。第1の複屈折
平行平板22の光学軸22cと第2の複屈折平行平板2
4の光学軸24cは直交している。また、第1及び第2
の複屈折平行平板22,24の光学軸22c,24cは
光軸方向に対して45度傾いている。
First and second birefringent parallel plates 22, 24
Is, for example, a rutile single crystal. Here, the optical axis of the first birefringent parallel plate 22 is orthogonal to the optical axis of the adjacent second wedge-shaped birefringent prism 18. The optical axis 22c of the first birefringent parallel plate 22 and the second birefringent parallel plate 2
The four optical axes 24c are orthogonal to each other. Also, the first and second
The optical axes 22c and 24c of the birefringent parallel plates 22 and 24 are inclined by 45 degrees with respect to the optical axis direction.

【0017】第1、第2及び第3のファイバコリメータ
30,32,34は、レンズとフェルール付き光ファイ
バとを金属製スリーブ内に収容した構造である。第2及
び第3ポートP2 ,P3 に配置した第2及び第3のファ
イバコリメータ32,34の光ファイバ33,35はと
もにシングルモードファイバ(SMF)である。第1ポ
ートP1 に配置した第1のファイバコリメータ30の光
ファイバ31には偏波保存ファイバ(PMF)を使用す
る。第2及び第3のファイバコリメータ32,34はと
もに光軸に平行であるのに対して、第1のファイバコリ
メータ30は光軸に対して斜めに配置する。
The first, second and third fiber collimators 30, 32 and 34 have a structure in which a lens and an optical fiber with a ferrule are housed in a metal sleeve. The optical fibers 33 and 35 of the second and third fiber collimators 32 and 34 arranged at the second and third ports P 2 and P 3 are both single mode fibers (SMF). A polarization maintaining fiber (PMF) is used as the optical fiber 31 of the first fiber collimator 30 arranged at the first port P 1 . The second and third fiber collimators 32 and 34 are both parallel to the optical axis, while the first fiber collimator 30 is arranged obliquely to the optical axis.

【0018】図3は、第1ポートP1 から第2ポートP
2 へ出射する光線の光路図である。同図に示すように、
X,Y,Zの直交3軸を設定する。第1ポートP1 から
Z軸に対して斜めに入射した直線偏光信号光、例えば異
常光は、三角プリズム20を通過することにより屈折す
る。三角プリズム20は断面形状の三角形の頂部を第3
ポートP3 方向に向けて配置したので、信号光はZ軸と
なす角度を小さくする方向に屈折することになる。そし
て第2の楔状複屈折プリズム18では信号光が異常光と
して屈折し、45度ファラデー回転子15に達する。4
5度ファラデー回転子15によって偏光面が45度回転
(X軸からY軸方向へ回転)し、第1の楔状複屈折プリ
ズム16の光学軸は第2の楔状複屈折プリズム18の光
学軸に対して−45度回転(X軸から−Y軸方向へ回
転)しているので、光線の偏光方向は第1の楔状複屈折
プリズム16の光学軸に対して直交することになる。即
ち異常光は常光に変換される。こうして常光に変換され
た光線は第1の楔状複屈折プリズム16で屈折して第2
ポートP2 に出射する。逆に言うと、変換された光線が
丁度第2ポートP2 に出射するように、三角プリズムと
第1ポートP1 の位置が決められている。従って、第1
ポートP1 から第2ポートP2 に出射する場合は偏光依
存となる。
FIG. 3 shows the first port P 1 to the second port P 1 .
FIG. 3 is an optical path diagram of a light beam emitted to 2 . As shown in the figure,
Three orthogonal axes of X, Y and Z are set. The linearly polarized signal light, which is obliquely incident from the first port P 1 with respect to the Z axis, for example, extraordinary light, is refracted by passing through the triangular prism 20. The triangular prism 20 has a third triangular top portion with a third cross section.
Since the light is arranged in the direction of the port P 3 , the signal light is refracted in the direction in which the angle formed with the Z axis is reduced. Then, in the second wedge-shaped birefringent prism 18, the signal light is refracted as extraordinary light and reaches the 45 ° Faraday rotator 15. Four
The polarization plane is rotated by 45 degrees (rotated from the X axis to the Y axis direction) by the 5 degree Faraday rotator 15, and the optical axis of the first wedge-shaped birefringent prism 16 is relative to the optical axis of the second wedge-shaped birefringent prism 18. Since it is rotated by -45 degrees (rotated from the X axis to the -Y axis direction), the polarization direction of the light beam is orthogonal to the optical axis of the first wedge-shaped birefringent prism 16. That is, extraordinary light is converted into ordinary light. The light rays thus converted into ordinary rays are refracted by the first wedge-shaped birefringent prism 16 and are then refracted into the second rays.
Emit to the port P 2 . Conversely speaking, the positions of the triangular prism and the first port P 1 are determined so that the converted light beam is exactly emitted to the second port P 2 . Therefore, the first
When the light is emitted from the port P 1 to the second port P 2, it depends on the polarization.

【0019】図4は、第2ポートP2 から第3ポートP
3 へ出射する光線の光路図である。第2のファイバコリ
メータ32からの入射光は、第1の楔状複屈折プリズム
16によって偏光方向が互いに直交する常光と異常光に
分離される。この2本の分離光は、45度ファラデー回
転子15により偏光方向が45度回転(X軸からY軸方
向へ回転)し、第2の楔状複屈折プリズム18に達す
る。第2の楔状複屈折プリズム18は第1の楔状複屈折
プリズム16に対して光学軸が45度の角度をなしてい
るから、2本の分離光はそのまま常光と異常光として屈
折し、分離距離は更に拡がる。この両分離光40,42
は第1の複屈折平行平板22及び第2の複屈折平行平板
24を通過することにより、一重となって第3ポートP
3 に出射する。この第1及び第2の複屈折平行平板2
2,24の動作については以下に詳しく説明する。
FIG. 4 shows the second port P 2 through the third port P 2 .
FIG. 6 is an optical path diagram of a light beam emitted to 3 . The incident light from the second fiber collimator 32 is separated by the first wedge-shaped birefringent prism 16 into ordinary light and extraordinary light whose polarization directions are orthogonal to each other. The two separated lights have their polarization directions rotated by 45 degrees (rotated from the X axis to the Y axis) by the 45 degree Faraday rotator 15 and reach the second wedge-shaped birefringent prism 18. Since the optical axis of the second wedge-shaped birefringent prism 18 forms an angle of 45 degrees with the first wedge-shaped birefringent prism 16, the two separated lights are refracted as ordinary light and extraordinary light, and the separation distance is increased. Spreads further. Both of these separated lights 40, 42
Pass through the first birefringent parallel plate 22 and the second birefringent parallel plate 24 to form a single third port P.
Emit to 3 . The first and second birefringent parallel plates 2
Operations 2 and 24 will be described in detail below.

【0020】図5は、第2ポートP2 側から見た各構成
部品の端面における信号光の説明図である。ここで、光
学軸及び偏光方向とX軸方向とのなす角度を、Y軸側の
場合は+とし、−Y軸側の場合は−とする。前述したよ
うに、非相反部10で光線は分離して第1の分離光40
と第2の分離光42となる。図5のAに、第2の楔状複
屈折プリズム18の出射側端面18aを示す。第2の楔
状複屈折プリズム18の光学軸18cのなす角度は6
7.5度である。第1の分離光40は第2の楔状複屈折
プリズム18において常光であり、その偏光方向がX軸
となす角度は−22.5度である。第2の分離光42は
異常光であり、その偏光方向がX軸となす角度は−2
2.5度である。分離光40,42は出射点40a,4
2aから平行光となって、第1の複屈折平行平板22に
達する。
FIG. 5 is an explanatory view of the signal light on the end face of each component viewed from the second port P 2 side. Here, the angle formed between the optical axis and the polarization direction and the X-axis direction is + for the Y-axis side and − for the −Y-axis side. As described above, the light rays are separated at the non-reciprocal portion 10 and separated into the first separated light 40.
And becomes the second separated light 42. In FIG. 5A, the exit side end face 18a of the second wedge-shaped birefringent prism 18 is shown. The angle formed by the optical axis 18c of the second wedge-shaped birefringent prism 18 is 6
It is 7.5 degrees. The first separated light 40 is ordinary light in the second wedge-shaped birefringent prism 18, and the angle formed by the polarization direction of the first separated light 40 and the X axis is −22.5 degrees. The second separated light 42 is extraordinary light, and its polarization direction forms an angle of −2 with the X axis.
It is 2.5 degrees. The separated lights 40 and 42 are emitted from the emission points 40a and 4
The parallel light is emitted from 2a and reaches the first birefringent parallel plate 22.

【0021】図5のBに第1の複屈折平行平板22の入
射側端面22a、図5のCに第1の複屈折平行平板22
の入射側端面22bを示す。第1の複屈折平行平板22
の光学軸22cは、第2の楔状複屈折プリズム18と直
交しており、X軸方向となす角度は−22.5度であ
る。従って第1の分離光40は異常光となって屈折し、
第2の分離光42は常光となってそのまま直進する。さ
て、第1の複屈折平行平板22において異常光はその偏
光方向に屈折して、直進した常光と平行になって出射す
る。ここで、第1の複屈折平行平板22の光学軸22c
は、Z軸に対して45度傾いているから、第1の複屈折
平行平板22の厚さをtA とすると、ルチル単結晶の場
合、異常光の入射点と出射点が約0.1tB だけずれ
る。この性質を利用して、常光(第2の分離光42)の
偏光方向の延長線上まで、異常光(第1の分離光40)
の出射点40cを移動させる。このためには、常光と異
常光の分離距離(両光の入射点40b,42bの距離)
がLとすると、第1の複屈折平行平板22の厚さt
A は、 tA =10・L・cos22.5° だけ必要となる。こうして第1の複屈折平行平板22の
出射側端面22bでは、常光(第2の分離光42)は直
進して、入射点42bと出射点42cの位置は変わらな
い。また、異常光(第1の分離光40)は屈折して、常
光(第2の分離光42)の偏光方向の延長線上に異常光
(第1の分離光40)の出射点40cをシフトすること
になる。
The incident side end face 22a of the first birefringent parallel plate 22 is shown in FIG. 5B, and the first birefringent parallel plate 22 is shown in FIG. 5C.
The incident side end surface 22b of is shown. First birefringent parallel plate 22
The optical axis 22c is orthogonal to the second wedge-shaped birefringent prism 18, and the angle formed with the X-axis direction is -22.5 degrees. Therefore, the first separated light 40 becomes extraordinary light and is refracted,
The second separated light 42 becomes ordinary light and goes straight on. Now, the extraordinary ray is refracted in the polarization direction in the first birefringent parallel plate 22, and is emitted in parallel with the ordinary ray that has gone straight. Here, the optical axis 22c of the first birefringent parallel plate 22
Is tilted by 45 degrees with respect to the Z-axis, and therefore, assuming that the thickness of the first birefringent parallel plate 22 is t A , in the case of a rutile single crystal, the incident point and the emission point of extraordinary light are about 0.1 t. Only B shifts. Utilizing this property, the extraordinary light (first separated light 40) reaches the extension of the polarization direction of the ordinary light (second separated light 42).
The emission point 40c of is moved. To this end, the separation distance between ordinary light and extraordinary light (distance between the incident points 40b and 42b of both lights)
Is L, the thickness t of the first birefringent parallel plate 22 is
A requires t A = 10 · L · cos 22.5 °. Thus, on the emission side end face 22b of the first birefringent parallel plate 22, the ordinary light (the second separated light 42) goes straight, and the positions of the incident point 42b and the emission point 42c do not change. Further, the extraordinary light (first separated light 40) is refracted to shift the emission point 40c of the extraordinary light (first separated light 40) to an extension line of the polarization direction of the ordinary light (second separated light 42). It will be.

【0022】図5のDに第2の複屈折平行平板24の入
射側端面24a、図5のEに第2の複屈折平行平板24
の入射側端面24bを示す。第2の複屈折平行平板24
の光学軸24cは、第1の複屈折平行平板22の光学軸
22cと直交しているから、第1の分離光40は異常光
に、第2の分離光42は常光になる。常光は直進し、異
常光はその偏光方向に屈折する。ここで、第1の複屈折
平行平板22の光学軸はZ軸に対して45度傾いている
から、第1の複屈折平行平板22の厚さをtAとする
と、ルチル単結晶の場合、異常光の入射点と出射点が約
0.1tB だけずれる。この性質を利用して、常光(第
2の分離光42)の出射点42eの位置まで、異常光
(第1の分離光40)の出射点40eをシフトする。こ
のためには、第2の複屈折平行平板24の厚さtB は、 tB =10・L・sin22.5° 必要となる。こうして、異常光(第1の分離光40)と
常光(第2の分離光42)の出射点40e,42eが一
つに重なる。従って第1の分離光40と第2の分離光4
2が一重のビームとなって、第3ポートP3 に出射す
る。
FIG. 5D shows the incident side end face 24a of the second birefringent parallel plate 24, and FIG. 5E shows the second birefringent parallel plate 24.
The incident side end surface 24b of is shown. Second birefringent parallel plate 24
Since the optical axis 24c of the above is orthogonal to the optical axis 22c of the first birefringent parallel plate 22, the first separated light 40 becomes extraordinary light and the second separated light 42 becomes ordinary light. Ordinary light travels straight, and extraordinary light is refracted in its polarization direction. Here, since the optical axis of the first birefringent parallel plate 22 is tilted by 45 degrees with respect to the Z axis, when the thickness of the first birefringent parallel plate 22 is t A , in the case of a rutile single crystal, The incident point and the exit point of extraordinary light deviate by about 0.1 t B. By utilizing this property, the emission point 40e of the extraordinary light (first separated light 40) is shifted to the position of the emission point 42e of the ordinary light (second separated light 42). For this purpose, the thickness t B of the second birefringent parallel plate 24 needs to be t B = 10 · L · sin22.5 °. In this way, the emission points 40e and 42e of the extraordinary light (first separated light 40) and the ordinary light (second separated light 42) overlap. Therefore, the first separated light 40 and the second separated light 4
2 becomes a single beam and is emitted to the third port P 3 .

【0023】図6は第3ポートP3 から第2ポートP2
へ向かう光線の光路図である。第3ポートP3 から入射
した光線は、第2の複屈折平行平板24及び第1の複屈
折平行平板22を通過して常光・異常光に分離され、平
行光となって第2の楔状複屈折プリズム18に達する。
第2の楔状複屈折プリズム18と第1の複屈折平行平板
22の光学軸は直交しているから、常光が異常光に、異
常光が常光に変換されて、45度ファラデー回転子15
に達する。光線は45度ファラデー回転子15で偏光方
向が45度回転(X軸からY軸方向へ回転)する。第1
の楔状複屈折プリズム16の光学軸は、第2の楔状複屈
折プリズム18の光学軸に対して−45度回転(X軸か
ら−Y軸方向へ回転)しているので、分離光の偏光方向
は第1の楔状複屈折プリズム16の光学軸に対して直交
している。従って、第1の楔状複屈折プリズム16にお
いて常光は異常光としての屈折を行い、異常光は常光と
しての屈折を行うため、第1の楔状複屈折プリズム16
を通過した後は更に分離光間の距離が拡がる。このため
光線は第2ポートP2 に結合しないから、第3ポートP
3 から入射した光線に対しては高アイソレーションが得
られる。
FIG. 6 shows the third port P 3 to the second port P 2.
It is an optical-path figure of the light ray which goes to. The light ray incident from the third port P 3 passes through the second birefringent parallel flat plate 24 and the first birefringent parallel flat plate 22 and is separated into ordinary light and extraordinary light, becoming parallel light and the second wedge-shaped birefringent light. It reaches the refraction prism 18.
Since the optical axes of the second wedge-shaped birefringent prism 18 and the first birefringent parallel plate 22 are orthogonal to each other, the ordinary light is converted into the extraordinary light and the extraordinary light is converted into the ordinary light, and the 45 degree Faraday rotator 15
Reach The polarization direction of the light beam is rotated by 45 degrees by the Faraday rotator 15 (rotation from the X axis to the Y axis direction). First
Since the optical axis of the wedge-shaped birefringent prism 16 is rotated by −45 degrees (rotated from the X axis to the −Y axis direction) with respect to the optical axis of the second wedge-shaped birefringent prism 18, the polarization direction of the separated light is changed. Is orthogonal to the optical axis of the first wedge-shaped birefringent prism 16. Therefore, the ordinary light refracts as extraordinary light in the first wedge-shaped birefringent prism 16, and the extraordinary light refracts as ordinary light.
After passing through, the distance between the separated lights is further expanded. For this reason, the light beam is not coupled to the second port P 2 , so the third port P 2
High isolation is obtained for light rays incident from 3 .

【0024】なお上記の実施例において、非相反部10
と第3ポートP3 との間に位置する2個の複屈折平行平
板22,24は入れ換えてもよい。その場合は、第2の
楔状複屈折プリズム18に隣接する複屈折平行平板は、
その光学軸が該第2の楔状複屈折プリズム18の光学軸
に対して平行となり、両複屈折平行平板22,24はそ
れらの光学軸が互いに直交する。
In the above embodiment, the non-reciprocal portion 10
The two birefringent parallel plates 22 and 24 located between the third port P 3 and the third port P 3 may be interchanged. In that case, the birefringent parallel plate adjacent to the second wedge-shaped birefringent prism 18 is
The optical axis thereof is parallel to the optical axis of the second wedge-shaped birefringent prism 18, and the birefringent parallel plates 22 and 24 have their optical axes orthogonal to each other.

【0025】図7は、本発明に係る3ポート型光サーキ
ュレータの他の実施例の説明図である。この3ポート型
光サーキュレータの非相反部10、第1ポートP1 、第
2ポートP2 、第3ポートP3 、第1のファイバコリメ
ータ30、第2のファイバコリメータ32、第3のファ
イバコリメータ34の配置・構成は前記実施例と同様で
ある。前記例と異なる点は、非相反部10と第1ポート
1 の間に楔状プリズム21を配置し、非相反部10と
第3ポートP3 の間に1/2波長板26と複屈折平行平
板28を配置したことである。
FIG. 7 is an explanatory view of another embodiment of the 3-port type optical circulator according to the present invention. The non-reciprocal part 10, the first port P 1 , the second port P 2 , the third port P 3 , the first fiber collimator 30, the second fiber collimator 32, and the third fiber collimator 34 of this three-port type optical circulator. The arrangement / configuration of is the same as that of the above-mentioned embodiment. The difference from the above example is that a wedge prism 21 is arranged between the non-reciprocal portion 10 and the first port P 1 , and the half-wave plate 26 and the birefringence parallel are provided between the non-reciprocal portion 10 and the third port P 3. That is, the flat plate 28 is arranged.

【0026】楔状プリズム21は前記例と同様にガラス
等からなり、三角プリズムの頂部を切り取った形状をし
ている。1/2波長板26は例えば水晶からなり、複屈
折平行平板28は前記実施例と同様ルチル単結晶からな
る。ここでX軸,Y軸,Z軸は図3と同じ方向に設定さ
れている。1/2波長板26の光学軸はX軸方向に対し
て−11.25度の角度をなす。複屈折平行平板28の
光学軸はX軸方向と同一の方向である。
The wedge-shaped prism 21 is made of glass or the like as in the above example, and has a shape obtained by cutting off the top of a triangular prism. The half-wave plate 26 is made of, for example, quartz, and the birefringent parallel plate 28 is made of rutile single crystal as in the above embodiment. Here, the X axis, the Y axis, and the Z axis are set in the same direction as in FIG. The optical axis of the half-wave plate 26 forms an angle of -11.25 degrees with respect to the X-axis direction. The optical axis of the birefringent parallel plate 28 is the same as the X-axis direction.

【0027】図8は、第2ポートP2 側から見た各構成
部品の端面における信号光の説明図である。ここで、光
学軸及び偏光方向とX軸方向とのなす角度を、Y軸側の
場合は+とし、−Y軸側の場合は−とする。前述したよ
うに、非相反部10で光線は分離して第1の分離光50
と第2の分離光52となる。図8のAに、第2の楔状複
屈折プリズム18の出射側端面18aを示す。第2の楔
状複屈折プリズム18の光学軸18cのなす角度は6
7.5度である。第1の分離光40は第2の楔状複屈折
プリズム18において常光であり、その偏光方向がX軸
となす角度は−22.5度である。第2の分離光42は
異常光であり、その偏光方向がX軸となす角度は−2
2.5度である。分離光50,52は出射点50a,5
2aから平行光となって、1/2波長板26に達する。
FIG. 8 is an explanatory diagram of the signal light on the end face of each component viewed from the second port P 2 side. Here, the angle formed between the optical axis and the polarization direction and the X-axis direction is + for the Y-axis side and − for the −Y-axis side. As described above, the light rays are separated at the non-reciprocal portion 10 and are separated into the first separated light 50.
And becomes the second separated light 52. In FIG. 8A, the exit side end face 18a of the second wedge-shaped birefringent prism 18 is shown. The angle formed by the optical axis 18c of the second wedge-shaped birefringent prism 18 is 6
It is 7.5 degrees. The first separated light 40 is ordinary light in the second wedge-shaped birefringent prism 18, and the angle formed by the polarization direction of the first separated light 40 and the X axis is −22.5 degrees. The second separated light 42 is extraordinary light, and its polarization direction forms an angle of −2 with the X axis.
It is 2.5 degrees. The separated lights 50 and 52 are output points 50a and 5
The parallel light from 2a reaches the half-wave plate 26.

【0028】図5のBに1/2波長板26の入射側端面
26aを、図5のCに1/2波長板26の入射側端面2
6bを示す。第1の分離光50の入射点50bと第2の
分離光52の入射点52bを結ぶ方向はX軸に平行であ
る。1/2波長板26の光学軸26cはX軸方向に対し
て−11.25度をなすから、第1の分離光50の光学
軸がX軸方向に対してなす角度の1/2である。そのた
め1/2波長板26を通過すると、光学軸26cを中心
として第1及び第2の分離光50,52の偏光方向が対
称の位置に回転する。従って第1の分離光50の偏光方
向はX軸方向、第2の分離光52の偏光方向はY軸方向
に回転する。このとき両分離光は直進するから、1/2
波長板の出射側端面26bでは、出射点50c,52c
の位置は入射点50b,52bと変わらない。
The incident side end face 26a of the half-wave plate 26 is shown in FIG. 5B, and the incident side end face 2 of the half-wave plate 26 is shown in FIG. 5C.
6b is shown. The direction connecting the incident point 50b of the first separated light 50 and the incident point 52b of the second separated light 52 is parallel to the X axis. Since the optical axis 26c of the half-wave plate 26 forms -11.25 degrees with respect to the X-axis direction, it is 1/2 of the angle formed by the optical axis of the first separated light 50 with respect to the X-axis direction. . Therefore, when passing through the half-wave plate 26, the polarization directions of the first and second separated lights 50 and 52 are rotated to positions symmetrical about the optical axis 26c. Therefore, the polarization direction of the first separated light 50 rotates in the X axis direction, and the polarization direction of the second separated light 52 rotates in the Y axis direction. At this time, since both separated lights go straight, 1/2
On the exit side end face 26b of the wave plate, the exit points 50c and 52c
Is the same as the incident points 50b and 52b.

【0029】次に両分離光50,52が複屈折平行平板
28に達すると、図8のDに示すように、入射側端面2
8aでは複屈折平行平板28の光学軸28cはX軸方向
である。従って第1の分離光50は異常光となって屈折
し、第2の分離光52は常光となって直進する。さて、
複屈折平行平板28において、異常光は偏光方向即ちX
軸方向に屈折して、直進した常光と平行になって出射す
る。ここで、複屈折平行平板28の光学軸28cはZ軸
に対して45度傾いているから、第1の複屈折平行平板
22の厚さをtC とすると、ルチル単結晶の場合、入射
点と出射点が約0.1tC だけずれる。この性質を利用
して、常光(第2の分離光52)の出射点52eまで、
異常光(第1の分離光50)の出射点50eをシフトさ
せる。このためには、常光と異常光の分離距離(両光の
入射点50d,52dの距離)がLとすると、複屈折平
行平板28の厚さtC は、 tc =10・L だけ必要となる。こうして、図8のEに示すように、複
屈折平行平板28の出射側端面28bでは、異常光(第
1の分離光50)と常光(第2の分離光52)の出射点
50e,52eは一つに重なる。従って第1の分離光5
0と第2の分離光52が一重のビームとなって、第3ポ
ートP3 に出射する。
Next, when the two separated lights 50 and 52 reach the birefringent parallel flat plate 28, as shown in D of FIG.
In 8a, the optical axis 28c of the birefringent parallel plate 28 is in the X-axis direction. Therefore, the first separated light 50 becomes extraordinary light and is refracted, and the second separated light 52 becomes ordinary light and travels straight. Now,
In the birefringent parallel plate 28, the extraordinary light is polarized in the polarization direction, that is, X.
The light is refracted in the axial direction and is emitted in parallel with the straight ordinary light. Here, since the optical axis 28c of the birefringent parallel plate 28 is inclined by 45 degrees with respect to the Z-axis, letting the thickness of the first birefringent parallel plate 22 be t C , in the case of a rutile single crystal, the incident point is And the emission point shifts by about 0.1t C. Utilizing this property, up to the emission point 52e of the ordinary light (second separated light 52),
The emission point 50e of the extraordinary light (first separated light 50) is shifted. For this purpose, if the separation distance between the ordinary light and the extraordinary light (distance between the incident points 50d and 52d of both lights) is L, the thickness t C of the birefringent parallel flat plate 28 is required to be t c = 10 · L. Become. Thus, as shown in E of FIG. 8, at the emission side end face 28b of the birefringent parallel plate 28, the emission points 50e and 52e of the extraordinary light (first separated light 50) and the ordinary light (second separated light 52) are Overlapping one. Therefore, the first separated light 5
The 0 and the second separated light 52 become a single beam and are emitted to the third port P 3 .

【0030】第1ポートP1 から入射する信号光は前記
実施例と同様に第2ポートP2 に出射する。また、第3
ポートP3 から入射する信号光は、複屈折平行平板28
及び1/2波長板26を通過し、非相反部10では前記
実施例と同様に更に分離光間の距離が拡がって、両光線
は第2ポートP2 に結合しないから、第3ポートP3
ら入射した光線に対しては高アイソレーションが得られ
る。
The signal light incident from the first port P 1 is emitted to the second port P 2 as in the above embodiment. Also, the third
The signal light incident from the port P 3 is received by the birefringent parallel plate 28.
And the half-wave plate 26, and in the non-reciprocal portion 10, the distance between the separated lights is further expanded in the same manner as in the above embodiment, and both light rays are not coupled to the second port P 2. Therefore, the third port P 3 High isolation can be obtained for the light rays incident from.

【0031】[0031]

【発明の効果】本発明の3ポート型光サーキュレータ
は、非相反部と第3ポートの間に2個の複屈折平行平板
あるいは1/2波長板と複屈折平行平板を配置したか
ら、非相反部から到達した2本の分離光が一本に重な
り、レンズ収差の影響を低減できるため、光の結合効率
が高くできる。
According to the three-port type optical circulator of the present invention, two birefringent parallel flat plates or a half-wave plate and a birefringent parallel flat plate are arranged between the nonreciprocal portion and the third port. Since the two separated lights that have arrived from the portion are overlapped with each other and the influence of lens aberration can be reduced, the light coupling efficiency can be increased.

【0032】また、非相反部と第1ポートの間に、断面
ほぼ三角形状のプリズムを配置すると、非相反部の同じ
側に配置される第1ポートと第3ポートの間隔を広げら
れるので、組立調整及び固定を容易に行うことができ
る。
If a prism having a substantially triangular cross section is arranged between the non-reciprocal portion and the first port, the distance between the first port and the third port arranged on the same side of the non-reciprocal portion can be widened. Assembly adjustment and fixing can be easily performed.

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

【図1】本発明に係る3ポート型光サーキュレータの一
実施例を示す説明図。
FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of a 3-port type optical circulator according to the present invention.

【図2】それに用いる楔状複屈折プリズムの説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram of a wedge-shaped birefringent prism used therein.

【図3】第1ポートP1 から第2ポートP2 へ出射する
光線の光路図。
FIG. 3 is an optical path diagram of a light beam emitted from a first port P 1 to a second port P 2 .

【図4】第2ポートP2 から第3ポートP3 へ出射する
光線の光路図。
FIG. 4 is an optical path diagram of a light beam emitted from a second port P 2 to a third port P 3 .

【図5】第2ポートP2 側から見た各構成部品の端面に
おける信号光の説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram of signal light on an end surface of each component viewed from the second port P 2 side.

【図6】第3ポートP3 から第2ポートP2 へ向かって
入射した光線の光路図。
FIG. 6 is an optical path diagram of a light beam incident from a third port P 3 toward a second port P 2 .

【図7】本発明に係る3ポート型光サーキュレータの他
の実施例を示す説明図。
FIG. 7 is an explanatory view showing another embodiment of the 3-port type optical circulator according to the present invention.

【図8】第2ポートP2 側から見た各構成部品の端面に
おける信号光の説明図。
FIG. 8 is an explanatory diagram of signal light on an end face of each component viewed from the second port P 2 side.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 非相反部 15 45度ファラデー回転子 16 楔状複屈折プリズム 18 楔状複屈折プリズム 20 三角プリズム 22 第1の複屈折平行平板 24 第2の複屈折平行平板 30 第1のファイバコリメータ 32 第2のファイバコリメータ 34 第3のファイバコリメータ P1 第1ポートP12 第2ポートP23 第3ポートP3 10 non-reciprocal part 15 45 degree Faraday rotator 16 wedge-shaped birefringent prism 18 wedge-shaped birefringent prism 20 triangular prism 22 first birefringent parallel plate 24 second birefringent parallel plate 30 first fiber collimator 32 second fiber Collimator 34 Third fiber collimator P 1 First port P 1 P 2 Second port P 2 P 3 Third port P 3

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 非相反部と、その両側の第2ポートと第
3ポートの位置にそれぞれ配置した第2のファイバコリ
メータ及び第3のファイバコリメータと、前記第3ポー
トに近接する第1ポートの位置に配置した第1のファイ
バコリメータとを具備し、前記非相反部はほぼ45度フ
ァラデー回転子の両側にそれぞれ楔状複屈折プリズム
を、それらの厚肉部と薄肉部とが相対向して両光学軸が
互いにほぼ45度をなすように組み合わせた構造であっ
て、前記第1のファイバコリメータは偏波保存光ファイ
バを有し、第1ポートからの直線偏光信号光は非相反部
を通って第2ポートに結合し、第2ポートからの信号光
は非相反部を通って第3ポートに結合する3ポート型光
サーキュレータにおいて、非相反部と第3のファイバコ
リメータの間に第1の複屈折平行平板と第2の複屈折平
行平板を挿入し、第1の複屈折平行平板の光学軸はそれ
に隣接する楔状複屈折プリズムの光学軸に対して直交又
は平行し、第1と第2の複屈折平行平板の光学軸は互い
に直交する関係とし、第1の複屈折平行平板は、非相反
部から到達した2本の分離光のうち、異常光が屈折して
常光の偏光方向の延長線上で出射する厚さとし、第2の
複屈折平行平板は、第1の複屈折平行平板から到達した
両分離光のうち、異常光が屈折して常光と一重になって
出射する厚さとしたことを特徴とする3ポート型光サー
キュレータ。
1. A non-reciprocal part, a second fiber collimator and a third fiber collimator respectively arranged at positions of a second port and a third port on both sides of the non-reciprocal part, and a first port close to the third port. A first fiber collimator arranged at a position, and the non-reciprocal portion has wedge-shaped birefringent prisms on both sides of the Faraday rotator of approximately 45 degrees, and the thick portion and the thin portion face each other. The first fiber collimator has a polarization maintaining optical fiber, and the linearly polarized signal light from the first port passes through the non-reciprocal portion. In the 3-port type optical circulator, which is coupled to the second port and the signal light from the second port passes through the non-reciprocal portion and is coupled to the third port, the first port is provided between the non-reciprocal portion and the third fiber collimator. A birefringent parallel plate and a second birefringent parallel plate are inserted, and the optical axis of the first birefringent parallel plate is orthogonal or parallel to the optical axis of the wedge-shaped birefringent prism adjacent to the first and second birefringent parallel plates. The optical axes of the birefringent parallel flat plates are orthogonal to each other, and the first birefringent parallel flat plate extends the polarization direction of the ordinary light by refracting the extraordinary light out of the two separated lights reaching from the nonreciprocal part. The thickness of the second birefringent parallel plate is set so that the extraordinary light is refracted by the extraordinary light of the two separated lights that have arrived from the first birefringent parallel flat plate, and is emitted as a single layer with the ordinary light. 3 port type optical circulator characterized by.
【請求項2】 非相反部と、その両側の第2ポートと第
3ポートの位置にそれぞれ配置した第2のファイバコリ
メータ及び第3のファイバコリメータと、前記第3ポー
トに近接する第1ポートの位置に配置した第1のファイ
バコリメータとを具備し、前記非相反部はほぼ45度フ
ァラデー回転子の両側にそれぞれ楔状複屈折プリズム
を、それらの厚肉部と薄肉部とが相対向して両光学軸が
互いにほぼ45度をなすように組み合わせた構造であっ
て、前記第1のファイバコリメータは偏波保存光ファイ
バを有し、第1ポートからの直線偏光信号光は非相反部
を通って第2ポートに結合し、第2ポートからの信号光
は非相反部を通って第3ポートに結合する3ポート型光
サーキュレータにおいて、非相反部と第3のファイバコ
リメータの間に1/2波長板と複屈折平行平板を挿入
し、1/2波長板の光学軸は非相反部から1/2波長板
に達した2本の分離光の入射点を結ぶ方向と一方の分離
光の偏光面とのなす角度の1/2に設定し、複屈折平行
平板の光学軸は両分離光の入射点を結ぶ方向に設定し、
複屈折平行平板は、1/2波長板から到達した両分離光
のうち、異常光が屈折して常光と一重となって出射する
厚さとしたことを特徴とする3ポート型光サーキュレー
タ。
2. A non-reciprocal part, a second fiber collimator and a third fiber collimator respectively arranged at positions of a second port and a third port on both sides of the non-reciprocal part, and a first port close to the third port. A first fiber collimator arranged at a position, and the non-reciprocal portion has wedge-shaped birefringent prisms on both sides of the Faraday rotator of approximately 45 degrees, and the thick portion and the thin portion face each other. The first fiber collimator has a polarization maintaining optical fiber, and the linearly polarized signal light from the first port passes through the non-reciprocal portion. In a three-port type optical circulator that is coupled to the second port and the signal light from the second port passes through the non-reciprocal portion and is coupled to the third port, the distance between the non-reciprocal portion and the third fiber collimator is 1/2. Inserting a wave plate and a birefringent parallel plate, the optical axis of the half wave plate is the direction connecting the incident points of the two separated lights reaching the half wave plate from the non-reciprocal part and the polarization of one of the separated lights. It is set to 1/2 of the angle formed by the plane, and the optical axis of the birefringent parallel plate is set in the direction connecting the incident points of both separated lights.
The birefringent parallel plate is a three-port type optical circulator characterized in that extraordinary light, out of the two separated lights that have arrived from the half-wave plate, is refracted and overlaps with ordinary light to be emitted.
【請求項3】 非相反部と第1のファイバコリメータと
の間に、断面ほぼ三角形状のプリズムを、その頂部が第
3ポート方向を向くように配置した請求項1又は2記載
の3ポート型光サーキュレータ。
3. A three-port type according to claim 1, wherein a prism having a substantially triangular cross section is arranged between the non-reciprocal portion and the first fiber collimator so that the top of the prism faces the direction of the third port. Optical circulator.
JP4995293A 1993-02-16 1993-02-16 Three-port type optical circulator Pending JPH06242401A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000049450A3 (en) * 1999-02-22 2001-02-22 Sigma Optics Inc Optical circulator
US6331912B1 (en) * 1997-12-08 2001-12-18 U.S.A. Kaifa Technology, Inc. Optical circulator
JP2003204118A (en) * 2000-12-15 2003-07-18 Furukawa Electric Co Ltd:The Photosynthesizing module and its manufacturing method, semiconductor laser module and its manufacturing method, and optical amplifier

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