JPH06250130A - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JPH06250130A JPH06250130A JP5035714A JP3571493A JPH06250130A JP H06250130 A JPH06250130 A JP H06250130A JP 5035714 A JP5035714 A JP 5035714A JP 3571493 A JP3571493 A JP 3571493A JP H06250130 A JPH06250130 A JP H06250130A
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- optical
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- light
- narrow band
- optical isolator
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/52—Multiple coating or impregnating multiple coating or impregnating with the same composition or with compositions only differing in the concentration of the constituents, is classified as single coating or impregnation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
- C04B41/4505—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements characterised by the method of application
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/03—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
- G02F1/0305—Constructional arrangements
- G02F1/0311—Structural association of optical elements, e.g. lenses, polarizers, phase plates, with the crystal
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光情報処理装置等に用いるのに適した光アイ
ソレータに関し、磁石を必要とせず、外部磁界が存在し
ても影響を受けることの少ない光アイソレータを提供す
ることを目的とする。 【構成】 周波数ｆ０の光を一方向で透過させ、逆方向
で実質的に遮断する光アイソレータであって、光軸上に
配置され、実質的に周波数（ｆ０−Δｆ）から（ｆ0 ＋
Δｆ）の光を透過させる狭帯域透過フィルタと、光軸上
に前記狭帯域透過フィルタと並んで配置され、対向面を
有する光学結晶と、対向面上に配置された対向電極とを
有し、対向電極に周波数Δｆ以上の電気信号を受け、ポ
ッケルス効果によって屈折率変化を示す位相変調器とを
有する。
ソレータに関し、磁石を必要とせず、外部磁界が存在し
ても影響を受けることの少ない光アイソレータを提供す
ることを目的とする。 【構成】 周波数ｆ０の光を一方向で透過させ、逆方向
で実質的に遮断する光アイソレータであって、光軸上に
配置され、実質的に周波数（ｆ０−Δｆ）から（ｆ0 ＋
Δｆ）の光を透過させる狭帯域透過フィルタと、光軸上
に前記狭帯域透過フィルタと並んで配置され、対向面を
有する光学結晶と、対向面上に配置された対向電極とを
有し、対向電極に周波数Δｆ以上の電気信号を受け、ポ
ッケルス効果によって屈折率変化を示す位相変調器とを
有する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光アイソレータに関
し、特に光情報処理装置等に用いるのに適した光アイソ
レータに関する。
し、特に光情報処理装置等に用いるのに適した光アイソ
レータに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、磁気光学素子を用いた光アイ
ソレータが知られている。図６に、磁気光学素子を用い
た従来の光アイソレータを概略的に示す。
ソレータが知られている。図６に、磁気光学素子を用い
た従来の光アイソレータを概略的に示す。
【０００３】光軸Ｏｘ上に、磁気光学素子５１が配置さ
れ、その両側に偏光子５２ａ、５２ｂが、偏光軸を互い
に４５度の角度において配置されている。磁気光学素子
５１は、磁場Ｍを印加することにより、入射する光に対
してその偏光軸を４５度回転させる機能を有する。
れ、その両側に偏光子５２ａ、５２ｂが、偏光軸を互い
に４５度の角度において配置されている。磁気光学素子
５１は、磁場Ｍを印加することにより、入射する光に対
してその偏光軸を４５度回転させる機能を有する。
【０００４】光軸Ｏｘ上を進行する光５０は、入射側の
偏光子５２ａによって角度０度の偏光軸を有する直線偏
光にされる。この直線偏光は、磁気光学素子５１に入射
し、偏光軸を４５度回転させられ、出射する時には角度
４５度の偏光軸を有する直線偏光となる。この直線偏光
は、出射側の偏光子５２ｂの偏光軸と偏光方向が一致
し、偏光子５２ｂを透過して出射する。
偏光子５２ａによって角度０度の偏光軸を有する直線偏
光にされる。この直線偏光は、磁気光学素子５１に入射
し、偏光軸を４５度回転させられ、出射する時には角度
４５度の偏光軸を有する直線偏光となる。この直線偏光
は、出射側の偏光子５２ｂの偏光軸と偏光方向が一致
し、偏光子５２ｂを透過して出射する。
【０００５】光軸Ｏｘ上を逆方向に進行する光は、まず
右側の偏光子５２ｂをそのまま通過する。なお、偏光子
５２ｂに入射する光が無偏光の場合は、偏光子５２ｂに
よって偏光軸が角度４５度の直線偏光に変換される。
右側の偏光子５２ｂをそのまま通過する。なお、偏光子
５２ｂに入射する光が無偏光の場合は、偏光子５２ｂに
よって偏光軸が角度４５度の直線偏光に変換される。
【０００６】角度４５度の偏光軸を有する直線偏光は、
磁気光学素子５１に入射し、偏光方向が４５度回転させ
られる。すなわち、出射する光の偏光軸は角度９０度の
方向となる。この方向は、左側の偏光子５２ａの偏光軸
と直交するため、偏光子５２ａによって遮断される。
磁気光学素子５１に入射し、偏光方向が４５度回転させ
られる。すなわち、出射する光の偏光軸は角度９０度の
方向となる。この方向は、左側の偏光子５２ａの偏光軸
と直交するため、偏光子５２ａによって遮断される。
【０００７】このように、図６に示す光アイソレータ
は、右側に進行する光を透過し、左側に進行する光を遮
断する。このようにして、単方向に光を透過させる光ア
イソレータの機能が実現される。
は、右側に進行する光を透過し、左側に進行する光を遮
断する。このようにして、単方向に光を透過させる光ア
イソレータの機能が実現される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】磁気光学素子を用いた
光アイソレータは、方向性に優れているが、磁気光学素
子に磁界を印加するための磁石が必要となる。このた
め、装置が大型化しやすく、かつ周辺に漏洩磁界を発生
させる。また、光磁気ディスク装置のような高磁界を用
いる装置においては、外部磁界の影響を受けて精度が低
下する。
光アイソレータは、方向性に優れているが、磁気光学素
子に磁界を印加するための磁石が必要となる。このた
め、装置が大型化しやすく、かつ周辺に漏洩磁界を発生
させる。また、光磁気ディスク装置のような高磁界を用
いる装置においては、外部磁界の影響を受けて精度が低
下する。
【０００９】本発明の目的は、磁石を必要とせず、外部
磁界が存在しても影響を受けることの少ない光アイソレ
ータを提供することである。
磁界が存在しても影響を受けることの少ない光アイソレ
ータを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の光アイソレータ
は、周波数ｆ０の光を一方向で透過させ、逆方向で実質
的に遮断する光アイソレータであって、光軸上に配置さ
れ、実質的に周波数（ｆ０−Δｆ）から（ｆ0 ＋Δｆ）
の光を透過させる狭帯域透過フィルタと、光軸上に前記
狭帯域透過フィルタと並んで配置され、対向面を有する
光学結晶と、対向面上に配置された対向電極とを有し、
対向電極に周波数Δｆ以上の電気信号を受け、ポッケル
ス効果によって屈折率変化を示す位相変調器とを有す
る。
は、周波数ｆ０の光を一方向で透過させ、逆方向で実質
的に遮断する光アイソレータであって、光軸上に配置さ
れ、実質的に周波数（ｆ０−Δｆ）から（ｆ0 ＋Δｆ）
の光を透過させる狭帯域透過フィルタと、光軸上に前記
狭帯域透過フィルタと並んで配置され、対向面を有する
光学結晶と、対向面上に配置された対向電極とを有し、
対向電極に周波数Δｆ以上の電気信号を受け、ポッケル
ス効果によって屈折率変化を示す位相変調器とを有す
る。
【００１１】
【作用】位相変調器は、入射する光の周波数スペクトル
を変化させ、変調周波数の間隔で配置されたサイドバン
ドを発生させる。このサイドバンドの間隔が狭帯域透過
フィルタの透過周波数領域の半分よりも大きければ、サ
イドバンドは狭帯域透過フィルタによって遮蔽できる。
を変化させ、変調周波数の間隔で配置されたサイドバン
ドを発生させる。このサイドバンドの間隔が狭帯域透過
フィルタの透過周波数領域の半分よりも大きければ、サ
イドバンドは狭帯域透過フィルタによって遮蔽できる。
【００１２】位相変調器が変調を行なう時の周波数スペ
クトルを調整することにより、中心周波数成分を十分低
減しておけば、位相変調後の光は狭帯域透過フィルタに
よって実質的に遮断される。
クトルを調整することにより、中心周波数成分を十分低
減しておけば、位相変調後の光は狭帯域透過フィルタに
よって実質的に遮断される。
【００１３】すなわち、初めに狭帯域透過フィルタを透
過し、次に位相変調器を通る光は、変調を受けるが、そ
のまま出射する。この光が反射して戻ってきた場合に
は、狭帯域透過フィルタによってほぼ実質的に遮断され
る。
過し、次に位相変調器を通る光は、変調を受けるが、そ
のまま出射する。この光が反射して戻ってきた場合に
は、狭帯域透過フィルタによってほぼ実質的に遮断され
る。
【００１４】位相変調器は、電界によって変調を行なう
ため、磁界は必要としない。したがって磁石は使用する
必要がない。また、外部磁界が存在しても位相変調器が
影響を受けることは少ない。
ため、磁界は必要としない。したがって磁石は使用する
必要がない。また、外部磁界が存在しても位相変調器が
影響を受けることは少ない。
【００１５】
【実施例】図１に、本発明の実施例を示す。図１（Ａ）
は、光ディスク装置の光学系を概略的に示す。光ディス
ク装置において、光源であるレーザダイオード１から発
した光は、光磁気ディスク１０裏面に形成された光磁気
膜上に照射される。光磁気膜は、光と磁石Ｍからの磁界
とによって書き込みを行なうことができ、光によって読
み出しを行なうことができる。
は、光ディスク装置の光学系を概略的に示す。光ディス
ク装置において、光源であるレーザダイオード１から発
した光は、光磁気ディスク１０裏面に形成された光磁気
膜上に照射される。光磁気膜は、光と磁石Ｍからの磁界
とによって書き込みを行なうことができ、光によって読
み出しを行なうことができる。
【００１６】レーザダイオード１から光磁気ディスク１
０に向かう光軸Ｏｘ上には、光変調器２、光アイソレー
タ３、レンズ１１、ビームスプリッタ１２、反射鏡１
３、レンズ１４がこの順序で配置されている。レーザダ
イオード１は、たとえばＩｎＧａＰとＡｌＩｎＧａＰの
超格子で形成された多重量子井戸を活性層として有し、
６３３ｎｍの可干渉光を発射する。
０に向かう光軸Ｏｘ上には、光変調器２、光アイソレー
タ３、レンズ１１、ビームスプリッタ１２、反射鏡１
３、レンズ１４がこの順序で配置されている。レーザダ
イオード１は、たとえばＩｎＧａＰとＡｌＩｎＧａＰの
超格子で形成された多重量子井戸を活性層として有し、
６３３ｎｍの可干渉光を発射する。
【００１７】光変調器２は、たとえば印加電界によって
吸収係数を変化させる半導体装置で構成され、情報書き
込み時に入射光を選択的に吸収し、出射光強度を制御す
る。光アイソレータ３は、光変調器２から入射する光を
レンズ１１に透過し、逆方向に進む光を実質的に遮断す
る。
吸収係数を変化させる半導体装置で構成され、情報書き
込み時に入射光を選択的に吸収し、出射光強度を制御す
る。光アイソレータ３は、光変調器２から入射する光を
レンズ１１に透過し、逆方向に進む光を実質的に遮断す
る。
【００１８】光アイソレータ３を通ってレンズ１１に入
射した光は、スプリッタ１２、反射鏡１３、他のレンズ
１４を通って光磁気ディスク１０裏面上に集光する。ビ
ームスプリッタ１２は、入射する光の一部を反射するい
わゆるハーフミラーによって構成することができる。反
射鏡１３は、入射する光を全て反射する。
射した光は、スプリッタ１２、反射鏡１３、他のレンズ
１４を通って光磁気ディスク１０裏面上に集光する。ビ
ームスプリッタ１２は、入射する光の一部を反射するい
わゆるハーフミラーによって構成することができる。反
射鏡１３は、入射する光を全て反射する。
【００１９】なお、光磁気ディスク１０の半径方向に光
を走査する時には、ビームスプリッタ１２と反射鏡１３
の間の距離を変化させることができる。この時、レンズ
１１が入射する光を、平行光束に変換するコリメータレ
ンズとして機能すれば、反射鏡１３の位置によらず光磁
気ディスク１０に入射する光量は実質的に一定に保て
る。
を走査する時には、ビームスプリッタ１２と反射鏡１３
の間の距離を変化させることができる。この時、レンズ
１１が入射する光を、平行光束に変換するコリメータレ
ンズとして機能すれば、反射鏡１３の位置によらず光磁
気ディスク１０に入射する光量は実質的に一定に保て
る。
【００２０】情報書き込み時には、光磁気ディスク１０
の光照射部分に磁石Ｍから外部磁界を印加する。この磁
界印加下において、レーザダイオード１から高強度の光
を発射させ、光変調器２で変調して変調光を光磁気ディ
スク１０裏面上の光磁気膜に照射する。この光照射によ
り、光磁気膜は情報を書き込む。
の光照射部分に磁石Ｍから外部磁界を印加する。この磁
界印加下において、レーザダイオード１から高強度の光
を発射させ、光変調器２で変調して変調光を光磁気ディ
スク１０裏面上の光磁気膜に照射する。この光照射によ
り、光磁気膜は情報を書き込む。
【００２１】情報読み出し時には、レーザダイオード１
から低強度の光を発射し、光変調器２は変調動作を行な
わず、そのまま光を透過させる。光磁気ディスク１０に
入射した光は、光磁気ディスク１０裏面上の光磁気膜の
状態に応じた反射光となる。この反射光は、ビームスプ
リッタ１２によって反射され、半導体ホトダイオード等
で形成された光検出器１５によって検出される。
から低強度の光を発射し、光変調器２は変調動作を行な
わず、そのまま光を透過させる。光磁気ディスク１０に
入射した光は、光磁気ディスク１０裏面上の光磁気膜の
状態に応じた反射光となる。この反射光は、ビームスプ
リッタ１２によって反射され、半導体ホトダイオード等
で形成された光検出器１５によって検出される。
【００２２】なお、光磁気ディスク１０裏面上で反射し
た光が、再び光変調器２、レーザダイオード１に入射す
ると、これらの動作を乱す原因となる。そこで、光アイ
ソレータ３が挿入され、戻り光を遮断する。
た光が、再び光変調器２、レーザダイオード１に入射す
ると、これらの動作を乱す原因となる。そこで、光アイ
ソレータ３が挿入され、戻り光を遮断する。
【００２３】図１（Ｂ）は、光アイソレータ３の構成を
示す。図１（Ｂ）において、光アイソレータ３は狭帯域
透過フィルタ４と位相変調器５を含む。狭帯域透過フィ
ルタ４は、ファブリペロエタロンで構成されている。
示す。図１（Ｂ）において、光アイソレータ３は狭帯域
透過フィルタ４と位相変調器５を含む。狭帯域透過フィ
ルタ４は、ファブリペロエタロンで構成されている。
【００２４】狭帯域透過フィルタ４は、たとえば間隔１
ｍｍで対向配置された２枚の平行石英板２１ａ、２１ｂ
を有する。これら平行石英板２１ａ、２１ｂの内側対向
表面上には、金属反射鏡２２ａ、２２ｂが形成されてい
る。なお、この金属反射鏡２２ａ、２２ｂは、入射する
光を全て反射する反射鏡ではなく、所定の反射率、たと
えば反射率Ｒ＝９９％の部分反射鏡である。
ｍｍで対向配置された２枚の平行石英板２１ａ、２１ｂ
を有する。これら平行石英板２１ａ、２１ｂの内側対向
表面上には、金属反射鏡２２ａ、２２ｂが形成されてい
る。なお、この金属反射鏡２２ａ、２２ｂは、入射する
光を全て反射する反射鏡ではなく、所定の反射率、たと
えば反射率Ｒ＝９９％の部分反射鏡である。
【００２５】図２（Ａ）は、図１（Ｂ）に示す構成のフ
ァブリペロエタロンの光透過特性を概略的に示す。平行
反射面の間隔が１ｍｍであり、反射面の反射率が９９％
のファブリペロエタロンの光透過スペクトルは、半値幅
ＨＭＬＷが約２．４ＧＨｚであり、隣接する透過バンド
間の周波数間隔ｆｇが約１５０ＧＨｚである。
ァブリペロエタロンの光透過特性を概略的に示す。平行
反射面の間隔が１ｍｍであり、反射面の反射率が９９％
のファブリペロエタロンの光透過スペクトルは、半値幅
ＨＭＬＷが約２．４ＧＨｚであり、隣接する透過バンド
間の周波数間隔ｆｇが約１５０ＧＨｚである。
【００２６】なお、ファブリペロエタロンの透過バンド
の１つに、レーザダイオード１の発射するレーザ光波長
が合致するように、ファブリペロエタロン４の反射面の
間隔および角度を調整するか、レーザダイオード１の発
振周波数を調整する。
の１つに、レーザダイオード１の発射するレーザ光波長
が合致するように、ファブリペロエタロン４の反射面の
間隔および角度を調整するか、レーザダイオード１の発
振周波数を調整する。
【００２７】図１（Ｂ）に戻って、位相変調器５は、直
方体状のＬｉＮｂＯ3 結晶６を用いて構成される。Ｌｉ
ＮｂＯ3 結晶は、電界を印加するとポッケルス効果によ
り、その屈折率を変化させる。
方体状のＬｉＮｂＯ3 結晶６を用いて構成される。Ｌｉ
ＮｂＯ3 結晶は、電界を印加するとポッケルス効果によ
り、その屈折率を変化させる。
【００２８】ＬｉＮｂＯ3 結晶６には、一対の光入射面
ｗ１、光出射面ｗ２と、電極を形成するための一対の対
向面Ｓ１、Ｓ２が形成されている。この対向面Ｓ１、Ｓ
２上には、一対の対向電極７ａ、７ｂが配置され、Ｌｉ
ＮｂＯ3 結晶６に電界を印加することができるようにさ
れている。
ｗ１、光出射面ｗ２と、電極を形成するための一対の対
向面Ｓ１、Ｓ２が形成されている。この対向面Ｓ１、Ｓ
２上には、一対の対向電極７ａ、７ｂが配置され、Ｌｉ
ＮｂＯ3 結晶６に電界を印加することができるようにさ
れている。
【００２９】対向電極の一方７ｂは接地され、対向電極
の他方７ａはインダクタンス８を介して変調電源９に接
続されている。変調電源９は、たとえば変調周波数Δｆ
＝２ＧＨｚの変調電圧を発生する。
の他方７ａはインダクタンス８を介して変調電源９に接
続されている。変調電源９は、たとえば変調周波数Δｆ
＝２ＧＨｚの変調電圧を発生する。
【００３０】図２（Ｂ）は、位相変調器５の機能を示
す。変調周波数Δｆの変調電圧を印加された位相変調器
５は、周波数ｆ０の入射光に対して間隔Δｆのサイドバ
ンドを発生させる。
す。変調周波数Δｆの変調電圧を印加された位相変調器
５は、周波数ｆ０の入射光に対して間隔Δｆのサイドバ
ンドを発生させる。
【００３１】入射するレーザ光の電界振幅Ｅを、 Ｅ（ｔ）＝Ｅcos （ωｔ） …（１） （ただし、ωは入射光の角周波数）とすると、位相変調
器５を出射する光の電界振幅は、 Ｅ（ｔ）＝Ｅcos ｛ωｔ＋（Ｗｄ／Ｗｏ）cos Ｗｏｔ｝ …（２） （ただし、Ｗｄは位相変調器の周波数偏移、Ｗｏは変調
角周波数）と表される。
器５を出射する光の電界振幅は、 Ｅ（ｔ）＝Ｅcos ｛ωｔ＋（Ｗｄ／Ｗｏ）cos Ｗｏｔ｝ …（２） （ただし、Ｗｄは位相変調器の周波数偏移、Ｗｏは変調
角周波数）と表される。
【００３２】これを第一種ベッセル関数を用いて展開す
ると、 Ｅ（ｔ）＝Ｅ〔Ｊ０（ｍ）cos （ωｔ） ＋Ｊ１（ｍ）｛ cos（ω＋Ｗｏ）ｔ− cos（ω−Ｗｏ）ｔ｝ ＋Ｊ２（ｍ）｛ cos（ω＋２Ｗｏ）ｔ＋ cos（ω−２Ｗｏ）ｔ｝ ＋Ｊ３（ｍ）｛ cos（ω＋３Ｗｏ）ｔ− cos（ω−３Ｗｏ）ｔ｝ ＋… …（３） （ただし、ｍ＝Ｗｄ／Ｗｏ）と表せる。なお、周波数ｆ
０は角周波数ωに対応し、周波数Δｆは角周波数Ｗ０に
対応する。
ると、 Ｅ（ｔ）＝Ｅ〔Ｊ０（ｍ）cos （ωｔ） ＋Ｊ１（ｍ）｛ cos（ω＋Ｗｏ）ｔ− cos（ω−Ｗｏ）ｔ｝ ＋Ｊ２（ｍ）｛ cos（ω＋２Ｗｏ）ｔ＋ cos（ω−２Ｗｏ）ｔ｝ ＋Ｊ３（ｍ）｛ cos（ω＋３Ｗｏ）ｔ− cos（ω−３Ｗｏ）ｔ｝ ＋… …（３） （ただし、ｍ＝Ｗｄ／Ｗｏ）と表せる。なお、周波数ｆ
０は角周波数ωに対応し、周波数Δｆは角周波数Ｗ０に
対応する。
【００３３】光磁気ディスクに入射する光を、図２
（Ｂ）に示すように変調し、狭帯域透過フィルタの１つ
の透過帯域幅を２Δｆよりも小さく選択すれば、反射光
の各成分のうち、サイドバンドは除去することが可能と
なる。
（Ｂ）に示すように変調し、狭帯域透過フィルタの１つ
の透過帯域幅を２Δｆよりも小さく選択すれば、反射光
の各成分のうち、サイドバンドは除去することが可能と
なる。
【００３４】図３は、この動作を概略的に示す。図３
（Ａ）はレーザダイオードが発するシングルモードの光
を表す。シングルモード光は周波数ｆ０の成分のみを持
つ。図３（Ｂ）は、エタロンで構成された狭帯域透過フ
ィルタの透過特性を示す。１つの透過帯は、中心周波数
ｆ０で、ピーク透過率の半分の透過率における透過帯域
幅、すなわち半値幅が約２．４ＧＨｚである。
（Ａ）はレーザダイオードが発するシングルモードの光
を表す。シングルモード光は周波数ｆ０の成分のみを持
つ。図３（Ｂ）は、エタロンで構成された狭帯域透過フ
ィルタの透過特性を示す。１つの透過帯は、中心周波数
ｆ０で、ピーク透過率の半分の透過率における透過帯域
幅、すなわち半値幅が約２．４ＧＨｚである。
【００３５】図３（Ｃ）は、位相変調器の周波数スペク
トルを示す。周波数ｆ０の入射光が入射すると、位相変
調器は図３（Ｃ）に示すようなスペクトルの出射光を発
生する。
トルを示す。周波数ｆ０の入射光が入射すると、位相変
調器は図３（Ｃ）に示すようなスペクトルの出射光を発
生する。
【００３６】すなわち、中心周波数ｆ０から間隔Δｆ＝
２ＧＨｚのサイドバンドが発生したスペクトルが出射光
のスペクトルとなる。なお、サイドバンドのスペクトル
分布は、ベッセル関数Ｊｉ（ｍ）に依存する。
２ＧＨｚのサイドバンドが発生したスペクトルが出射光
のスペクトルとなる。なお、サイドバンドのスペクトル
分布は、ベッセル関数Ｊｉ（ｍ）に依存する。
【００３７】中心周波数ｆ０の成分を十分抑圧すれば、
中心周波数ｆ０の光は狭帯域透過フィルタ４を通って光
変調器２、レーザダイオード１に戻るが、その強度は十
分低く無視できる。その他の各サイドバンド成分は除去
される。
中心周波数ｆ０の光は狭帯域透過フィルタ４を通って光
変調器２、レーザダイオード１に戻るが、その強度は十
分低く無視できる。その他の各サイドバンド成分は除去
される。
【００３８】なお、半値幅２．４ＧＨｚの半分は１．２
ＧＨｚであり、これに対してサイドバンド間の周波数差
をΔｆ＝２ＧＨｚに設定したが、サイドバンドが十分抑
圧されれば、変調周波数はより小さくてもよい。また、
変調周波数をより高く設定すれば、サイドバンド除去率
をより向上させることもできる。
ＧＨｚであり、これに対してサイドバンド間の周波数差
をΔｆ＝２ＧＨｚに設定したが、サイドバンドが十分抑
圧されれば、変調周波数はより小さくてもよい。また、
変調周波数をより高く設定すれば、サイドバンド除去率
をより向上させることもできる。
【００３９】ここで、ファブリペロエタロンを用いた時
の狭帯域透過フィルタの特性と、位相変調器の特性につ
いてより詳細に検討する。ファブリペロエタロンの共振
ピーク間隔ｆｇと、透過帯半値幅ＨＭＬＷは、以下のよ
うに表すことができる。
の狭帯域透過フィルタの特性と、位相変調器の特性につ
いてより詳細に検討する。ファブリペロエタロンの共振
ピーク間隔ｆｇと、透過帯半値幅ＨＭＬＷは、以下のよ
うに表すことができる。
【００４０】 ｆｇ＝ｃ／２ｎｄ ＨＭＬＷ＝（ｃ／２πｎｄ）｛（１−Ｒ）／（Ｒ）1/2 ｝ （ただし、ｃは光速、ｎはエタロン内の屈折率、ｄはミ
ラー間隔、Ｒはミラーの反射率） ミラー間隔ｄ＝１ｍｍ、反射率Ｒ＝９９％のエタロンの
場合、 ｆｇ＝１５０ＧＨｚ ＨＭＬＷ＝２．４ＧＨｚ となる。
ラー間隔、Ｒはミラーの反射率） ミラー間隔ｄ＝１ｍｍ、反射率Ｒ＝９９％のエタロンの
場合、 ｆｇ＝１５０ＧＨｚ ＨＭＬＷ＝２．４ＧＨｚ となる。
【００４１】現在の技術において、ＬｉＮｂＯ3 結晶を
用いた位相変調は、十数ＧＨｚまで可能である。また、
印加電圧に対して位相偏移がπとなる半波長電圧は、次
式で表される。
用いた位相変調は、十数ＧＨｚまで可能である。また、
印加電圧に対して位相偏移がπとなる半波長電圧は、次
式で表される。
【００４２】Ｖ（λ／２）＝λ0 ｄc ／ｎe 3 ｒc ｌ （ただし、λ0 は光の波長、ｄc は結晶の厚さ、ｌは結
晶の長さ） したがって、半波長電圧Ｖ（λ／２）はｄc ／ｌに比例
する。
晶の長さ） したがって、半波長電圧Ｖ（λ／２）はｄc ／ｌに比例
する。
【００４３】したがって、結晶の大きさを調整すること
で半波長電圧を制御することができる。高周波で用いる
場合は、付随容量を大きくしないように、結晶の長さｌ
はあまり大きくしないほうが好ましい。一例として、Ｌ
ｉＮｂＯ3 結晶を用いた場合、ｄC ＝０．３ｍｍ、ｌ＝
１０ｍｍ、λ0 ＝６３３ｍｍとすると、 Ｖ（λ／２）≒６０Ｖ となる。
で半波長電圧を制御することができる。高周波で用いる
場合は、付随容量を大きくしないように、結晶の長さｌ
はあまり大きくしないほうが好ましい。一例として、Ｌ
ｉＮｂＯ3 結晶を用いた場合、ｄC ＝０．３ｍｍ、ｌ＝
１０ｍｍ、λ0 ＝６３３ｍｍとすると、 Ｖ（λ／２）≒６０Ｖ となる。
【００４４】以上の説明においては、レーザダイオード
の発振波長を６３３ｎｍとしたが、他の波長のレーザを
用いることも当然可能である。ただし、レーザの出射光
は、線幅がエタロンの帯域幅より小さく、しかもシング
ルモードで発振することが望まれる。
の発振波長を６３３ｎｍとしたが、他の波長のレーザを
用いることも当然可能である。ただし、レーザの出射光
は、線幅がエタロンの帯域幅より小さく、しかもシング
ルモードで発振することが望まれる。
【００４５】エタロンは、周辺温度の変化に対して敏感
である。温度変化の激しいところで用いる場合には、エ
タロンの透過率ピークの波長が温度変化によって影響を
受ける。このような場合、周囲温度を測定し、エタロン
の角度を調整したり、エタロン間隔を調整するフィード
バック系を設けることが望ましい。
である。温度変化の激しいところで用いる場合には、エ
タロンの透過率ピークの波長が温度変化によって影響を
受ける。このような場合、周囲温度を測定し、エタロン
の角度を調整したり、エタロン間隔を調整するフィード
バック系を設けることが望ましい。
【００４６】図４は、本発明の他の実施例による光アイ
ソレータを示す。位相変調器５は、図１（Ｂ）に示した
位相変調器と同等である。狭帯域透過フィルタ４ａは、
石英板等で形成された１枚の透明基板２４の上に反射面
２５、透明膜２６、反射面２７を積層した多層膜フィル
タで構成されている。反射面２５、２７は、たとえば所
定反射率を有するように厚さを調整された金属膜で形成
することができる。また、誘電体多層膜を用いることも
可能である。
ソレータを示す。位相変調器５は、図１（Ｂ）に示した
位相変調器と同等である。狭帯域透過フィルタ４ａは、
石英板等で形成された１枚の透明基板２４の上に反射面
２５、透明膜２６、反射面２７を積層した多層膜フィル
タで構成されている。反射面２５、２７は、たとえば所
定反射率を有するように厚さを調整された金属膜で形成
することができる。また、誘電体多層膜を用いることも
可能である。
【００４７】透明膜２６は、この多層膜フィルタで構成
されたファブリペロエタロン４ａの透過波長を定めるよ
うに選定される。ファブリペロエタロン４ａには、さら
に回転機構３０が結合されており、ファブリペロエタロ
ン４ａの光軸に対する角度を調整することができる。回
転機構３０は、制御装置３２によってその回転角度を制
御される。
されたファブリペロエタロン４ａの透過波長を定めるよ
うに選定される。ファブリペロエタロン４ａには、さら
に回転機構３０が結合されており、ファブリペロエタロ
ン４ａの光軸に対する角度を調整することができる。回
転機構３０は、制御装置３２によってその回転角度を制
御される。
【００４８】温度検出器３１は、周辺温度を検出し、そ
の結果を制御装置３２に供給する。制御装置３２は、検
出した温度信号に基づき、回転機構３０を調整してファ
ブリペロエタロン４ａの光軸に対する角度を調整する。
の結果を制御装置３２に供給する。制御装置３２は、検
出した温度信号に基づき、回転機構３０を調整してファ
ブリペロエタロン４ａの光軸に対する角度を調整する。
【００４９】したがって、周辺温度が変化しても、ファ
ブリペロエタロン４ａがその角度を調整することによ
り、透過波長は一定に保たれる。なお、このような回転
機構および制御機構を、図１（Ｂ）に示した光アイソレ
ータに用いることも可能である。
ブリペロエタロン４ａがその角度を調整することによ
り、透過波長は一定に保たれる。なお、このような回転
機構および制御機構を、図１（Ｂ）に示した光アイソレ
ータに用いることも可能である。
【００５０】図５は、本発明の他の実施例による光アイ
ソレータの構成例を示す。本実施例においては、位相変
調器５の光学結晶であるＬｉＮｂＯ3 結晶６の入射面上
に多層膜フィルタ４ａが形成されている。
ソレータの構成例を示す。本実施例においては、位相変
調器５の光学結晶であるＬｉＮｂＯ3 結晶６の入射面上
に多層膜フィルタ４ａが形成されている。
【００５１】多層膜フィルタ４ａは、図４の構成におけ
る多層膜フィルタ４ａから基板２４を取り去った構造と
同等である。その他の構成は、図１（Ｂ）および図４に
示す構成と同等である。
る多層膜フィルタ４ａから基板２４を取り去った構造と
同等である。その他の構成は、図１（Ｂ）および図４に
示す構成と同等である。
【００５２】本実施例によれば、狭帯域透過フィルタが
位相変調器と一体とされるため、全体の構成がより小型
化できる。以上、本発明を限られた実施例に基づいて説
明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。
たとえば、狭帯域透過フィルタ、位相変調器として同等
の性能を有するものであれば、他の構成を用いることも
可能である。
位相変調器と一体とされるため、全体の構成がより小型
化できる。以上、本発明を限られた実施例に基づいて説
明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。
たとえば、狭帯域透過フィルタ、位相変調器として同等
の性能を有するものであれば、他の構成を用いることも
可能である。
【００５３】その他、種々の変更、改良、組み合わせ等
が可能なことは当業者に自明であろう。
が可能なことは当業者に自明であろう。
【００５４】
【発明の効果】光アイソレータを狭帯域透過フィルタと
電界制御によって屈折率変化を生じる位相変調器によっ
て構成したため、印加磁界が不要であり、外部磁界の影
響を受けにくい。
電界制御によって屈折率変化を生じる位相変調器によっ
て構成したため、印加磁界が不要であり、外部磁界の影
響を受けにくい。
【図１】本発明の実施例を示す概略断面図である。
【図２】図１（Ｂ）に示す光アイソレータの構成部品の
特性を示すグラフである。
特性を示すグラフである。
【図３】図１（Ｂ）に示す光アイソレータの動作を説明
するためのグラフである。
するためのグラフである。
【図４】本発明の他の実施例による光アイソレータを示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図５】本発明の他の実施例による光アイソレータを示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
【図６】従来の技術による光アイソレータの構成例を示
す概略断面図である。
す概略断面図である。
１ レーザダイオード ２ 光変調器 ３ 光アイソレータ ４ 狭帯域透過フィルタ ５ 位相変調器 ６ ＬｉＮｂＯ3 結晶 ７ 対向電極 ８ インダクタンス ９ 変調電源 １０ 光磁気ディスク １１ レンズ １２ ビームスプリッタ １３ 反射鏡 １４ レンズ １５ 光検出器 ２１ 平行石英板 ２２ 金属反射面 ３０ 回転機構 ３１ 温度検出器 ３２ 制御装置
Claims (6)
- 【請求項１】 周波数ｆ０の光を一方向で透過させ、逆
方向で実質的に遮断する光アイソレータであって、 光軸上に配置され、実質的に周波数（ｆ０−Δｆ）から
（ｆ0 ＋Δｆ）の光を透過させる狭帯域透過フィルタ
（４）と、 光軸上に前記狭帯域透過フィルタと並んで配置され、対
向面を有する光学結晶（６）と、対向面上に配置された
対向電極（７ａ、７ｂ）とを有し、対向電極に周波数Δ
ｆ以上の電気信号を受け、ポッケルス効果によって屈折
率変化を示す位相変調器（５）とを有する光アイソレー
タ。 - 【請求項２】 前記狭帯域透過フィルタが所定間隔を隔
てて平行に配置された反射面（２２ａ、２２ｂ）を有す
るファブリペロエタロンである請求項１記載の光アイソ
レータ。 - 【請求項３】 前記ファブリペロエタロンが多層膜フィ
ルタ（２５、２６、２７）で構成されている請求項２記
載の光アイソレータ。 - 【請求項４】 前記多層膜フィルタ（２５、２６、２
７）が前記光学結晶（６）上に形成されている請求項３
記載の光アイソレータ。 - 【請求項５】 さらに、前記狭帯域透過フィルタの光軸
に対する角度を調整する角度調整機構（３０）を有する
請求項１〜４のいずれかに記載の光アイソレータ。 - 【請求項６】 さらに、周囲温度を検出し、検出結果に
基づいて前記角度調整機構を制御する温度補償制御手段
（３１、３２）を有する請求項５記載の光アイソレー
タ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5035714A JPH06250130A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 光アイソレータ |
| US08/113,668 US5448396A (en) | 1993-02-24 | 1993-08-31 | Photo isolator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5035714A JPH06250130A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 光アイソレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06250130A true JPH06250130A (ja) | 1994-09-09 |
Family
ID=12449538
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5035714A Withdrawn JPH06250130A (ja) | 1993-02-24 | 1993-02-24 | 光アイソレータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5448396A (ja) |
| JP (1) | JPH06250130A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5991481A (en) * | 1996-04-30 | 1999-11-23 | Nec Corporation | Optical isolator |
| WO2009028438A1 (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | 画像表示装置 |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5615037A (en) * | 1995-01-17 | 1997-03-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Sub-octave bandpass optical remote antenna link modulator and method therefor |
| US6211993B1 (en) * | 1996-05-20 | 2001-04-03 | Nz Applied Technologies Corporation | Thin film ferroelectric light modulators |
| KR100207603B1 (ko) * | 1997-01-28 | 1999-07-15 | 윤종용 | 광 증폭기 아이솔레이터 복합모듈 및 이를 사용한 광 증폭기 |
| US6614987B1 (en) * | 1998-06-12 | 2003-09-02 | Metabyte, Inc. | Television program recording with user preference determination |
| US8768110B2 (en) * | 2011-06-02 | 2014-07-01 | Alcatel Lucent | Optical isolator using phase modulators |
| CN109029764B (zh) * | 2018-07-25 | 2020-07-14 | 嘉兴尚嘉智能技术有限公司 | 一种光电混合型非接触式测温装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3584959A (en) * | 1967-02-23 | 1971-06-15 | Teeg Research Inc | Shaft position encoders |
| US4209690A (en) * | 1975-11-18 | 1980-06-24 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Induced absorption elements |
| US4783361A (en) * | 1984-09-10 | 1988-11-08 | Ovonic Synthetic Materials Company, Inc. | Coated lenses |
| US5128798A (en) * | 1991-02-07 | 1992-07-07 | International Business Machines Corporation | Addressable wedge etalon filter |
| GB2254710B (en) * | 1991-04-12 | 1994-01-26 | Northern Telecom Europ Ltd | Fabry-perot optical filters |
| US5303020A (en) * | 1992-12-30 | 1994-04-12 | Litton Systems, Inc. | Optical transceiver apparatus having time programmed gain |
-
1993
- 1993-02-24 JP JP5035714A patent/JPH06250130A/ja not_active Withdrawn
- 1993-08-31 US US08/113,668 patent/US5448396A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5991481A (en) * | 1996-04-30 | 1999-11-23 | Nec Corporation | Optical isolator |
| US6226427B1 (en) | 1996-04-30 | 2001-05-01 | Nec Corporation | Optical isolator |
| WO2009028438A1 (ja) * | 2007-08-29 | 2009-03-05 | Sharp Kabushiki Kaisha | 画像表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5448396A (en) | 1995-09-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000509 |