JPH06250121A - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JPH06250121A JPH06250121A JP5031766A JP3176693A JPH06250121A JP H06250121 A JPH06250121 A JP H06250121A JP 5031766 A JP5031766 A JP 5031766A JP 3176693 A JP3176693 A JP 3176693A JP H06250121 A JPH06250121 A JP H06250121A
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- Japan
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- birefringent crystal
- crystal plate
- light
- polarization
- optical
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Abstract
(57)【要約】
【目的】偏光素子が１種類で組立容易なため、材料費、
組立工程においてコスト低減ができ、かつＥＤＦＡ中に
使用しても偏波分散が低減できる光アイソレータを提供
することを目的とする。 【構成】本発明は、光ファイバＦ１、Ｆ２間に入射方向
から複屈折結晶板１、複屈折結晶板２、非相反素子とし
て４５°回転するファラデー回転子５、相反素子として
ファラデー回転子５と反対方向に４５°回転する半波長
板もしくは旋光子６、複屈折結晶板３、複屈折結晶板４
の順に配置された光アイソレータである。
組立工程においてコスト低減ができ、かつＥＤＦＡ中に
使用しても偏波分散が低減できる光アイソレータを提供
することを目的とする。 【構成】本発明は、光ファイバＦ１、Ｆ２間に入射方向
から複屈折結晶板１、複屈折結晶板２、非相反素子とし
て４５°回転するファラデー回転子５、相反素子として
ファラデー回転子５と反対方向に４５°回転する半波長
板もしくは旋光子６、複屈折結晶板３、複屈折結晶板４
の順に配置された光アイソレータである。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複屈折結晶板を用いた光
アイソレータに関し、さらに詳しくは入射光の偏光面を
考慮する事なく作動する偏光無依存型光アイソレータに
関する。
アイソレータに関し、さらに詳しくは入射光の偏光面を
考慮する事なく作動する偏光無依存型光アイソレータに
関する。
【０００２】
【従来技術】一般に光ファイバを用いた光伝送系におい
て、信号光が光ファイバを長距離伝送する場合、信号光
の偏光面は保存されない。そのため光ファイバを用いた
光伝送系には、光の偏光方向に依存せずに光アイソレー
タとしての機能を果たす偏光無依存型光アイソレータが
使用される。
て、信号光が光ファイバを長距離伝送する場合、信号光
の偏光面は保存されない。そのため光ファイバを用いた
光伝送系には、光の偏光方向に依存せずに光アイソレー
タとしての機能を果たす偏光無依存型光アイソレータが
使用される。
【０００３】また、最近はＥｒドープファイバを使用し
た光ファイバ増幅器が注目されているが、この場合でも
各光部品や接続点からの反射戻り光によりＥｒドープフ
ァイバ内で発振し、それが雑音増加の原因となるため、
反射戻り光を除去する光アイソレータが必要となる。信
号光がＥｒドープファイバを伝送する場合、信号光の偏
光面は保存されないため、光ファイバ増幅器には信号光
の偏光方向に依存しない偏光無依存型光アイソレータが
使用される。偏光無依存型光アイソレータとしては特開
平１−２８７５２８号及び実開平４−７５３１１号等種
々のものが提案されている。
た光ファイバ増幅器が注目されているが、この場合でも
各光部品や接続点からの反射戻り光によりＥｒドープフ
ァイバ内で発振し、それが雑音増加の原因となるため、
反射戻り光を除去する光アイソレータが必要となる。信
号光がＥｒドープファイバを伝送する場合、信号光の偏
光面は保存されないため、光ファイバ増幅器には信号光
の偏光方向に依存しない偏光無依存型光アイソレータが
使用される。偏光無依存型光アイソレータとしては特開
平１−２８７５２８号及び実開平４−７５３１１号等種
々のものが提案されている。
【０００４】ここで従来例の一例を第４図、第５図を用
いて説明する。第４図と第５図の各（ｂ）図は従来例の
構成を示し、各（ａ）と（ｃ）図は光ファイバＦ１から
見たとき、各構成素子通の過時における光の偏光状態を
示す。（ａ）図は順方向（＋Ｚ方向）、（ｃ）図は逆方
向（−Ｚ方向）を示す。順方向において、入射時点で入
射光と複屈折結晶板の光学軸を含む面（以後、これを主
断面とする）に対して直交する偏光成分をＰ１、平行な
偏光成分をＰ２とし、それぞれの偏光成分の中心には黒
丸、また各偏光成分を区別するために、直交偏光成分Ｐ
１については偏光成分の片側先端に白抜き丸を記す。さ
らに入射光の進行する中心軸を黒丸で示す。なお、順方
向の入射時点での偏光成分Ｐ１、Ｐ２は逆方向にも使用
する。また、各複屈折結晶板の主断面に対して直交する
偏光成分を常光、平行な偏光成分を異常光とする。
いて説明する。第４図と第５図の各（ｂ）図は従来例の
構成を示し、各（ａ）と（ｃ）図は光ファイバＦ１から
見たとき、各構成素子通の過時における光の偏光状態を
示す。（ａ）図は順方向（＋Ｚ方向）、（ｃ）図は逆方
向（−Ｚ方向）を示す。順方向において、入射時点で入
射光と複屈折結晶板の光学軸を含む面（以後、これを主
断面とする）に対して直交する偏光成分をＰ１、平行な
偏光成分をＰ２とし、それぞれの偏光成分の中心には黒
丸、また各偏光成分を区別するために、直交偏光成分Ｐ
１については偏光成分の片側先端に白抜き丸を記す。さ
らに入射光の進行する中心軸を黒丸で示す。なお、順方
向の入射時点での偏光成分Ｐ１、Ｐ２は逆方向にも使用
する。また、各複屈折結晶板の主断面に対して直交する
偏光成分を常光、平行な偏光成分を異常光とする。
【０００５】第４図において、（ｂ）図より、光ファイ
バＦ１、Ｆ２間に入射方向から収束レンズ（省略）、複
屈折結晶板７、４５°回転するファラデー回転子１１、
複屈折結晶板８、複屈折結晶板９、複屈折結晶板１０の
順に配置されている。前記複屈折結晶板７、８、９、１
０の光学軸は光軸に対し４５°の傾斜角を持ち、厚さの
比はそれぞれ√２：１：（１＋√２／２）：√２／２で
構成される。前記複屈折結晶板９、１０の主断面は一致
しているが、前記複屈折結晶板８の主断面とは直交して
いる。さらに前記複屈折結晶板９、１０の主断面と前記
複屈折結晶板８の主断面は前記複屈折結晶板７の主断面
に対して、それぞれ４５°回転したものである。（ａ）
図において、複屈折結晶板７への入射光は主断面に対し
て常光Ｐ１、異常光Ｐ２に分離する。常光Ｐ１はそのま
ま直進し、異常光Ｐ２は√２Ｌ水平移動して複屈折結晶
板７からファラデー回転子１１へ出射される。ファラデ
ー回転子１１により偏光面が４５°回転され、Ｐ１、Ｐ
２は複屈折結晶板８に入射する。複屈折結晶板８に対し
てもＰ１は常光、Ｐ２は異常光となるため、Ｐ１はその
まま直進し、Ｐ２がさらにＬ水平移動して複屈折結晶板
８から出射する。このときのＰ１、Ｐ２の移動距離は、
Ｐ１が０に対して、Ｐ２は（１＋√２）Ｌである。複屈
折結晶板９に入射した直交する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複
屈折結晶板９に対してはＰ１が異常光、Ｐ２が常光とな
るため、Ｐ２は直進し、Ｐ１が（１＋√２／２）Ｌ水平
移動して複屈折結晶板９から出射される。このときのＰ
１、Ｐ２の移動距離は共に（１＋√２）Ｌとなるため
に、直交する２偏光成分の光路長は等しいが、光の入出
射位置は同一直線上にはない。
バＦ１、Ｆ２間に入射方向から収束レンズ（省略）、複
屈折結晶板７、４５°回転するファラデー回転子１１、
複屈折結晶板８、複屈折結晶板９、複屈折結晶板１０の
順に配置されている。前記複屈折結晶板７、８、９、１
０の光学軸は光軸に対し４５°の傾斜角を持ち、厚さの
比はそれぞれ√２：１：（１＋√２／２）：√２／２で
構成される。前記複屈折結晶板９、１０の主断面は一致
しているが、前記複屈折結晶板８の主断面とは直交して
いる。さらに前記複屈折結晶板９、１０の主断面と前記
複屈折結晶板８の主断面は前記複屈折結晶板７の主断面
に対して、それぞれ４５°回転したものである。（ａ）
図において、複屈折結晶板７への入射光は主断面に対し
て常光Ｐ１、異常光Ｐ２に分離する。常光Ｐ１はそのま
ま直進し、異常光Ｐ２は√２Ｌ水平移動して複屈折結晶
板７からファラデー回転子１１へ出射される。ファラデ
ー回転子１１により偏光面が４５°回転され、Ｐ１、Ｐ
２は複屈折結晶板８に入射する。複屈折結晶板８に対し
てもＰ１は常光、Ｐ２は異常光となるため、Ｐ１はその
まま直進し、Ｐ２がさらにＬ水平移動して複屈折結晶板
８から出射する。このときのＰ１、Ｐ２の移動距離は、
Ｐ１が０に対して、Ｐ２は（１＋√２）Ｌである。複屈
折結晶板９に入射した直交する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複
屈折結晶板９に対してはＰ１が異常光、Ｐ２が常光とな
るため、Ｐ２は直進し、Ｐ１が（１＋√２／２）Ｌ水平
移動して複屈折結晶板９から出射される。このときのＰ
１、Ｐ２の移動距離は共に（１＋√２）Ｌとなるため
に、直交する２偏光成分の光路長は等しいが、光の入出
射位置は同一直線上にはない。
【０００６】逆方向については（ｃ）図より、複屈折結
晶板１０に入射した反射戻り光は複屈折結晶板１０の主
断面により２つの直交偏光成分である異常光Ｐ１、常光
Ｐ２に分離される。常光Ｐ２はそのまま直進し、異常光
Ｐ１は（√２／２）Ｌ水平移動して複屈折結晶板１０か
ら複屈折結晶板９へ出射する。複屈折結晶板９へ入射し
た２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板９に対
してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となるためにＰ２は直進
し、Ｐ１は（１＋√２／２）Ｌ水平移動して入射光の進
行する中心軸に戻り、複屈折結晶板７へ出射する。複屈
折結晶板７に入射した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は
複屈折結晶板７に対してＰ１が常光、Ｐ２が異常光とな
るため、Ｐ１はそのまま直進し、Ｐ２はＬ水平移動して
ファラデー回転子１１へ出射する。ファラデー回転子１
１を通過した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ
偏光面を４５°回転される。このときファラデー回転子
は非相反であるために順方向の偏光成分とは偏光方向が
９０°異なる。ファラデー回転子１１を通過した２つの
直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板６に入射する。
このとき複屈折結晶板６に対してＰ１が異常光、Ｐ２が
常光となり、Ｐ１が√２Ｌ水平移動して複屈折結晶板６
から出射され、両偏光成分とも光ファイバＦ１の位置と
異なる位置から出射されるため、光ファイバＦ１には戻
らず戻り光を遮断することが出来る。
晶板１０に入射した反射戻り光は複屈折結晶板１０の主
断面により２つの直交偏光成分である異常光Ｐ１、常光
Ｐ２に分離される。常光Ｐ２はそのまま直進し、異常光
Ｐ１は（√２／２）Ｌ水平移動して複屈折結晶板１０か
ら複屈折結晶板９へ出射する。複屈折結晶板９へ入射し
た２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板９に対
してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となるためにＰ２は直進
し、Ｐ１は（１＋√２／２）Ｌ水平移動して入射光の進
行する中心軸に戻り、複屈折結晶板７へ出射する。複屈
折結晶板７に入射した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は
複屈折結晶板７に対してＰ１が常光、Ｐ２が異常光とな
るため、Ｐ１はそのまま直進し、Ｐ２はＬ水平移動して
ファラデー回転子１１へ出射する。ファラデー回転子１
１を通過した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ
偏光面を４５°回転される。このときファラデー回転子
は非相反であるために順方向の偏光成分とは偏光方向が
９０°異なる。ファラデー回転子１１を通過した２つの
直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板６に入射する。
このとき複屈折結晶板６に対してＰ１が異常光、Ｐ２が
常光となり、Ｐ１が√２Ｌ水平移動して複屈折結晶板６
から出射され、両偏光成分とも光ファイバＦ１の位置と
異なる位置から出射されるため、光ファイバＦ１には戻
らず戻り光を遮断することが出来る。
【０００７】第５図において、（ｂ）図より、光ファイ
バＦ１、Ｆ２間に入射方向から、複屈折結晶板１２、４
５°回転するファラデー回転子１６、複屈折結晶板１
３、ファラデー回転子１６と反対方向に４５°回転する
ファラデー回転子１７、複屈折結晶板１４、ファラデー
回転子１６と反対方向に４５°回転するファラデー回転
子１８、複屈折結晶板１５の順に配置されている。前記
複屈折結晶板１２、１３、１４、１５の厚さの比はそれ
ぞれ１：√２：１：√２で構成される。前記複屈折結晶
板１２、１４の主断面は一致しているが、前記複屈折結
晶板１３、１５の主断面は直交している。また、前記複
屈折結晶板１３、１５の主断面は前記複屈折結晶板１
２、１４の主断面に対してそれぞれ４５°回転したもの
である。
バＦ１、Ｆ２間に入射方向から、複屈折結晶板１２、４
５°回転するファラデー回転子１６、複屈折結晶板１
３、ファラデー回転子１６と反対方向に４５°回転する
ファラデー回転子１７、複屈折結晶板１４、ファラデー
回転子１６と反対方向に４５°回転するファラデー回転
子１８、複屈折結晶板１５の順に配置されている。前記
複屈折結晶板１２、１３、１４、１５の厚さの比はそれ
ぞれ１：√２：１：√２で構成される。前記複屈折結晶
板１２、１４の主断面は一致しているが、前記複屈折結
晶板１３、１５の主断面は直交している。また、前記複
屈折結晶板１３、１５の主断面は前記複屈折結晶板１
２、１４の主断面に対してそれぞれ４５°回転したもの
である。
【０００８】（ａ）図において、複屈折結晶板１２への
入射光は主断面に対して常光Ｐ１、異常光Ｐ２に分離す
る。常光Ｐ１はそのまま直進し、異常光Ｐ２はＬ水平移
動して複屈折結晶板１からファラデー回転子１６へ出射
される。ファラデー回転子１６により偏光面が４５°回
転され、Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板１３に入射する。複
屈折結晶板１３に対してもＰ１は常光、Ｐ２は異常光と
なるため、Ｐ１はそのまま直進し、Ｐ２がさらに ２Ｌ
水平移動して複屈折結晶板１３から出射する。このとき
のＰ１、Ｐ２移動距離はＰ１は０に対して、Ｐ２は（１
＋√２）Ｌである。ファラデー回転子１７により、偏光
面がファラデー回転子１６と反対方向に４５°回転さ
れ、Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板１４に入射する。直交す
る偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板１４に対してもＰ
１が常光、Ｐ２が異常光となるため、Ｐ１は直進し、Ｐ
２がＬ水平移動してファラデー回転子１８に出射され
る。ファラデー回転子１８により、偏光面がファラデー
回転子１６と反対方向に４５°回転され、Ｐ１、Ｐ２は
複屈折結晶板１５に入射する。複屈折結晶板１５に入射
した直交する偏光成分Ｐ１、Ｐ２も複屈折結晶板１５に
対してＰ１が常光、Ｐ２が異常光となるため、Ｐ１が直
進する。Ｐ２は水平移動して、Ｐ１と直交合成し、光フ
ァイバ へ出射される。このとき光ファイバＦ１と光フ
ァイバＦ２の位置は同一直線上にあるが、Ｐ１、Ｐ２の
移動距離はＰ１＝０；Ｐ２＝（２＋√２）Ｌとなるため
に、直交する２偏光成分の光路長は異なる。
入射光は主断面に対して常光Ｐ１、異常光Ｐ２に分離す
る。常光Ｐ１はそのまま直進し、異常光Ｐ２はＬ水平移
動して複屈折結晶板１からファラデー回転子１６へ出射
される。ファラデー回転子１６により偏光面が４５°回
転され、Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板１３に入射する。複
屈折結晶板１３に対してもＰ１は常光、Ｐ２は異常光と
なるため、Ｐ１はそのまま直進し、Ｐ２がさらに ２Ｌ
水平移動して複屈折結晶板１３から出射する。このとき
のＰ１、Ｐ２移動距離はＰ１は０に対して、Ｐ２は（１
＋√２）Ｌである。ファラデー回転子１７により、偏光
面がファラデー回転子１６と反対方向に４５°回転さ
れ、Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板１４に入射する。直交す
る偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板１４に対してもＰ
１が常光、Ｐ２が異常光となるため、Ｐ１は直進し、Ｐ
２がＬ水平移動してファラデー回転子１８に出射され
る。ファラデー回転子１８により、偏光面がファラデー
回転子１６と反対方向に４５°回転され、Ｐ１、Ｐ２は
複屈折結晶板１５に入射する。複屈折結晶板１５に入射
した直交する偏光成分Ｐ１、Ｐ２も複屈折結晶板１５に
対してＰ１が常光、Ｐ２が異常光となるため、Ｐ１が直
進する。Ｐ２は水平移動して、Ｐ１と直交合成し、光フ
ァイバ へ出射される。このとき光ファイバＦ１と光フ
ァイバＦ２の位置は同一直線上にあるが、Ｐ１、Ｐ２の
移動距離はＰ１＝０；Ｐ２＝（２＋√２）Ｌとなるため
に、直交する２偏光成分の光路長は異なる。
【０００９】逆方向については（ｃ）図より、複屈折結
晶板１５に入射した反射戻り光は複屈折結晶板１５の主
断面により２つの直交偏光成分である常光Ｐ１、異常光
Ｐ２に２Ｌ水平移動して複屈折結晶板１５からファラデ
ー回転子１８へ出射する。ファラデー回転子１８を通過
した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ偏光面を
４５°回転され、複屈折結晶板１４へ出射される。この
ときファラデー回転子は非相反であるために順方向の偏
光成分とは偏光方向が９０°異なる。複屈折結晶板１４
へ入射した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶
板１４に対してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となるために
Ｐ２は直進し、Ｐ１はＬ水平移動してファラデー回転子
１７へ出射する。ファラデー回転子１７を通過し、複屈
折結晶板１３に入射した２つの直交偏光Ｐ１、Ｐ２は複
屈折結晶板１３に対してＰ１が常光、Ｐ２が異常光とな
るため、Ｐ１はそのまま直進し、Ｐ２は√２Ｌ水平移動
してファラデー回転子１６へ出射される。ファラデー回
転子１６を通過した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複
屈折結晶板１２に入射する。このとき複屈折結晶板１２
に対してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となり、Ｐ１がＬ水
平移動して複屈折結晶板１２から出射され、両偏光成分
とも光ファイバＦ１の位置と異なる位置から出射される
ため、光ファイバＦ１には戻らず戻り光を遮断すること
が出来る。
晶板１５に入射した反射戻り光は複屈折結晶板１５の主
断面により２つの直交偏光成分である常光Ｐ１、異常光
Ｐ２に２Ｌ水平移動して複屈折結晶板１５からファラデ
ー回転子１８へ出射する。ファラデー回転子１８を通過
した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２はそれぞれ偏光面を
４５°回転され、複屈折結晶板１４へ出射される。この
ときファラデー回転子は非相反であるために順方向の偏
光成分とは偏光方向が９０°異なる。複屈折結晶板１４
へ入射した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶
板１４に対してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となるために
Ｐ２は直進し、Ｐ１はＬ水平移動してファラデー回転子
１７へ出射する。ファラデー回転子１７を通過し、複屈
折結晶板１３に入射した２つの直交偏光Ｐ１、Ｐ２は複
屈折結晶板１３に対してＰ１が常光、Ｐ２が異常光とな
るため、Ｐ１はそのまま直進し、Ｐ２は√２Ｌ水平移動
してファラデー回転子１６へ出射される。ファラデー回
転子１６を通過した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複
屈折結晶板１２に入射する。このとき複屈折結晶板１２
に対してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となり、Ｐ１がＬ水
平移動して複屈折結晶板１２から出射され、両偏光成分
とも光ファイバＦ１の位置と異なる位置から出射される
ため、光ファイバＦ１には戻らず戻り光を遮断すること
が出来る。
【００１０】以上説明した従来例では入射光の偏光方向
によらず、光アイソレータ機能を果たす。
によらず、光アイソレータ機能を果たす。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】Ｅｒドープファイバを
使用した光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用いた長距離
光増幅中継システムでは、伝送速度が高く、数Ｇｂｉｔ
／ｓ以上になるにつれて偏波分散が伝送特性の劣化の原
因の一つになる。このＥＤＦＡを構成している光部品の
中で偏波分散を起こしているのが光アイソレータであ
る。偏波分散低減のためには、順方向において信号光を
直交する２偏光成分に分離・合成するまでの直交する２
偏光成分の光路長を等しくする必要がある。
使用した光ファイバ増幅器（ＥＤＦＡ）を用いた長距離
光増幅中継システムでは、伝送速度が高く、数Ｇｂｉｔ
／ｓ以上になるにつれて偏波分散が伝送特性の劣化の原
因の一つになる。このＥＤＦＡを構成している光部品の
中で偏波分散を起こしているのが光アイソレータであ
る。偏波分散低減のためには、順方向において信号光を
直交する２偏光成分に分離・合成するまでの直交する２
偏光成分の光路長を等しくする必要がある。
【００１２】上記従来例第４図においては、順方向にお
いて信号光を直交する２偏光成分に分離・合成するまで
の直交する２偏光成分の光路長は等しいが、入出射光が
同一直線上でないために組立時の光学調整が煩雑にな
り、また偏光素子材料の厚さが同一でないために偏光素
子として数種類使用しなければならず、光アイソレータ
自体のコストアップにつながる。
いて信号光を直交する２偏光成分に分離・合成するまで
の直交する２偏光成分の光路長は等しいが、入出射光が
同一直線上でないために組立時の光学調整が煩雑にな
り、また偏光素子材料の厚さが同一でないために偏光素
子として数種類使用しなければならず、光アイソレータ
自体のコストアップにつながる。
【００１３】上記従来例第５図においては入出射光は同
一直線上にあるが、偏光素子材料の厚さが同一ではない
ために偏光素子として、数種類使用しなければならない
ために材料費等で光アイソレータ自体のコストアップに
つながる。また、順方向において、信号光を直交する２
偏光成分に分離・合成するまでの直交する２偏光成分の
光路長となるために、ＥＤＦＡを用いた長距離光増幅シ
ステムにこの光アイソレータが使用される場合、偏波分
散を生じ、伝送特性の劣化につながるおそれがある。
一直線上にあるが、偏光素子材料の厚さが同一ではない
ために偏光素子として、数種類使用しなければならない
ために材料費等で光アイソレータ自体のコストアップに
つながる。また、順方向において、信号光を直交する２
偏光成分に分離・合成するまでの直交する２偏光成分の
光路長となるために、ＥＤＦＡを用いた長距離光増幅シ
ステムにこの光アイソレータが使用される場合、偏波分
散を生じ、伝送特性の劣化につながるおそれがある。
【００１４】本発明はこのような技術的課題に鑑みてな
されたものであり、偏光素子が１種類で組立容易なた
め、材料費、組立工程においてコスト低減ができ、かつ
ＥＤＦＡ中に使用しても偏波分散が低減できる光アイソ
レータを提供することを目的とする。
されたものであり、偏光素子が１種類で組立容易なた
め、材料費、組立工程においてコスト低減ができ、かつ
ＥＤＦＡ中に使用しても偏波分散が低減できる光アイソ
レータを提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、１対もしくは
複数対の光導波路間に配置され、複屈折性を有する平板
状の複屈折結晶板を用い、光の入射側から、第１複屈折
結晶板、第２複屈折結晶板、４５°回転非相反素子、４
５°回転相反素子、第３複屈折結晶板、第４複屈折結晶
板の順に配列し、前記４枚の複屈折結晶板の厚さが全て
等しく、４５°回転非相反素子と４５°回転相反素子の
回転方向が反対である光アイソレータである。
複数対の光導波路間に配置され、複屈折性を有する平板
状の複屈折結晶板を用い、光の入射側から、第１複屈折
結晶板、第２複屈折結晶板、４５°回転非相反素子、４
５°回転相反素子、第３複屈折結晶板、第４複屈折結晶
板の順に配列し、前記４枚の複屈折結晶板の厚さが全て
等しく、４５°回転非相反素子と４５°回転相反素子の
回転方向が反対である光アイソレータである。
【００１６】また本発明は、前記第１と第２複屈折結晶
板の偏光分離方向のなす角度、及び前記第３と第４複屈
折結晶板の偏光分離方向のなす角度が９０°、前記第１
と第３複屈折結晶板の偏光分離方向のなす角度、及び前
記第２と第４複屈折結晶板の偏光分離方向のなす角度が
１８０°、前記第２と第３複屈折結晶板の偏光方向のな
す角度が９０°であり、さらに順方向において、前記第
１複屈折結晶板に入射する光と前記第４複屈折結晶板か
ら出射される光は同一直線上であり、光が前記第１複屈
折結晶板で直交する２偏光に分離され、前記第４複屈折
結晶板で直交合成されるまでの２偏光間の光路長が等し
い光アイソレータである。
板の偏光分離方向のなす角度、及び前記第３と第４複屈
折結晶板の偏光分離方向のなす角度が９０°、前記第１
と第３複屈折結晶板の偏光分離方向のなす角度、及び前
記第２と第４複屈折結晶板の偏光分離方向のなす角度が
１８０°、前記第２と第３複屈折結晶板の偏光方向のな
す角度が９０°であり、さらに順方向において、前記第
１複屈折結晶板に入射する光と前記第４複屈折結晶板か
ら出射される光は同一直線上であり、光が前記第１複屈
折結晶板で直交する２偏光に分離され、前記第４複屈折
結晶板で直交合成されるまでの２偏光間の光路長が等し
い光アイソレータである。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。なお、本発明の対象とする光アイソレータは
常に永久磁石を必要とするので、これについての説明は
省略する。第１図において、（ｂ）図は本発明の一実施
例の構成を示し、（ａ）、（ｃ）図は光ファイバＦ１か
ら見たとき、各構成素子通過時における光の偏光状態を
示す。（ａ）図は順方向、（ｃ）図は逆方向を示す。図
（ｂ）において、光ファイバＦ１、Ｆ２間に入射方向か
ら収束レンズ（省略）、複屈折結晶板１、複屈折結晶板
２、非相反素子として４５°回転するファラデー回転子
５、相反素子としてファラデー回転子５と反対方向に４
５°回転する半波長板もしくは旋光子６、複屈折結晶板
３、複屈折結晶板４、収束レンズ（省略）の順に配置さ
れている。前記複屈折結晶板１、２、３、４の厚さの比
は１：１：１：１で構成される。前記複屈折結晶板１及
び前記複屈折結晶板２、前記複屈折結晶板３及び前記複
屈折結晶板４の主断面はそれぞれ直交している。また、
前記複屈折結晶板１及び前記複屈折結晶板３、前記複屈
折結晶板２及び前記複屈折結晶板４の主断面はそれぞれ
一致している。前記全ての複屈折結晶板おいて、入射光
の進行する中心軸に垂直な面（境界面）に垂直入射する
光を直交する２偏光に分離する際ににその分離角を最大
にするように入射光の中心軸に対して所定の角度傾いて
いる。
説明する。なお、本発明の対象とする光アイソレータは
常に永久磁石を必要とするので、これについての説明は
省略する。第１図において、（ｂ）図は本発明の一実施
例の構成を示し、（ａ）、（ｃ）図は光ファイバＦ１か
ら見たとき、各構成素子通過時における光の偏光状態を
示す。（ａ）図は順方向、（ｃ）図は逆方向を示す。図
（ｂ）において、光ファイバＦ１、Ｆ２間に入射方向か
ら収束レンズ（省略）、複屈折結晶板１、複屈折結晶板
２、非相反素子として４５°回転するファラデー回転子
５、相反素子としてファラデー回転子５と反対方向に４
５°回転する半波長板もしくは旋光子６、複屈折結晶板
３、複屈折結晶板４、収束レンズ（省略）の順に配置さ
れている。前記複屈折結晶板１、２、３、４の厚さの比
は１：１：１：１で構成される。前記複屈折結晶板１及
び前記複屈折結晶板２、前記複屈折結晶板３及び前記複
屈折結晶板４の主断面はそれぞれ直交している。また、
前記複屈折結晶板１及び前記複屈折結晶板３、前記複屈
折結晶板２及び前記複屈折結晶板４の主断面はそれぞれ
一致している。前記全ての複屈折結晶板おいて、入射光
の進行する中心軸に垂直な面（境界面）に垂直入射する
光を直交する２偏光に分離する際ににその分離角を最大
にするように入射光の中心軸に対して所定の角度傾いて
いる。
【００１８】（ａ）図において、複屈折結晶板１への入
射光は複屈折結晶板１の主断面に対して常光Ｐ１、異常
光Ｐ２に分離する。常光Ｐ１はそのまま直進し、異常光
Ｐ２はＬ水平移動して複屈折結晶板１から複屈折結晶板
２へ出射される。複屈折結晶板２に入射した２つの直交
する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は、複屈折結晶板８に対しては
Ｐ１は異常光、Ｐ２は常光となるため、Ｐ２はそのまま
直進し、Ｐ１はＬ水平移動して複屈折結晶板２から出射
する。このときのＰ１、Ｐ２移動距離はＰ１、Ｐ２共に
Ｌである。複屈折結晶板２から出射した２つの直交する
偏光成分Ｐ１、Ｐ２はファラデー回転子５により４５
°、半波長板６によりファラデー回転子５と反対方向に
４５°回転されるため、半波長板６を通過したＰ１、Ｐ
２の偏光状態は複屈折結晶板２を通過した偏光状態と同
じである。複屈折結晶板３に入射した２つの直交する偏
光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板３に対してはＰ１が常
光、Ｐ２が異常光となるため、Ｐ１は直進し、Ｐ２はＬ
水平移動して複屈折結晶板３から出射される。複屈折結
晶板４に入射した直交する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折
結晶板４に対してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となるた
め、Ｐ２が直進し、Ｐ１がＬ水平移動して、Ｐ１と直交
合成して光ファイバＦ２へ出射される。このときのＰ
１、Ｐ２の移動距離は共に２Ｌとなるために、直交する
２偏光成分の光路長は等しく、かつ、光の入出射位置は
同一直線上にある。
射光は複屈折結晶板１の主断面に対して常光Ｐ１、異常
光Ｐ２に分離する。常光Ｐ１はそのまま直進し、異常光
Ｐ２はＬ水平移動して複屈折結晶板１から複屈折結晶板
２へ出射される。複屈折結晶板２に入射した２つの直交
する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は、複屈折結晶板８に対しては
Ｐ１は異常光、Ｐ２は常光となるため、Ｐ２はそのまま
直進し、Ｐ１はＬ水平移動して複屈折結晶板２から出射
する。このときのＰ１、Ｐ２移動距離はＰ１、Ｐ２共に
Ｌである。複屈折結晶板２から出射した２つの直交する
偏光成分Ｐ１、Ｐ２はファラデー回転子５により４５
°、半波長板６によりファラデー回転子５と反対方向に
４５°回転されるため、半波長板６を通過したＰ１、Ｐ
２の偏光状態は複屈折結晶板２を通過した偏光状態と同
じである。複屈折結晶板３に入射した２つの直交する偏
光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板３に対してはＰ１が常
光、Ｐ２が異常光となるため、Ｐ１は直進し、Ｐ２はＬ
水平移動して複屈折結晶板３から出射される。複屈折結
晶板４に入射した直交する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折
結晶板４に対してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となるた
め、Ｐ２が直進し、Ｐ１がＬ水平移動して、Ｐ１と直交
合成して光ファイバＦ２へ出射される。このときのＰ
１、Ｐ２の移動距離は共に２Ｌとなるために、直交する
２偏光成分の光路長は等しく、かつ、光の入出射位置は
同一直線上にある。
【００１９】逆方向については（ｃ）図より、複屈折結
晶板４に入射した反射戻り光は複屈折結晶板４の主断面
により２つの直交偏光成分である異常光Ｐ１、常光Ｐ２
に分離される。常光Ｐ２はそのまま直進し、異常光Ｐ１
はＬ水平移動して複屈折結晶板４から複屈折結晶板３へ
出射する。複屈折結晶板３へ入射した２つの直交偏光成
分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板９に対してＰ１が常光、Ｐ
２が異常光となるためにＰ１は直進し、Ｐ２はＬ水平移
動して半波長板６へ出射する。半波長板６、ファラデー
回転子５を通過した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２はそ
れぞれの偏光方向を９０°回転する。そのため偏光方向
は順方向時の偏光方向と９０°異なる。複屈折結晶板２
に入射した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶
板２に対してＰ１が常光、Ｐ２が異常光となるため、Ｐ
１はそのまま直進し、Ｐ２はＬ水平移動して複屈折結晶
板１へ出射する。複屈折結晶板１に入射した２つの直交
偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板１に対してＰ１が異
常光、Ｐ２が常光となり、Ｐ１がＬ水平移動して複屈折
結晶板１から出射され、両偏光成分とも光ファイバＦ１
の位置と異なる位置から出射されるため、光ファイバＦ
１には戻らず戻り光を遮断することが出来る。本実施例
では入射光の偏光方向によらず、光アイソレータ機能を
果たすと同時に順方向において、分離・合成する直交す
る２偏光成分の光路長は等しく、かつ光の入出射位置は
同一直線上にある。
晶板４に入射した反射戻り光は複屈折結晶板４の主断面
により２つの直交偏光成分である異常光Ｐ１、常光Ｐ２
に分離される。常光Ｐ２はそのまま直進し、異常光Ｐ１
はＬ水平移動して複屈折結晶板４から複屈折結晶板３へ
出射する。複屈折結晶板３へ入射した２つの直交偏光成
分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板９に対してＰ１が常光、Ｐ
２が異常光となるためにＰ１は直進し、Ｐ２はＬ水平移
動して半波長板６へ出射する。半波長板６、ファラデー
回転子５を通過した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２はそ
れぞれの偏光方向を９０°回転する。そのため偏光方向
は順方向時の偏光方向と９０°異なる。複屈折結晶板２
に入射した２つの直交偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶
板２に対してＰ１が常光、Ｐ２が異常光となるため、Ｐ
１はそのまま直進し、Ｐ２はＬ水平移動して複屈折結晶
板１へ出射する。複屈折結晶板１に入射した２つの直交
偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板１に対してＰ１が異
常光、Ｐ２が常光となり、Ｐ１がＬ水平移動して複屈折
結晶板１から出射され、両偏光成分とも光ファイバＦ１
の位置と異なる位置から出射されるため、光ファイバＦ
１には戻らず戻り光を遮断することが出来る。本実施例
では入射光の偏光方向によらず、光アイソレータ機能を
果たすと同時に順方向において、分離・合成する直交す
る２偏光成分の光路長は等しく、かつ光の入出射位置は
同一直線上にある。
【００２０】第２図は本発明を利用した他の実施例を示
す。（ｂ）図はその実施例の構成を示し、（ａ）、
（ｃ）図は光ファイバから見たとき、各構成素子通過時
における光の偏光状態を示す。（ａ）図は順方向、
（ｃ）図は逆方向を示す。第１図で示した本発明光アイ
ソレータの４５°回転非相反素子と４５°回転相反素子
を前後に入れ換えても、入射光の偏光方向によらず、光
アイソレータ機能を果たすと同時に順方向において、分
離・合成する直交する２偏光成分の光路長は等しく、か
つ光の入出射位置は同一直線上にあるというように第１
図で示した光アイソレータと同様の効果を得ることが出
来る。
す。（ｂ）図はその実施例の構成を示し、（ａ）、
（ｃ）図は光ファイバから見たとき、各構成素子通過時
における光の偏光状態を示す。（ａ）図は順方向、
（ｃ）図は逆方向を示す。第１図で示した本発明光アイ
ソレータの４５°回転非相反素子と４５°回転相反素子
を前後に入れ換えても、入射光の偏光方向によらず、光
アイソレータ機能を果たすと同時に順方向において、分
離・合成する直交する２偏光成分の光路長は等しく、か
つ光の入出射位置は同一直線上にあるというように第１
図で示した光アイソレータと同様の効果を得ることが出
来る。
【００２１】第３図は第１図で示した本発明光アイソレ
ータを一体化したその他の実施例を示す。本発明光アイ
ソレータの偏光素子である全ての複屈折結晶板の光学軸
は入射光の進行する中心軸に対して所定の角度傾いてお
り、かつ厚さも等しいため、本発明光アイソレータに使
用する複屈折結晶板は１種類でよい。偏光素子である複
屈折結晶板の入射光の進行する中心軸に対して垂直な面
を正方形にした場合には、複屈折結晶板１と複屈折結晶
板２において、それぞれの光学軸が所定の位置に配置
し、かつ主断面を直交するようにそれぞれを接合すれば
良く、入射光の進行する中心軸回りの回転調整を必要と
せず、正方形の面を所定の位置に合わせるだけで良く、
また、複屈折結晶板１と複屈折結晶板２を一体化した偏
光子は上下に１８０°回転すれば複屈折結晶板３と複屈
折結晶板４の一体化した偏光子を構成することが出来る
ため組立工程の大幅な削減が可能となる。
ータを一体化したその他の実施例を示す。本発明光アイ
ソレータの偏光素子である全ての複屈折結晶板の光学軸
は入射光の進行する中心軸に対して所定の角度傾いてお
り、かつ厚さも等しいため、本発明光アイソレータに使
用する複屈折結晶板は１種類でよい。偏光素子である複
屈折結晶板の入射光の進行する中心軸に対して垂直な面
を正方形にした場合には、複屈折結晶板１と複屈折結晶
板２において、それぞれの光学軸が所定の位置に配置
し、かつ主断面を直交するようにそれぞれを接合すれば
良く、入射光の進行する中心軸回りの回転調整を必要と
せず、正方形の面を所定の位置に合わせるだけで良く、
また、複屈折結晶板１と複屈折結晶板２を一体化した偏
光子は上下に１８０°回転すれば複屈折結晶板３と複屈
折結晶板４の一体化した偏光子を構成することが出来る
ため組立工程の大幅な削減が可能となる。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、順方向において分離・合成する２つの直交偏光の光
路長が等しいため、偏波分散が問題となるＥＤＦＡを用
いた長距離伝送系に使用可能である。また、光の入出射
位置が同一直線上になるため、コリメートレンズとの光
学調整は無調整もしくは容易になる。さらに、複屈折結
晶板は同一のものが使用でき、かつ一体化素子Ｂ１は上
下に１８０°回転することにより、一体化素子Ｂ２とし
て使用でき、かつ複屈折結晶板の形状を正方形にした場
合は一体化素子組立の際に回転調整を必要としないた
め、組立工程が減少し、かつ組立が容易となりコストダ
ウンにつながる。
ば、順方向において分離・合成する２つの直交偏光の光
路長が等しいため、偏波分散が問題となるＥＤＦＡを用
いた長距離伝送系に使用可能である。また、光の入出射
位置が同一直線上になるため、コリメートレンズとの光
学調整は無調整もしくは容易になる。さらに、複屈折結
晶板は同一のものが使用でき、かつ一体化素子Ｂ１は上
下に１８０°回転することにより、一体化素子Ｂ２とし
て使用でき、かつ複屈折結晶板の形状を正方形にした場
合は一体化素子組立の際に回転調整を必要としないた
め、組立工程が減少し、かつ組立が容易となりコストダ
ウンにつながる。
【図１】本発明の１実施例にかかる光アイソレータの概
略構成図及び順方向、逆方向の偏光成分を示す。
略構成図及び順方向、逆方向の偏光成分を示す。
【図２】本発明を利用した他の実施例の光アイソレータ
の概略構成図及び順方向、逆方向の偏光成分の様子を示
す。
の概略構成図及び順方向、逆方向の偏光成分の様子を示
す。
【図３】本発明を利用したその他の実施例の光アイソレ
ータの一体化概略図を示す。
ータの一体化概略図を示す。
【図４】従来の光アイソレータの概略構成図及び順方
向、逆方向の偏光成分を示す。
向、逆方向の偏光成分を示す。
【図５】従来の光アイソレータの概略構成図及び順方
向、逆方向の偏光成分を示す。
向、逆方向の偏光成分を示す。
Ｆ１、Ｆ２ 光ファイバ １〜４ 複屈折結晶板 ５ ファラデー回転子 ６ 半波長板
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成６年５月２０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００４】ここで従来例の一例を図４、図５を用いて
説明する。図４と図５の各（ｂ）図は従来例の構成を示
し、各（ａ）と（ｃ）図は光ファイバＦ１側から見たと
き、光が各構成素子を通過した時の偏光状態を示す。
（ａ）図は順方向（＋Ｚ方向）、（ｃ）図は逆方向（−
Ｚ方向）を示す。順方向において、入射時点で屈折光の
異常光波動ベクトルと複屈折結晶板の光学軸を含む面
（以後、これを主断面とする）に対して直交する偏光成
分をＰ１、平行な偏光成分をＰ２とし、それぞれの偏光
成分の中心には黒丸、また各偏光成分を区別するため
に、直交偏光成分Ｐ１については偏光成分の片側先端に
白抜き丸を記す。さらに入射光の進行する中心軸を黒丸
で示す。なお、順方向の入射時点での偏光成分Ｐ１、Ｐ
２は逆方向にも使用する。また、各複屈折結晶板の主断
面に対して直交する偏光成分を常光、平行な偏光成分を
異常光とする。
説明する。図４と図５の各（ｂ）図は従来例の構成を示
し、各（ａ）と（ｃ）図は光ファイバＦ１側から見たと
き、光が各構成素子を通過した時の偏光状態を示す。
（ａ）図は順方向（＋Ｚ方向）、（ｃ）図は逆方向（−
Ｚ方向）を示す。順方向において、入射時点で屈折光の
異常光波動ベクトルと複屈折結晶板の光学軸を含む面
（以後、これを主断面とする）に対して直交する偏光成
分をＰ１、平行な偏光成分をＰ２とし、それぞれの偏光
成分の中心には黒丸、また各偏光成分を区別するため
に、直交偏光成分Ｐ１については偏光成分の片側先端に
白抜き丸を記す。さらに入射光の進行する中心軸を黒丸
で示す。なお、順方向の入射時点での偏光成分Ｐ１、Ｐ
２は逆方向にも使用する。また、各複屈折結晶板の主断
面に対して直交する偏光成分を常光、平行な偏光成分を
異常光とする。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】図４において、（ｂ）図より、光ファイバ
Ｆ１，Ｆ２間に入射方向から収束レンズ（省略）、複屈
折結晶板７、透過光の偏光面を４５°回転するファラデ
ー回転子１１、複屈折結晶板８、複屈折結晶板９、複屈
折結晶板１０の順に配置されている。前記複屈折結晶板
７、８、９、１０の光学軸は光軸に対し４５°の傾斜角
を持ち、厚さの比は√２：１：（１＋√２／２）：√２
／２で構成される。前記複屈折結晶板９、１０の主断面
は一致しているが、前記複屈折結晶板８の主断面とは直
交している。さらに前記複屈折結晶板９、１０の主断面
と前記複屈折結晶板８の主断面は前記複屈折結晶板７の
主断面に対して、それぞれ４５°回転したものである。
（ａ）図において、複屈折結晶板７への入射光は主断面
に対して常光Ｐ１、異常光Ｐ２に分離する。常光Ｐ１は
そのまま直進し、異常光Ｐ２は√２Ｌ水平移動して複屈
折結晶板７からファラデー回転子１１へ出射される。フ
ァラデー回転子１１により偏光面が４５°回転され、Ｐ
１、Ｐ２は複屈折結晶板８に入射する。複屈折結晶板８
に対してもＰ１は常光、Ｐ２は異常光となるため、Ｐ１
はそのまま直進し、Ｐ２がさらにＬ水平移動して複屈折
結晶板８から出射する。このときのＰ１、Ｐ２の移動距
離は、Ｐ１が０に対して、Ｐ２は（１＋√２）Ｌであ
る。複屈折結晶板９に入射した直交する偏光成分Ｐ１、
Ｐ２は複屈折結晶板９に対してはＰ１が異常光、Ｐ２が
常光となるため、Ｐ２は直進し、Ｐ１が（１＋√２／
２）Ｌ水平移動して複屈折結晶板９から出射される。こ
のときのＰ１、Ｐ２の移動距離は共に（１＋√２）Ｌと
なるために、直交する２偏光成分の光路長は等しいが、
光の入出射位置は同一直線上にはない。
Ｆ１，Ｆ２間に入射方向から収束レンズ（省略）、複屈
折結晶板７、透過光の偏光面を４５°回転するファラデ
ー回転子１１、複屈折結晶板８、複屈折結晶板９、複屈
折結晶板１０の順に配置されている。前記複屈折結晶板
７、８、９、１０の光学軸は光軸に対し４５°の傾斜角
を持ち、厚さの比は√２：１：（１＋√２／２）：√２
／２で構成される。前記複屈折結晶板９、１０の主断面
は一致しているが、前記複屈折結晶板８の主断面とは直
交している。さらに前記複屈折結晶板９、１０の主断面
と前記複屈折結晶板８の主断面は前記複屈折結晶板７の
主断面に対して、それぞれ４５°回転したものである。
（ａ）図において、複屈折結晶板７への入射光は主断面
に対して常光Ｐ１、異常光Ｐ２に分離する。常光Ｐ１は
そのまま直進し、異常光Ｐ２は√２Ｌ水平移動して複屈
折結晶板７からファラデー回転子１１へ出射される。フ
ァラデー回転子１１により偏光面が４５°回転され、Ｐ
１、Ｐ２は複屈折結晶板８に入射する。複屈折結晶板８
に対してもＰ１は常光、Ｐ２は異常光となるため、Ｐ１
はそのまま直進し、Ｐ２がさらにＬ水平移動して複屈折
結晶板８から出射する。このときのＰ１、Ｐ２の移動距
離は、Ｐ１が０に対して、Ｐ２は（１＋√２）Ｌであ
る。複屈折結晶板９に入射した直交する偏光成分Ｐ１、
Ｐ２は複屈折結晶板９に対してはＰ１が異常光、Ｐ２が
常光となるため、Ｐ２は直進し、Ｐ１が（１＋√２／
２）Ｌ水平移動して複屈折結晶板９から出射される。こ
のときのＰ１、Ｐ２の移動距離は共に（１＋√２）Ｌと
なるために、直交する２偏光成分の光路長は等しいが、
光の入出射位置は同一直線上にはない。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】図５において、（ｂ）図より、光ファイバ
Ｆ１、Ｆ２間に入射方向から、複屈折結晶板１２、透過
光の偏光面を４５°回転するファラデー回転子１６、複
屈折結晶板１３、ファラデー回転子１６と反対方向に４
５°回転するファラデー回転子１７、複屈折結晶板１
４、ファラデー回転子１６の偏光面回転方向の反対方向
に偏光面を４５°回転するファラデー回転子１８、複屈
折結晶板１５の順に配置されている。前記複屈折結晶板
１２、１３、１４、１５の厚さの比はそれぞれ１：√
２：１：√２で構成される。前記複屈折結晶板１２、１
４の主断面は一致しているが、前記複屈折結晶板１３、
１５の主断面は直交している。また、前記複屈折結晶板
１３、１５の主断面は前記複屈折結晶板１２、１４の主
断面に対してそれぞれ４５°回転したものである。
Ｆ１、Ｆ２間に入射方向から、複屈折結晶板１２、透過
光の偏光面を４５°回転するファラデー回転子１６、複
屈折結晶板１３、ファラデー回転子１６と反対方向に４
５°回転するファラデー回転子１７、複屈折結晶板１
４、ファラデー回転子１６の偏光面回転方向の反対方向
に偏光面を４５°回転するファラデー回転子１８、複屈
折結晶板１５の順に配置されている。前記複屈折結晶板
１２、１３、１４、１５の厚さの比はそれぞれ１：√
２：１：√２で構成される。前記複屈折結晶板１２、１
４の主断面は一致しているが、前記複屈折結晶板１３、
１５の主断面は直交している。また、前記複屈折結晶板
１３、１５の主断面は前記複屈折結晶板１２、１４の主
断面に対してそれぞれ４５°回転したものである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１２】上記従来例図４においては、順方向におい
て信号光を直交する２偏光成分に分離・合成するまでの
直交する２偏光成分の光路長は等しいが、入出射光が同
一直線上でないために組立時の光学調整が煩雑になり、
また偏光素子材料の厚さが同一でないために偏光素子と
して数種類使用しなければならず、光アイソレータ自体
のコストアップにつながる。
て信号光を直交する２偏光成分に分離・合成するまでの
直交する２偏光成分の光路長は等しいが、入出射光が同
一直線上でないために組立時の光学調整が煩雑になり、
また偏光素子材料の厚さが同一でないために偏光素子と
して数種類使用しなければならず、光アイソレータ自体
のコストアップにつながる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１３】上記従来技術図５においては入出射光は同
一直線上にあるが、偏光素子材料の厚さが同一でないた
めに偏光素子として、数種類使用しなければならないた
めに材料費等で光アイソレータ自体のコストアップにつ
ながる。また、順方向において、信号光を直交する２偏
光成分に分離・合成するまでの直交する２偏光成分の光
路長となるために、ＥＤＦＡを用いた長距離光増幅シス
テムにこの光アイソレータが使用される場合、偏波分散
が生じ、伝送特性の劣化につながるおそれがある。
一直線上にあるが、偏光素子材料の厚さが同一でないた
めに偏光素子として、数種類使用しなければならないた
めに材料費等で光アイソレータ自体のコストアップにつ
ながる。また、順方向において、信号光を直交する２偏
光成分に分離・合成するまでの直交する２偏光成分の光
路長となるために、ＥＤＦＡを用いた長距離光増幅シス
テムにこの光アイソレータが使用される場合、偏波分散
が生じ、伝送特性の劣化につながるおそれがある。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１５】
【課題を解決するための手段】本発明は、１対もしくは
複数対の光導波路間に配置され、複屈折性を有する平板
状の複屈折結晶板を用い、光の入射側から、第１複屈折
結晶板、第２複屈折結晶板、４５°回転非相反素子、４
５°回転相反素子、第３複屈折結晶板、第４複屈折結晶
板の順に配列し、前記４枚の複屈折結晶板の厚さが全て
等しく、順方向において４５°回転非相反素子と４５°
回転相反素子の回転方向が反対である光アイソレータで
ある。
複数対の光導波路間に配置され、複屈折性を有する平板
状の複屈折結晶板を用い、光の入射側から、第１複屈折
結晶板、第２複屈折結晶板、４５°回転非相反素子、４
５°回転相反素子、第３複屈折結晶板、第４複屈折結晶
板の順に配列し、前記４枚の複屈折結晶板の厚さが全て
等しく、順方向において４５°回転非相反素子と４５°
回転相反素子の回転方向が反対である光アイソレータで
ある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。なお、本発明の対象とする光アイソレータは
常に永久磁石を必要とするので、これについての図示並
びに説明は省略する。図１において、（ｂ）図は本発明
の一実施例の構成を示し、（ａ）、（ｃ）図は光ファイ
バＦ１側から見たとき、各構成素子通過時における光の
偏光状態を示す。（ａ）図は順方向、（ｃ）図は逆方向
を示す。図（ｂ）において、光ファイバＦ１、Ｆ２間に
入射方向から収束レンズ（省略）、複屈折結晶板１、複
屈折結晶板２、非相反素子として透過光の偏光面を４５
°回転するファラデー回転子５、相反素子としてファラ
デー回転子５と反対方向に透過光の偏光面を４５°回転
する半波長板もしくは旋光子６、複屈折結晶板３、複屈
折結晶板４、収束レンズ（省略）の順に配置されてい
る。前記複屈折結晶板１、２、３、４の厚さの比は１：
１：１：１で構成される。前記複屈折結晶板１及び前記
複屈折結晶板２、前記複屈折結晶板３及び前記複屈折結
晶板４の主断面はそれぞれ直交している。また、前記複
屈折結晶板１及び前記複屈折結晶板３、前記複屈折結晶
板２及び前記複屈折結晶板４の主断面はそれぞれ一致し
ている。前記全ての複屈折結晶板において、入射光の進
行する中心軸に垂直な面（境界面）に垂直入射する光を
直交する２偏光に分離する際にその分離角を最大にする
ように入射光の中心軸に対して所定角度傾いている。
説明する。なお、本発明の対象とする光アイソレータは
常に永久磁石を必要とするので、これについての図示並
びに説明は省略する。図１において、（ｂ）図は本発明
の一実施例の構成を示し、（ａ）、（ｃ）図は光ファイ
バＦ１側から見たとき、各構成素子通過時における光の
偏光状態を示す。（ａ）図は順方向、（ｃ）図は逆方向
を示す。図（ｂ）において、光ファイバＦ１、Ｆ２間に
入射方向から収束レンズ（省略）、複屈折結晶板１、複
屈折結晶板２、非相反素子として透過光の偏光面を４５
°回転するファラデー回転子５、相反素子としてファラ
デー回転子５と反対方向に透過光の偏光面を４５°回転
する半波長板もしくは旋光子６、複屈折結晶板３、複屈
折結晶板４、収束レンズ（省略）の順に配置されてい
る。前記複屈折結晶板１、２、３、４の厚さの比は１：
１：１：１で構成される。前記複屈折結晶板１及び前記
複屈折結晶板２、前記複屈折結晶板３及び前記複屈折結
晶板４の主断面はそれぞれ直交している。また、前記複
屈折結晶板１及び前記複屈折結晶板３、前記複屈折結晶
板２及び前記複屈折結晶板４の主断面はそれぞれ一致し
ている。前記全ての複屈折結晶板において、入射光の進
行する中心軸に垂直な面（境界面）に垂直入射する光を
直交する２偏光に分離する際にその分離角を最大にする
ように入射光の中心軸に対して所定角度傾いている。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１８】（ａ）図において、複屈折結晶板１への入
射光は複屈折結晶板１の主断面に対して常光Ｐ１、異常
光Ｐ２に分離する。常光Ｐ１はそのまま直進し、異常光
Ｐ２はＬ水平移動して複屈折結晶板１から複屈折結晶板
２へ出射される。複屈折結晶板２に入射した２つの直交
する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は、複屈折結晶板２に対しては
Ｐ１は異常光、Ｐ２は常光となるため、Ｐ２はそのまま
直進し、Ｐ１はＬ水平移動して複屈折結晶板２から出射
する。このときＰ１、Ｐ２移動距離はＰ１、Ｐ２共にＬ
である。複屈折結晶板２から出射した２つの直交する偏
光成分Ｐ１、Ｐ２はファラデー回転子５により４５°、
半波長板６によりファラデー回転子５と反対方向に４５
°回転されるため、半波長板６を通過したＰ１、Ｐ２の
偏光状態は複屈折結晶板２を通過した偏光状態と同じで
ある。複屈折結晶板３に入射した２つの直交する偏光成
分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板３に対してはＰ１が常光、
Ｐ２が異常光となるため、Ｐ１は直進し、Ｐ２はＬ水平
移動して複屈折結晶板３から出射される。複屈折結晶板
４に入射した直交する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶
板４に対してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となるため、Ｐ
２が直進し、Ｐ１がＬ水平移動して、Ｐ１と直交合成し
て光ファイバＦ２へ出射される。このときのＰ１、Ｐ２
の移動距離は共に２Ｌとなるために、直交する２偏光成
分の光路長は等しく、かつ、光の入出射位置は同一直線
上にある。
射光は複屈折結晶板１の主断面に対して常光Ｐ１、異常
光Ｐ２に分離する。常光Ｐ１はそのまま直進し、異常光
Ｐ２はＬ水平移動して複屈折結晶板１から複屈折結晶板
２へ出射される。複屈折結晶板２に入射した２つの直交
する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は、複屈折結晶板２に対しては
Ｐ１は異常光、Ｐ２は常光となるため、Ｐ２はそのまま
直進し、Ｐ１はＬ水平移動して複屈折結晶板２から出射
する。このときＰ１、Ｐ２移動距離はＰ１、Ｐ２共にＬ
である。複屈折結晶板２から出射した２つの直交する偏
光成分Ｐ１、Ｐ２はファラデー回転子５により４５°、
半波長板６によりファラデー回転子５と反対方向に４５
°回転されるため、半波長板６を通過したＰ１、Ｐ２の
偏光状態は複屈折結晶板２を通過した偏光状態と同じで
ある。複屈折結晶板３に入射した２つの直交する偏光成
分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶板３に対してはＰ１が常光、
Ｐ２が異常光となるため、Ｐ１は直進し、Ｐ２はＬ水平
移動して複屈折結晶板３から出射される。複屈折結晶板
４に入射した直交する偏光成分Ｐ１、Ｐ２は複屈折結晶
板４に対してＰ１が異常光、Ｐ２が常光となるため、Ｐ
２が直進し、Ｐ１がＬ水平移動して、Ｐ１と直交合成し
て光ファイバＦ２へ出射される。このときのＰ１、Ｐ２
の移動距離は共に２Ｌとなるために、直交する２偏光成
分の光路長は等しく、かつ、光の入出射位置は同一直線
上にある。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２０】図２は本発明を利用した他の実施例を示
す。（ｂ）図はその実施例の構成を示し、（ａ）、
（ｃ）図は光ファイバから見たとき、各構成素子通過時
における光の偏光状態を示す。（ａ）図は順方向、
（ｃ）図は逆方向を示す。図１で示した本発明光アイソ
レータの４５°回転非相反素子と４５°回転相反素子を
前後に入れ換えても、入射光の偏光方向によらず、光ア
イソレータ機能を果たすと同時に順方向において、分離
・合成する直交する２偏光成分の光路長は等しく、かつ
光の入出射位置は同一直線上にあるというように図１で
示した光アイソレータと同様の効果を得ることができ
る。
す。（ｂ）図はその実施例の構成を示し、（ａ）、
（ｃ）図は光ファイバから見たとき、各構成素子通過時
における光の偏光状態を示す。（ａ）図は順方向、
（ｃ）図は逆方向を示す。図１で示した本発明光アイソ
レータの４５°回転非相反素子と４５°回転相反素子を
前後に入れ換えても、入射光の偏光方向によらず、光ア
イソレータ機能を果たすと同時に順方向において、分離
・合成する直交する２偏光成分の光路長は等しく、かつ
光の入出射位置は同一直線上にあるというように図１で
示した光アイソレータと同様の効果を得ることができ
る。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２１】図３は図１に示した本発明光アイソレータ
を一体化したその他の実施例を示す。本発明光アイソレ
ータの偏光素子である全ての複屈折結晶板の光学軸は入
射光の進行する中心軸に対して所定の角度傾いており、
かつ厚さも等しいため、本発明光アイソレータに使用す
る複屈折結晶板は１種類でよい。偏光素子である複屈折
結晶板の入射光の進行する中心軸に対して垂直な面を正
方形にした場合には、複屈折結晶板１と複屈折結晶板２
において、それぞれの光学軸が所定の位置に配置し、か
つ主断面を直交するようにそれぞれを接合すれば良く、
入射光の進行する中心軸回りの回転調整を必要とせず、
正方形の面を所定の位置に合わせるだけで良く、また、
複屈折結晶板１と複屈折結晶板２を一体化した偏光子Ｂ
１は上下に１８０°回転すれば複屈折結晶板３と複屈折
結晶板４の一体化した偏光子Ｂ２を構成することが出来
るため組立工程の大幅な削減が可能となる。
を一体化したその他の実施例を示す。本発明光アイソレ
ータの偏光素子である全ての複屈折結晶板の光学軸は入
射光の進行する中心軸に対して所定の角度傾いており、
かつ厚さも等しいため、本発明光アイソレータに使用す
る複屈折結晶板は１種類でよい。偏光素子である複屈折
結晶板の入射光の進行する中心軸に対して垂直な面を正
方形にした場合には、複屈折結晶板１と複屈折結晶板２
において、それぞれの光学軸が所定の位置に配置し、か
つ主断面を直交するようにそれぞれを接合すれば良く、
入射光の進行する中心軸回りの回転調整を必要とせず、
正方形の面を所定の位置に合わせるだけで良く、また、
複屈折結晶板１と複屈折結晶板２を一体化した偏光子Ｂ
１は上下に１８０°回転すれば複屈折結晶板３と複屈折
結晶板４の一体化した偏光子Ｂ２を構成することが出来
るため組立工程の大幅な削減が可能となる。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２２
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように本発明の構成によれ
ば、順方向において分離・合成する２つの直交偏光の光
路長が等しいため、偏波分散が問題となるＥＤＦＡを用
いた長距離伝送系に使用可能である。また、光の入出射
位置が同一直線上になるため、コリメートレンズとの光
学調整は無調整もしくは容易になる。さらに、複屈折結
晶板は同一のものが使用でき、かつ一体化偏光子Ｂ１は
上下に１８０°回転することにより、一体化偏光子Ｂ２
として使用でき、かつ複屈折結晶板の形状を正方形にし
た場合は一体化偏光子組立の際に回転調整を必要としな
いため、組立工程が減少し、かつ組立が容易となりコス
トダウンにつながる。
ば、順方向において分離・合成する２つの直交偏光の光
路長が等しいため、偏波分散が問題となるＥＤＦＡを用
いた長距離伝送系に使用可能である。また、光の入出射
位置が同一直線上になるため、コリメートレンズとの光
学調整は無調整もしくは容易になる。さらに、複屈折結
晶板は同一のものが使用でき、かつ一体化偏光子Ｂ１は
上下に１８０°回転することにより、一体化偏光子Ｂ２
として使用でき、かつ複屈折結晶板の形状を正方形にし
た場合は一体化偏光子組立の際に回転調整を必要としな
いため、組立工程が減少し、かつ組立が容易となりコス
トダウンにつながる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【手続補正１３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正１４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正内容】
【図３】
【手続補正１５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正内容】
【図４】
【手続補正１６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図５
【補正方法】変更
【補正内容】
【図５】
Claims (3)
- 【請求項１】１対もしくは複数対の光導波路間に配置さ
れる複屈折結晶板を用いた光アイソレータにおいて、光
の入射側から第１複屈折結晶板、第２複屈折結晶板、４
５°回転非相反素子、４５°回転相反素子、第３複屈折
結晶板、第４複屈折結晶板の順に配列し、前記４枚の複
屈折結晶板の厚さが全て等しい事を特徴とする光アイソ
レータ。 - 【請求項２】前記第１と第２複屈折結晶板の偏光分離方
向のなす角度、及び前記第３と第４複屈折結晶板の偏光
分離方向のなす角度が９０°、前記第１と第３複屈折結
晶板の偏光分離方向のなす角度、及び前記第２と第４複
屈折結晶板の偏光分離方向のなす角度が１８０°および
前記第２と第３複屈折結晶板の偏光方向のなす角度が９
０°である事を特徴とする請求項１記載の光アイソレー
タ。 - 【請求項３】順方向において、前記第１複屈折結晶板に
入射する光と前記第４複屈折結晶板から出射される光は
同一直線上であり、光が前記第１複屈折結晶板で直交す
る２偏光に分離され、前記第４複屈折結晶板で直交合成
されるまでの２偏光間の光路長が等しい事を特徴とする
請求項１記載の光アイソレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031766A JP2989983B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 光アイソレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5031766A JP2989983B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 光アイソレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250121A true JPH06250121A (ja) | 1994-09-09 |
| JP2989983B2 JP2989983B2 (ja) | 1999-12-13 |
Family
ID=12340170
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5031766A Expired - Fee Related JP2989983B2 (ja) | 1993-02-22 | 1993-02-22 | 光アイソレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2989983B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7095559B2 (en) | 2003-02-04 | 2006-08-22 | Fujitsu Limited | Variable optical delay circuit |
-
1993
- 1993-02-22 JP JP5031766A patent/JP2989983B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7095559B2 (en) | 2003-02-04 | 2006-08-22 | Fujitsu Limited | Variable optical delay circuit |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2989983B2 (ja) | 1999-12-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |