JPH06258598A - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JPH06258598A JPH06258598A JP5048837A JP4883793A JPH06258598A JP H06258598 A JPH06258598 A JP H06258598A JP 5048837 A JP5048837 A JP 5048837A JP 4883793 A JP4883793 A JP 4883793A JP H06258598 A JPH06258598 A JP H06258598A
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2746—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means comprising non-reciprocal devices, e.g. isolators, FRM, circulators, quasi-isolators
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- 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
- G02F1/09—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 magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—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 magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S372/00—Coherent light generators
- Y10S372/703—Optical isolater
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- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 光ファイバを伝送路に用いた通信系におい
て、光信号の逆方向の伝送を遮断するアイソレーション
特性に優れ、小型で実装が容易な偏光無依存型光アイソ
レータの提供を目的とする。 【構成】 光ファイバ２１から出射した光を反射板３２
で反射させて光ファイバ２２に導く３個の収束性ロッド
レンズ２６、２９、３１系において、複屈折結晶２４と
磁気光学結晶２７と複屈折結晶３０との光学系で第１の
光アイソレータ機能を、複屈折結晶３０と磁気光学結晶
２７と複屈折結晶２５との光学系で第２の光アイソレー
タ機能を実現することにより、部品数を従来の約半分に
でき、光ファイバが一方向に集中して取付けられた実装
の容易な、２段の光アイソレータが得られる。
て、光信号の逆方向の伝送を遮断するアイソレーション
特性に優れ、小型で実装が容易な偏光無依存型光アイソ
レータの提供を目的とする。 【構成】 光ファイバ２１から出射した光を反射板３２
で反射させて光ファイバ２２に導く３個の収束性ロッド
レンズ２６、２９、３１系において、複屈折結晶２４と
磁気光学結晶２７と複屈折結晶３０との光学系で第１の
光アイソレータ機能を、複屈折結晶３０と磁気光学結晶
２７と複屈折結晶２５との光学系で第２の光アイソレー
タ機能を実現することにより、部品数を従来の約半分に
でき、光ファイバが一方向に集中して取付けられた実装
の容易な、２段の光アイソレータが得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを伝送路に
用いた通信系において、光信号の逆方向の透過を遮断す
る偏光無依存型光アイソレータに関するものである。
用いた通信系において、光信号の逆方向の透過を遮断す
る偏光無依存型光アイソレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、光ファイバ通信の高速化に伴い、
光信号の高品質化が要求され、光ファイバ中で生じる反
射戻り光を遮断する光アイソレータの導入が進んできて
いる。
光信号の高品質化が要求され、光ファイバ中で生じる反
射戻り光を遮断する光アイソレータの導入が進んできて
いる。
【０００３】以下に従来の光アイソレータの構成につい
て説明する。図５は従来の偏光無依存型光アイソレータ
の構成（特開昭５５−２２７２９公報）を示すものであ
る。図５（ａ）、（ｂ）において、１および２は光の入
出射用光ファイバ、３はレンズ、４および７は複屈折結
晶、５は磁石８の磁界を受けて入射光の偏波面を入射方
向に無関係に左回りに４５度回転させる磁気光学結晶、
６は１／２波長板、９から１７は光アイソレータの順方
向の光の進行を示す矢印である。
て説明する。図５は従来の偏光無依存型光アイソレータ
の構成（特開昭５５−２２７２９公報）を示すものであ
る。図５（ａ）、（ｂ）において、１および２は光の入
出射用光ファイバ、３はレンズ、４および７は複屈折結
晶、５は磁石８の磁界を受けて入射光の偏波面を入射方
向に無関係に左回りに４５度回転させる磁気光学結晶、
６は１／２波長板、９から１７は光アイソレータの順方
向の光の進行を示す矢印である。
【０００４】以上のように構成された従来の光アイソレ
ータについて、以下その動作を説明する。同図（ａ）に
おいて、光ファイバ１から出射した無偏光の光９は、レ
ンズ３を透過後、複屈折結晶４で偏波面が互いに直交す
る常光１０および異常光１１の２つの直線偏光に分離さ
れる。次にこの直線偏光１０、１１は磁気光学結晶５で
各偏波面が左方向に約４５度の回転を受け、さらに１／
２波長板６で同じく左方向に約４５度の回転を受けるの
で、直線偏光１０および１１の各偏波面は約９０度回転
される。この２つの直線偏光は複屈折結晶７では１０が
異常光、１１が常光となるので、同図に示すように同一
光軸上に合成され、レンズ３の収束作用によって合成光
１２は光ファイバ２に入射する。
ータについて、以下その動作を説明する。同図（ａ）に
おいて、光ファイバ１から出射した無偏光の光９は、レ
ンズ３を透過後、複屈折結晶４で偏波面が互いに直交す
る常光１０および異常光１１の２つの直線偏光に分離さ
れる。次にこの直線偏光１０、１１は磁気光学結晶５で
各偏波面が左方向に約４５度の回転を受け、さらに１／
２波長板６で同じく左方向に約４５度の回転を受けるの
で、直線偏光１０および１１の各偏波面は約９０度回転
される。この２つの直線偏光は複屈折結晶７では１０が
異常光、１１が常光となるので、同図に示すように同一
光軸上に合成され、レンズ３の収束作用によって合成光
１２は光ファイバ２に入射する。
【０００５】他方、同図（ｂ）において、上記合成光１
２の方向とは逆方向に進む、光ファイバ２から出射した
無偏光の光１３は、前述と逆方向に複屈折結晶７で偏波
面が互いに直交する常光１４と異常光１５の２つの直線
偏光に分離された後、各直線偏光の偏波面は１／２波長
板６で右回りに約４５度、磁気光学結晶５で左回りに約
４５度の回転を受ける。それゆえ、複屈折結晶４に入射
する各直線偏光は、１／２波長板６を透過する前と同じ
偏波面方向、すなわち常光１４は常光１６、異常光１５
は異常光１７となるので、複屈折結晶４でこの２つの直
線偏光は合成されず、光ファイバ１に入射することはで
きない。以上のように従来の光アイソレータは動作して
いた。
２の方向とは逆方向に進む、光ファイバ２から出射した
無偏光の光１３は、前述と逆方向に複屈折結晶７で偏波
面が互いに直交する常光１４と異常光１５の２つの直線
偏光に分離された後、各直線偏光の偏波面は１／２波長
板６で右回りに約４５度、磁気光学結晶５で左回りに約
４５度の回転を受ける。それゆえ、複屈折結晶４に入射
する各直線偏光は、１／２波長板６を透過する前と同じ
偏波面方向、すなわち常光１４は常光１６、異常光１５
は異常光１７となるので、複屈折結晶４でこの２つの直
線偏光は合成されず、光ファイバ１に入射することはで
きない。以上のように従来の光アイソレータは動作して
いた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図５
（ｂ）に示すように光アイソレータの光ファイバ２から
光ファイバ１へ透過する光の遮断の割合、すなわちアイ
ソレーション特性は、磁気光学結晶固有の特性で決ま
る。それゆえ、図５に示す従来例の構成は、磁気光学結
晶１個を用いた１段の光アイソレータであり、アイソレ
ーション特性は３５ｄＢ程度で、高品質な光信号伝送
系、あるいは光ファイバ増幅器などへの応用にはアイソ
レーション特性が不十分である欠点があった。さらに、
従来の光アイソレータは、磁気光学結晶の左右に光ファ
イバを設けた構造をしており、固定などの実装の際、光
ファイバの引き回しに多くの面積を必要とする欠点があ
った。
（ｂ）に示すように光アイソレータの光ファイバ２から
光ファイバ１へ透過する光の遮断の割合、すなわちアイ
ソレーション特性は、磁気光学結晶固有の特性で決ま
る。それゆえ、図５に示す従来例の構成は、磁気光学結
晶１個を用いた１段の光アイソレータであり、アイソレ
ーション特性は３５ｄＢ程度で、高品質な光信号伝送
系、あるいは光ファイバ増幅器などへの応用にはアイソ
レーション特性が不十分である欠点があった。さらに、
従来の光アイソレータは、磁気光学結晶の左右に光ファ
イバを設けた構造をしており、固定などの実装の際、光
ファイバの引き回しに多くの面積を必要とする欠点があ
った。
【０００７】本発明はこのような従来の光アイソレータ
の課題を解決するもので、アイソレーション特性が大き
く、また実装が容易な偏光無依存型光アイソレータの提
供を目的とするものである。
の課題を解決するもので、アイソレーション特性が大き
く、また実装が容易な偏光無依存型光アイソレータの提
供を目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光アイソレータ
は、２本の光ファイバと、入射光を略平行光に変換する
第１のレンズと、入射光の偏波面をπ／４（以下４５度
と表す）回転させる磁気光学結晶と、入射した平行光を
収束させる第２のレンズと、第１の複屈折結晶と、入射
光を略平行光に変換する第３のレンズと、反射板とを、
この順番に配置し、２本の光ファイバと第１のレンズと
の各間に、平板状の第２および第３の複屈折結晶を各々
設け、第１、第２および第３の複屈折結晶は、異常光を
移動または分離させる方向が各々、０度：４５度（また
は−４５度）：−４５度（または４５度）で、その移動
距離が各々、１：√２：√２の関係に設定された構成を
有している。
は、２本の光ファイバと、入射光を略平行光に変換する
第１のレンズと、入射光の偏波面をπ／４（以下４５度
と表す）回転させる磁気光学結晶と、入射した平行光を
収束させる第２のレンズと、第１の複屈折結晶と、入射
光を略平行光に変換する第３のレンズと、反射板とを、
この順番に配置し、２本の光ファイバと第１のレンズと
の各間に、平板状の第２および第３の複屈折結晶を各々
設け、第１、第２および第３の複屈折結晶は、異常光を
移動または分離させる方向が各々、０度：４５度（また
は−４５度）：−４５度（または４５度）で、その移動
距離が各々、１：√２：√２の関係に設定された構成を
有している。
【０００９】
【作用】本発明では、第１の光ファイバから出射した光
を反射板で反射させて第２の光ファイバに導く３個のレ
ンズ系において、第２の複屈折結晶と磁気光学結晶と第
１の複屈折結晶との光学系で第１の光アイソレータを、
第１の複屈折結晶と磁気光学結晶と第３の複屈折結晶と
の光学系で第２の光アイソレータを構成するので、少な
い光学デバイスを用いてアイソレーション特性が大き
い、小型の２段光アイソレータが実現できる。
を反射板で反射させて第２の光ファイバに導く３個のレ
ンズ系において、第２の複屈折結晶と磁気光学結晶と第
１の複屈折結晶との光学系で第１の光アイソレータを、
第１の複屈折結晶と磁気光学結晶と第３の複屈折結晶と
の光学系で第２の光アイソレータを構成するので、少な
い光学デバイスを用いてアイソレーション特性が大き
い、小型の２段光アイソレータが実現できる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１および図２は本発明の第１の実施例に
おける光アイソレータの構成を説明する図である。図１
はこの光アイソレータに順方向に光を進行させた場合の
光路と偏光状態の変化を、図２は逆方向に光を進行させ
た場合の光路と偏光状態の変化を説明した図である。
て説明する。図１および図２は本発明の第１の実施例に
おける光アイソレータの構成を説明する図である。図１
はこの光アイソレータに順方向に光を進行させた場合の
光路と偏光状態の変化を、図２は逆方向に光を進行させ
た場合の光路と偏光状態の変化を説明した図である。
【００１１】図１および図２において、２１および２２
はシングルモード光ファイバ、２３は光ファイバ２１、
２２の先端部を整列させ、その先端面を光軸に垂直な面
に対して約８度に研磨した光ファイバアレイ、２４およ
び２５は入射光を偏波面が互いに直交する常光、異常光
の２つの直線偏光に分離する、ルチル結晶などの平板状
の複屈折結晶、２６は入射光をその出射面で平行光に変
換する収束性ロッドレンズ、２７は磁石２８の磁界を受
けて入射光の偏波面を非可逆的に左回りに約４５度回転
させる磁気光学結晶、２９は入射した平行光をその出射
面付近で収束させる収束性ロッドレンズ、３０は入射し
た特定の直線偏光（異常光）の光路を移動させる、ルチ
ル結晶などの平板状の複屈折結晶、３１は入射光をその
出射面で平行光に変換する収束性ロッドレンズ、３２は
入射光を反射する光の反射板である。なお、複屈折結晶
３０、２４、２５は、異常光を移動または分離させる方
向が各々、０度：４５度：−４５度で、その移動距離が
各々、１：√２：√２の関係になるように、各複屈折結
晶の光学軸の向きと厚みを設定している。また、収束性
ロッドレンズ２６、２９、３１は、光ファイバ２１およ
び２２の開口数よりも大きな開口数を有している。
はシングルモード光ファイバ、２３は光ファイバ２１、
２２の先端部を整列させ、その先端面を光軸に垂直な面
に対して約８度に研磨した光ファイバアレイ、２４およ
び２５は入射光を偏波面が互いに直交する常光、異常光
の２つの直線偏光に分離する、ルチル結晶などの平板状
の複屈折結晶、２６は入射光をその出射面で平行光に変
換する収束性ロッドレンズ、２７は磁石２８の磁界を受
けて入射光の偏波面を非可逆的に左回りに約４５度回転
させる磁気光学結晶、２９は入射した平行光をその出射
面付近で収束させる収束性ロッドレンズ、３０は入射し
た特定の直線偏光（異常光）の光路を移動させる、ルチ
ル結晶などの平板状の複屈折結晶、３１は入射光をその
出射面で平行光に変換する収束性ロッドレンズ、３２は
入射光を反射する光の反射板である。なお、複屈折結晶
３０、２４、２５は、異常光を移動または分離させる方
向が各々、０度：４５度：−４５度で、その移動距離が
各々、１：√２：√２の関係になるように、各複屈折結
晶の光学軸の向きと厚みを設定している。また、収束性
ロッドレンズ２６、２９、３１は、光ファイバ２１およ
び２２の開口数よりも大きな開口数を有している。
【００１２】光は矢印で示す方向であって、紙面水平方
向に進むものとし、矢印４０から６８は、光ファイバ２
１、２２の光の入出射端面、収束性ロッドレンズ２６
内、収束性ロッドレンズ２９内、収束性ロッドレンズ３
１内での光の進行方向と偏光状態を示す。また、光の偏
光状態は光軸の紙面に垂直な平面を、紙面の左側から見
た偏光方向を図中の丸の中の矢印で示すものとし、回転
は時計回りを右回り、反時計回りを左回りとする。
向に進むものとし、矢印４０から６８は、光ファイバ２
１、２２の光の入出射端面、収束性ロッドレンズ２６
内、収束性ロッドレンズ２９内、収束性ロッドレンズ３
１内での光の進行方向と偏光状態を示す。また、光の偏
光状態は光軸の紙面に垂直な平面を、紙面の左側から見
た偏光方向を図中の丸の中の矢印で示すものとし、回転
は時計回りを右回り、反時計回りを左回りとする。
【００１３】以上のように構成された本実施例の光アイ
ソレータについて、図１および図２を用いてその動作を
説明する。
ソレータについて、図１および図２を用いてその動作を
説明する。
【００１４】まず図１において、順方向の光の動作を説
明する。光ファイバアレイ２３の光ファイバ２１から出
射した無偏光の光４０は、複屈折結晶２４に入射し、偏
波面が互いに直交する常光４１と異常光４２の２つの直
線偏光に分離される。複屈折結晶２４は異常光４２を、
光軸に対して紙面に垂直な方向を０度として、４５度の
方向に、√２×ｄの距離だけ移動させるように設定され
ているので、常光４１は直進し、異常光４２は光路を曲
げられ異なる位置から出射する。なお、ｄは任意の長さ
を表すが、図２で説明するように逆方向に進行する光
が、光ファイバ２１に入射しないためには、少なくとも
光ファイバのクラッド径の１／２以上の長さが望まし
い。
明する。光ファイバアレイ２３の光ファイバ２１から出
射した無偏光の光４０は、複屈折結晶２４に入射し、偏
波面が互いに直交する常光４１と異常光４２の２つの直
線偏光に分離される。複屈折結晶２４は異常光４２を、
光軸に対して紙面に垂直な方向を０度として、４５度の
方向に、√２×ｄの距離だけ移動させるように設定され
ているので、常光４１は直進し、異常光４２は光路を曲
げられ異なる位置から出射する。なお、ｄは任意の長さ
を表すが、図２で説明するように逆方向に進行する光
が、光ファイバ２１に入射しないためには、少なくとも
光ファイバのクラッド径の１／２以上の長さが望まし
い。
【００１５】ここで、光ファイバ２１、２２の先端面お
よび複屈折結晶２４、２５の表面で生じた反射戻り光が
各光ファイバに入射するのを遮断するために、光ファイ
バアレイ２３の先端を８度の斜めに研磨し、さらに複屈
折結晶２４、２５は光ファイバアレイ２３の斜め研磨さ
れた先端面に平行に、すなわち光軸に対して８度に配置
している。また、同図中には示していないが、収束性ロ
ッドレンズ２６の入射面での反射戻り光が光ファイバ２
１、２２に入射しないように、各光ファイバの光軸を収
束性ロッドレンズ２６の光軸に対して３〜４度の斜めに
設けている。
よび複屈折結晶２４、２５の表面で生じた反射戻り光が
各光ファイバに入射するのを遮断するために、光ファイ
バアレイ２３の先端を８度の斜めに研磨し、さらに複屈
折結晶２４、２５は光ファイバアレイ２３の斜め研磨さ
れた先端面に平行に、すなわち光軸に対して８度に配置
している。また、同図中には示していないが、収束性ロ
ッドレンズ２６の入射面での反射戻り光が光ファイバ２
１、２２に入射しないように、各光ファイバの光軸を収
束性ロッドレンズ２６の光軸に対して３〜４度の斜めに
設けている。
【００１６】さて、複屈折結晶２４で分離された２つの
直線偏光４１、４２は収束性ロッドレンズ２６の中心軸
からわずかにずれた位置から入射し、収束性ロッドレン
ズ２６の他端面でほぼ平行光に変換されて、磁気光学結
晶２７に入射する。磁気光学結晶２７は磁石２８の磁界
を受けて入射光の偏波面を非可逆的に左回りに約４５度
回転させるので、入射した２つの直線偏光４１、４２
は、各々その偏波面が左回りに約４５度の回転を受け
る。次に、この２つの平行な直線偏光は収束性ロッドレ
ンズ２９に入射して、光路が同図の上下で入れ替わった
直線偏光４３、４４として進行し、その出射面付近で前
述の収束性ロッドレンズ２６の光の入射点と軸対称な中
心軸からわずかにずれた２点に焦点を結ぶように収束さ
れる。
直線偏光４１、４２は収束性ロッドレンズ２６の中心軸
からわずかにずれた位置から入射し、収束性ロッドレン
ズ２６の他端面でほぼ平行光に変換されて、磁気光学結
晶２７に入射する。磁気光学結晶２７は磁石２８の磁界
を受けて入射光の偏波面を非可逆的に左回りに約４５度
回転させるので、入射した２つの直線偏光４１、４２
は、各々その偏波面が左回りに約４５度の回転を受け
る。次に、この２つの平行な直線偏光は収束性ロッドレ
ンズ２９に入射して、光路が同図の上下で入れ替わった
直線偏光４３、４４として進行し、その出射面付近で前
述の収束性ロッドレンズ２６の光の入射点と軸対称な中
心軸からわずかにずれた２点に焦点を結ぶように収束さ
れる。
【００１７】収束された２つの直線偏光４３、４４は、
複屈折結晶３０に入射する。複屈折結晶３０は、直線偏
光４４を０度の方向にｄの距離だけ移動させるように設
けているので、直線偏光４３は常光として直進し、直線
偏光４４は異常光として光路が変化され、各々直線偏光
４５、４６に変換される。以上の動作部分で第１の光ア
イソレータを実現している。
複屈折結晶３０に入射する。複屈折結晶３０は、直線偏
光４４を０度の方向にｄの距離だけ移動させるように設
けているので、直線偏光４３は常光として直進し、直線
偏光４４は異常光として光路が変化され、各々直線偏光
４５、４６に変換される。以上の動作部分で第１の光ア
イソレータを実現している。
【００１８】次に、この直線偏光４５、４６は収束性ロ
ッドレンズ３１に入射し、その他端面でほぼ平行光に変
換された後、反射板３２で反射される。再び収束性ロッ
ドレンズ３１に入射した直線偏光４５、４６は、先程の
入射点と軸対称の位置に、直線偏光４７、４８として再
び収束する。収束された直線偏光４７、４８は複屈折結
晶３０に入射し、先程と同じく、直線偏光４７は常光と
して直進し、直線偏光４８は異常光として先程と逆の方
向にｄの距離だけ光路が移動される。それゆえ、複屈折
結晶３０を透過した直線偏光４９、５０は、同図に示す
ように直線偏光４３、４４と線対象の位置関係となって
収束性ロッドレンズ２９に入射し、平行光に変換され
て、磁気光学結晶２７を透過する。
ッドレンズ３１に入射し、その他端面でほぼ平行光に変
換された後、反射板３２で反射される。再び収束性ロッ
ドレンズ３１に入射した直線偏光４５、４６は、先程の
入射点と軸対称の位置に、直線偏光４７、４８として再
び収束する。収束された直線偏光４７、４８は複屈折結
晶３０に入射し、先程と同じく、直線偏光４７は常光と
して直進し、直線偏光４８は異常光として先程と逆の方
向にｄの距離だけ光路が移動される。それゆえ、複屈折
結晶３０を透過した直線偏光４９、５０は、同図に示す
ように直線偏光４３、４４と線対象の位置関係となって
収束性ロッドレンズ２９に入射し、平行光に変換され
て、磁気光学結晶２７を透過する。
【００１９】磁気光学結晶２７は入射光の偏波面を入射
方向に無関係に左回りに約４５度回転させるので、入射
した２つの直線偏光４９、５０は、各々その偏波面がさ
らに左回りに約４５度の回転を受け、次に、収束性ロッ
ドレンズ２６の中で光路が同図の上下で入れ替わって、
直線偏光５１、５２として進行し、その出射面付近で前
述の収束性ロッドレンズ２９の光の入射点と軸対称な２
点の位置に焦点を結ぶように収束される。
方向に無関係に左回りに約４５度回転させるので、入射
した２つの直線偏光４９、５０は、各々その偏波面がさ
らに左回りに約４５度の回転を受け、次に、収束性ロッ
ドレンズ２６の中で光路が同図の上下で入れ替わって、
直線偏光５１、５２として進行し、その出射面付近で前
述の収束性ロッドレンズ２９の光の入射点と軸対称な２
点の位置に焦点を結ぶように収束される。
【００２０】この収束された直線偏光５１、５２は、そ
の偏波面方向が直線偏光４１、４２に対して各々９０度
異なった状態で、複屈折結晶２５に入射する。複屈折結
晶２５は、直線偏光５２を−４５度の方向に√２×ｄの
距離だけ移動させるように設けている。それゆえ、直線
偏光５１は常光として直進し、直線偏光５２は異常光と
して光路が変化されて、この２つの直線偏光は同一光軸
上に合成された光５３に変換され、光ファイバアレイ２
３の光ファイバ２２に損失なく入射する。以上の動作部
分で第２の光アイソレータを実現している。
の偏波面方向が直線偏光４１、４２に対して各々９０度
異なった状態で、複屈折結晶２５に入射する。複屈折結
晶２５は、直線偏光５２を−４５度の方向に√２×ｄの
距離だけ移動させるように設けている。それゆえ、直線
偏光５１は常光として直進し、直線偏光５２は異常光と
して光路が変化されて、この２つの直線偏光は同一光軸
上に合成された光５３に変換され、光ファイバアレイ２
３の光ファイバ２２に損失なく入射する。以上の動作部
分で第２の光アイソレータを実現している。
【００２１】次に、図２を用いて、上記光アイソレータ
の逆方向の光の動作を説明する。まず、光ファイバ２２
から出射した無偏光の光５４は、複屈折結晶２５に入射
し、偏波面が互いに直交する２つの直線偏光５５、５６
に分離された後、収束性ロッドレンズ２６の他端面でほ
ぼ平行光に変換されて、磁気光学結晶２７に入射する。
の逆方向の光の動作を説明する。まず、光ファイバ２２
から出射した無偏光の光５４は、複屈折結晶２５に入射
し、偏波面が互いに直交する２つの直線偏光５５、５６
に分離された後、収束性ロッドレンズ２６の他端面でほ
ぼ平行光に変換されて、磁気光学結晶２７に入射する。
【００２２】磁気光学結晶２７に入射した２つの直線偏
光５５、５６は、各々その偏波面が左回りに約４５度の
回転を受け、収束性ロッドレンズ２９に入射して、光路
が同図の上下で入れ替わった直線偏光５７、５８として
進行し、その出射面付近で中心軸からわずかにずれた２
点に焦点を結ぶように収束される。
光５５、５６は、各々その偏波面が左回りに約４５度の
回転を受け、収束性ロッドレンズ２９に入射して、光路
が同図の上下で入れ替わった直線偏光５７、５８として
進行し、その出射面付近で中心軸からわずかにずれた２
点に焦点を結ぶように収束される。
【００２３】続いてこの直線偏光５７、５８は複屈折結
晶３０に入射する。直線偏光５７、５８の偏波面方向
は、図１に示す順方向の場合の直線偏光４９、５０と約
９０度異なっている。その結果、直線偏光５７が異常
光、５８が常光となって複屈折結晶３０に入射するの
で、直線偏光５８は直進し、直線偏光５７は０度の方向
に距離ｄだけ光路を曲げられて、図１の順方向の場合の
直線偏光４７、４８とは異なった位置に直線偏光５９、
６０として出射する。従って、光ファイバ２２から出射
した無偏光の光５４は、その後反射板３２で反射して
も、図１の場合のように光ファイバ２１に入射すること
はできない。
晶３０に入射する。直線偏光５７、５８の偏波面方向
は、図１に示す順方向の場合の直線偏光４９、５０と約
９０度異なっている。その結果、直線偏光５７が異常
光、５８が常光となって複屈折結晶３０に入射するの
で、直線偏光５８は直進し、直線偏光５７は０度の方向
に距離ｄだけ光路を曲げられて、図１の順方向の場合の
直線偏光４７、４８とは異なった位置に直線偏光５９、
６０として出射する。従って、光ファイバ２２から出射
した無偏光の光５４は、その後反射板３２で反射して
も、図１の場合のように光ファイバ２１に入射すること
はできない。
【００２４】ところで、従来例で説明したように１段の
光アイソレータの逆方向動作では、アイソレーション特
性は３５ｄＢ程度で完全に戻り光を遮断できない。従っ
て、直線偏光５９、６０以外に、第２の光アイソレータ
の順方向光路を逆方向に進行し、反射板３２で反射され
るわずかの光６１、６２が存在する。
光アイソレータの逆方向動作では、アイソレーション特
性は３５ｄＢ程度で完全に戻り光を遮断できない。従っ
て、直線偏光５９、６０以外に、第２の光アイソレータ
の順方向光路を逆方向に進行し、反射板３２で反射され
るわずかの光６１、６２が存在する。
【００２５】この逆方向に進行する直線偏光６１、６２
は複屈折結晶３０に入射する。直線偏光６１は常光とし
て直進し、直線偏光６２は異常光として０度の方向に距
離−ｄだけ光路を変化されて、収束性ロッドレンズ２９
に入射する。
は複屈折結晶３０に入射する。直線偏光６１は常光とし
て直進し、直線偏光６２は異常光として０度の方向に距
離−ｄだけ光路を変化されて、収束性ロッドレンズ２９
に入射する。
【００２６】入射した２つの直線偏光６３、６４は収束
性ロッドレンズ２９の他端面でほぼ平行光に変換され、
磁気光学結晶２７に入射して、各偏波面が左回りに約４
５度の回転を受ける。続いて、収束性ロッドレンズ２６
内を、光路が同図の軸対称に入れ替わった直線偏光６
５、６６として進行し、収束性ロッドレンズ２６の出射
端面で中心軸からわずかにずれた２点に焦点を結ぶよう
に収束されながら、複屈折結晶２４に入射する。
性ロッドレンズ２９の他端面でほぼ平行光に変換され、
磁気光学結晶２７に入射して、各偏波面が左回りに約４
５度の回転を受ける。続いて、収束性ロッドレンズ２６
内を、光路が同図の軸対称に入れ替わった直線偏光６
５、６６として進行し、収束性ロッドレンズ２６の出射
端面で中心軸からわずかにずれた２点に焦点を結ぶよう
に収束されながら、複屈折結晶２４に入射する。
【００２７】２つの直線偏光６５、６６の偏波面方向
は、図１に示す順方向の場合の直線偏光４１、４２と各
々約９０度異なっている。それゆえ、直線偏光６６は常
光６８として直進し、直線偏光６５は異常光６７となっ
て４５度の方向に距離−√２×ｄだけ光路を曲げられ、
複屈折結晶２４を透過する。この２つの直線偏光６７、
６８は、図１の無偏光の光４０と異なる光路を進行し、
同一光軸上に合成されない。以上の動作から、第２の光
アイソレータで遮断できなかった直線偏光６１、６２
は、結局光ファイバ２１に入射することはできない。
は、図１に示す順方向の場合の直線偏光４１、４２と各
々約９０度異なっている。それゆえ、直線偏光６６は常
光６８として直進し、直線偏光６５は異常光６７となっ
て４５度の方向に距離−√２×ｄだけ光路を曲げられ、
複屈折結晶２４を透過する。この２つの直線偏光６７、
６８は、図１の無偏光の光４０と異なる光路を進行し、
同一光軸上に合成されない。以上の動作から、第２の光
アイソレータで遮断できなかった直線偏光６１、６２
は、結局光ファイバ２１に入射することはできない。
【００２８】以上の動作の説明から、本実施例の構成
は、光ファイバ２１から出射した順方向の光４０を損失
なく光ファイバ２２に入射させ、逆に光ファイバ２２か
ら出射した逆方向の光５４を２段階に遮断して光ファイ
バ２１に入射させない特性を有し、偏光無依存型の２段
光アイソレータとして機能するものであることが分か
る。
は、光ファイバ２１から出射した順方向の光４０を損失
なく光ファイバ２２に入射させ、逆に光ファイバ２２か
ら出射した逆方向の光５４を２段階に遮断して光ファイ
バ２１に入射させない特性を有し、偏光無依存型の２段
光アイソレータとして機能するものであることが分か
る。
【００２９】以上のように本実施例の構成の特徴は、２
本の光ファイバ２１、２２と、入射光を略平行光に変換
する収束性ロッドレンズ２６と、入射光の偏波面を可逆
的に約４５度回転させる磁気光学結晶２７と、入射した
平行光を収束させる収束性ロッドレンズ２９と、複屈折
結晶３０と、入射光を略平行光に変換する収束性ロッド
レンズ３１と、反射板３２とを、この順番に配置し、光
ファイバ２１および２２と収束性ロッドレンズ２６との
各間に、複屈折結晶２４および２５を設け、複屈折結晶
３０、２４、２５は、異常光を移動または分離させる方
向が各々、０度：４５度：−４５度で、その移動距離が
各々、１：√２：√２の関係になるように、各複屈折結
晶の光学軸の向きと厚みを設定したことである。
本の光ファイバ２１、２２と、入射光を略平行光に変換
する収束性ロッドレンズ２６と、入射光の偏波面を可逆
的に約４５度回転させる磁気光学結晶２７と、入射した
平行光を収束させる収束性ロッドレンズ２９と、複屈折
結晶３０と、入射光を略平行光に変換する収束性ロッド
レンズ３１と、反射板３２とを、この順番に配置し、光
ファイバ２１および２２と収束性ロッドレンズ２６との
各間に、複屈折結晶２４および２５を設け、複屈折結晶
３０、２４、２５は、異常光を移動または分離させる方
向が各々、０度：４５度：−４５度で、その移動距離が
各々、１：√２：√２の関係になるように、各複屈折結
晶の光学軸の向きと厚みを設定したことである。
【００３０】さらにまた、光ファイバ２１、２２の先端
部を一体に整列させ、その先端面を光軸に対して斜めに
研磨した光ファイバアレイ２３を構成し、複屈折結晶２
４、２５をこの斜めの先端面に平行に配置すると共に、
光ファイバ２１、２２の光軸を収束性ロッドレンズ２６
の光軸に対して斜めに設けたことである。
部を一体に整列させ、その先端面を光軸に対して斜めに
研磨した光ファイバアレイ２３を構成し、複屈折結晶２
４、２５をこの斜めの先端面に平行に配置すると共に、
光ファイバ２１、２２の光軸を収束性ロッドレンズ２６
の光軸に対して斜めに設けたことである。
【００３１】この構成により、光ファイバ２１から出射
した光を反射板３２で反射させて光ファイバ２２に導く
３個の収束性ロッドレンズ系において、複屈折結晶２４
と磁気光学結晶２７と複屈折結晶３０との光学系で第１
の光アイソレータ機能を、複屈折結晶３０と磁気光学結
晶２７と複屈折結晶２５との光学系で第２の光アイソレ
ータ機能をそれぞれ実現している。
した光を反射板３２で反射させて光ファイバ２２に導く
３個の収束性ロッドレンズ系において、複屈折結晶２４
と磁気光学結晶２７と複屈折結晶３０との光学系で第１
の光アイソレータ機能を、複屈折結晶３０と磁気光学結
晶２７と複屈折結晶２５との光学系で第２の光アイソレ
ータ機能をそれぞれ実現している。
【００３２】それゆえ、この構成は、磁気光学結晶２７
と複屈折結晶３０を光が２回透過して２段の光アイソレ
ータ機能を実現するので、部品数を従来の光アイソレー
タの約半分にでき、アイソレーション特性の優れた、安
価で形状が小さくできる効果が得られる。
と複屈折結晶３０を光が２回透過して２段の光アイソレ
ータ機能を実現するので、部品数を従来の光アイソレー
タの約半分にでき、アイソレーション特性の優れた、安
価で形状が小さくできる効果が得られる。
【００３３】また、入出射の光ファイバ２１、２２は収
束性ロッドレンズ２６に対して一方向に取付けられてい
るので、光ファイバアレイ２３が構成でき、光ファイバ
アレイ２３と収束性ロッドレンズ２６の光軸調整を行な
うことにより簡単に光学結合ができる効果が得られる。
束性ロッドレンズ２６に対して一方向に取付けられてい
るので、光ファイバアレイ２３が構成でき、光ファイバ
アレイ２３と収束性ロッドレンズ２６の光軸調整を行な
うことにより簡単に光学結合ができる効果が得られる。
【００３４】さらに、光ファイバアレイ２３の先端面お
よび複屈折結晶２４、２５の設置を斜めにし、各光ファ
イバの光軸を収束性ロッドレンズ２６の光軸に対して斜
めに設けているので、各光の入出射面で生じた反射戻り
光が、光ファイバ２１、２２に入射しない効果が得られ
る。
よび複屈折結晶２４、２５の設置を斜めにし、各光ファ
イバの光軸を収束性ロッドレンズ２６の光軸に対して斜
めに設けているので、各光の入出射面で生じた反射戻り
光が、光ファイバ２１、２２に入射しない効果が得られ
る。
【００３５】さらにまた、光ファイバ２１、２２は一方
だけに取付けられているため、この光アイソレータを実
装する時に光ファイバの引き回しが容易で、その面積が
少なくできるという効果が得られる。
だけに取付けられているため、この光アイソレータを実
装する時に光ファイバの引き回しが容易で、その面積が
少なくできるという効果が得られる。
【００３６】なお、本実施例では、複屈折結晶３０、２
４、２５は、異常光を移動または分離させる方向を各
々、０度：４５度：−４５度の関係になるように設定し
たが、０度：−４５度：４５度でも同じ機能が得られ
る。
４、２５は、異常光を移動または分離させる方向を各
々、０度：４５度：−４５度の関係になるように設定し
たが、０度：−４５度：４５度でも同じ機能が得られ
る。
【００３７】また、反射板３２は光を反射するものとし
て説明したが、特定波長の光のみを反射して、他の波長
の光を透過する波長フィルタを反射板として用いれば、
波長選択機能を有する光アイソレータが容易に構成でき
る効果が得られる。
て説明したが、特定波長の光のみを反射して、他の波長
の光を透過する波長フィルタを反射板として用いれば、
波長選択機能を有する光アイソレータが容易に構成でき
る効果が得られる。
【００３８】さらに、本実施例ではレンズとして、収束
性ロッドレンズを用いて説明したが、レンズの中心軸か
らわずかにずれた位置での収差を抑えた開口数の大きな
レンズであれば、球レンズあるいは非球面レンズを用い
ても良い。
性ロッドレンズを用いて説明したが、レンズの中心軸か
らわずかにずれた位置での収差を抑えた開口数の大きな
レンズであれば、球レンズあるいは非球面レンズを用い
ても良い。
【００３９】さらにまた、本実施例において、光ファイ
バ２１、２２、複屈折結晶２４、２５、３０、収束性ロ
ッドレンズ２６、２９、３１、磁気光学結晶２７、反射
板３２の、各光学デバイスを配置した光が透過する空間
の説明を省略したが、この空間は空気層でも、屈折率整
合剤の透明な物質で充填されていても、また、各光学デ
バイスの光の入出射面に施された反射防止膜等を介して
結合しても良いことは言うまでもない。
バ２１、２２、複屈折結晶２４、２５、３０、収束性ロ
ッドレンズ２６、２９、３１、磁気光学結晶２７、反射
板３２の、各光学デバイスを配置した光が透過する空間
の説明を省略したが、この空間は空気層でも、屈折率整
合剤の透明な物質で充填されていても、また、各光学デ
バイスの光の入出射面に施された反射防止膜等を介して
結合しても良いことは言うまでもない。
【００４０】次に、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図３および図４は本発明の
第２の実施例における光アイソレータの構成を示すもの
である。図３は順方向に光を進行させた場合の光路と偏
光状態の変化を、図４は逆方向に光を進行させた場合の
光路と偏光状態の変化を説明した図である。
面を参照しながら説明する。図３および図４は本発明の
第２の実施例における光アイソレータの構成を示すもの
である。図３は順方向に光を進行させた場合の光路と偏
光状態の変化を、図４は逆方向に光を進行させた場合の
光路と偏光状態の変化を説明した図である。
【００４１】図３および図４において、３３は入射光を
偏波面が互いに直行する常光、異常光の２つの直線偏光
に分離するルチル結晶などの平板状の複屈折結晶、３４
および３５は入射した特定の直線偏光（異常光）の光路
を移動させるルチル結晶などの平板状の複屈折結晶であ
る。
偏波面が互いに直行する常光、異常光の２つの直線偏光
に分離するルチル結晶などの平板状の複屈折結晶、３４
および３５は入射した特定の直線偏光（異常光）の光路
を移動させるルチル結晶などの平板状の複屈折結晶であ
る。
【００４２】ここで、複屈折結晶３３に対して複屈折結
晶３４および３５の異常光を移動させる方向を４５度と
して、さらに複屈折結晶３４と３５の異常光の移動距離
を等しく、かつ移動の向きを逆に設定している。
晶３４および３５の異常光を移動させる方向を４５度と
して、さらに複屈折結晶３４と３５の異常光の移動距離
を等しく、かつ移動の向きを逆に設定している。
【００４３】なお図３および図４において、図１および
図２に示す部分と構成が同一かあるいは同一機能部分に
ついては、同一番号を付してその説明を省略する。
図２に示す部分と構成が同一かあるいは同一機能部分に
ついては、同一番号を付してその説明を省略する。
【００４４】本実施例が第１の実施例と異なる点は、図
１に示す光ファイバアレイ２３と収束性ロッドレンズ２
６との間に設けた複屈折結晶２４、２５の代わりに、複
屈折結晶３３を設け、また、収束性ロッドレンズ２９と
収束性ロッドレンズ３１との間に設けた複屈折結晶３０
の代わりに、光ファイバ２１および２２から出射した光
が通過する各位置に複屈折結晶３４、３５を設けた点で
ある。
１に示す光ファイバアレイ２３と収束性ロッドレンズ２
６との間に設けた複屈折結晶２４、２５の代わりに、複
屈折結晶３３を設け、また、収束性ロッドレンズ２９と
収束性ロッドレンズ３１との間に設けた複屈折結晶３０
の代わりに、光ファイバ２１および２２から出射した光
が通過する各位置に複屈折結晶３４、３５を設けた点で
ある。
【００４５】さらに、各複屈折結晶の異常光を移動させ
る方向、距離の関係を前述のように設定し、説明の都合
上、異常光を移動させる角度方向の基準を第１の実施例
とは変えて設定したことである。
る方向、距離の関係を前述のように設定し、説明の都合
上、異常光を移動させる角度方向の基準を第１の実施例
とは変えて設定したことである。
【００４６】なお、第１の実施例と同じく、光ファイバ
２１、２２の先端面および複屈折結晶３３の表面で生じ
た反射戻り光が各光ファイバに入射するのを遮断するた
めに、光ファイバの先端を８度の斜めに研磨し、複屈折
結晶３３をその先端面に平行に配置している。また、収
束性ロッドレンズ２６の入射面での反射戻り光が各光フ
ァイバに入射しないように、光ファイバの光軸を収束性
ロッドレンズ２６の光軸に対して３〜４度の斜めに設け
ている。
２１、２２の先端面および複屈折結晶３３の表面で生じ
た反射戻り光が各光ファイバに入射するのを遮断するた
めに、光ファイバの先端を８度の斜めに研磨し、複屈折
結晶３３をその先端面に平行に配置している。また、収
束性ロッドレンズ２６の入射面での反射戻り光が各光フ
ァイバに入射しないように、光ファイバの光軸を収束性
ロッドレンズ２６の光軸に対して３〜４度の斜めに設け
ている。
【００４７】以上のように構成された本実施例の光アイ
ソレータについて、図３および図４を用いてその動作を
説明する。
ソレータについて、図３および図４を用いてその動作を
説明する。
【００４８】まず図３において、順方向の光の動作を説
明する。光ファイバアレイ２３の光ファイバ２１から出
射した無偏光の光４０は、複屈折結晶３３で偏波面が互
いに直行する２つの直線偏光４１、４２に分離される。
複屈折結晶３３は異常光４２を同図の０度の方向に距離
ｄだけ移動させる特性を持つ。
明する。光ファイバアレイ２３の光ファイバ２１から出
射した無偏光の光４０は、複屈折結晶３３で偏波面が互
いに直行する２つの直線偏光４１、４２に分離される。
複屈折結晶３３は異常光４２を同図の０度の方向に距離
ｄだけ移動させる特性を持つ。
【００４９】次に、これら直線偏光４１、４２は、収束
性ロッドレンズ２６の中心軸からわずかにずれた位置か
ら入射し、その他端面でほぼ平行光に変換されて、磁気
光学結晶２７に入射する。２つの直線偏光４１、４２
は、磁気光学結晶２７で各々その偏波面が左回りに約４
５度の回転を受け、収束性ロッドレンズ２９の中で光路
が同図の上下で入れ替わった２つの直線偏光４３、４４
として進行し、その出射端面付近で収束性ロッドレンズ
２６の光の入射点と軸対称な２点の位置に焦点を結ぶよ
うに収束される。
性ロッドレンズ２６の中心軸からわずかにずれた位置か
ら入射し、その他端面でほぼ平行光に変換されて、磁気
光学結晶２７に入射する。２つの直線偏光４１、４２
は、磁気光学結晶２７で各々その偏波面が左回りに約４
５度の回転を受け、収束性ロッドレンズ２９の中で光路
が同図の上下で入れ替わった２つの直線偏光４３、４４
として進行し、その出射端面付近で収束性ロッドレンズ
２６の光の入射点と軸対称な２点の位置に焦点を結ぶよ
うに収束される。
【００５０】収束された２つの直線偏光４３、４４は複
屈折結晶３４に入射する。複屈折結晶３４は、直線偏光
４３を異常光として同図の４５度の方向に距離ｄ／√２
だけ移動させるように設けているので、直線偏光４４は
常光として直進し、直線偏光４３は異常光として光路が
変化され、各々直線偏光４６、４５に変換されて出力さ
れる。以上の動作部分で、第１の光アイソレータを実現
している。
屈折結晶３４に入射する。複屈折結晶３４は、直線偏光
４３を異常光として同図の４５度の方向に距離ｄ／√２
だけ移動させるように設けているので、直線偏光４４は
常光として直進し、直線偏光４３は異常光として光路が
変化され、各々直線偏光４６、４５に変換されて出力さ
れる。以上の動作部分で、第１の光アイソレータを実現
している。
【００５１】次に、この直線偏光４５、４６は、収束性
ロッドレンズ３１に入射し、その他端面でほぼ平行光に
変換された後、反射板３２で反射され、再び収束性ロッ
ドレンズ３１の入射点と軸対称の位置に直線偏光４７、
４８として収束する。
ロッドレンズ３１に入射し、その他端面でほぼ平行光に
変換された後、反射板３２で反射され、再び収束性ロッ
ドレンズ３１の入射点と軸対称の位置に直線偏光４７、
４８として収束する。
【００５２】複屈折結晶３５は同図を紙面左側から見
て、異常光を４５度の方向に距離−ｄ／√２だけ移動さ
せるように設けているので、右側から複屈折結晶３５に
入射した直線偏光４７、４８は、先程と同じく、直線偏
光４８は常光として直進し、直線偏光４７は異常光とし
て４５度の方向に距離ｄ／√２だけ移動される。それゆ
え、複屈折結晶３５を透過した直線偏光４９、５０は、
同図に示すように直線偏光４３、４４と線対称の位置関
係となって収束性ロッドレンズ２９に入射し、平行光に
変換されて、磁気光学結晶２７を透過する。
て、異常光を４５度の方向に距離−ｄ／√２だけ移動さ
せるように設けているので、右側から複屈折結晶３５に
入射した直線偏光４７、４８は、先程と同じく、直線偏
光４８は常光として直進し、直線偏光４７は異常光とし
て４５度の方向に距離ｄ／√２だけ移動される。それゆ
え、複屈折結晶３５を透過した直線偏光４９、５０は、
同図に示すように直線偏光４３、４４と線対称の位置関
係となって収束性ロッドレンズ２９に入射し、平行光に
変換されて、磁気光学結晶２７を透過する。
【００５３】磁気光学結晶２７を透過し、その偏波面が
各々左回りに約４５度回転された２つの直線偏光は、収
束性ロッドレンズ２６の中で光路が同図の上下で入れ替
わった直線偏光５１、５２として進行し、その出射端面
付近で収束性ロッドレンズ２９の光の入射点と軸対称な
２点の位置に焦点を結ぶように収束される。
各々左回りに約４５度回転された２つの直線偏光は、収
束性ロッドレンズ２６の中で光路が同図の上下で入れ替
わった直線偏光５１、５２として進行し、その出射端面
付近で収束性ロッドレンズ２９の光の入射点と軸対称な
２点の位置に焦点を結ぶように収束される。
【００５４】複屈折結晶３３は異常光を０度の方向に距
離ｄだけ移動させるので、複屈折結晶３３に入射した直
線偏光５２は常光として直進し、直線偏光５１は異常光
として光路が変化される。その結果この２つの直線偏光
は同一光軸上に合成された光５３に変換され、光ファイ
バ２２に損失なく入射する。以上の動作部分で、第２の
光アイソレータを実現している。
離ｄだけ移動させるので、複屈折結晶３３に入射した直
線偏光５２は常光として直進し、直線偏光５１は異常光
として光路が変化される。その結果この２つの直線偏光
は同一光軸上に合成された光５３に変換され、光ファイ
バ２２に損失なく入射する。以上の動作部分で、第２の
光アイソレータを実現している。
【００５５】次に、図４を用いて、上記第２および第１
の光アイソレータの逆方向の光の動作を説明する。ま
ず、光ファイバ２２から出射した無偏光の光５４は、複
屈折結晶３３に入射し、２つの直線偏光５５、５６に分
離された後、収束性ロッドレンズ２６の他端面でほぼ平
行光に変換されて、磁気光学結晶２７に入射する。
の光アイソレータの逆方向の光の動作を説明する。ま
ず、光ファイバ２２から出射した無偏光の光５４は、複
屈折結晶３３に入射し、２つの直線偏光５５、５６に分
離された後、収束性ロッドレンズ２６の他端面でほぼ平
行光に変換されて、磁気光学結晶２７に入射する。
【００５６】２つの直線偏光５５、５６は、磁気光学結
晶２７で各々その偏波面が左回りに約４５度の回転を受
け、収束性ロッドレンズ２９に入射して、光路が同図の
上下で入れ替わった直線偏光５７、５８として進行し、
その出射面付近で中心軸からわずかにずれた２点に焦点
を結ぶように収束される。
晶２７で各々その偏波面が左回りに約４５度の回転を受
け、収束性ロッドレンズ２９に入射して、光路が同図の
上下で入れ替わった直線偏光５７、５８として進行し、
その出射面付近で中心軸からわずかにずれた２点に焦点
を結ぶように収束される。
【００５７】直線偏光５７、５８の偏波面方向は、図３
に示す順方向の場合の直線偏光４９、５０と約９０度異
なっている。その結果、直線偏光５７が常光、５８が異
常光となって複屈折結晶３５に入射するので、直線偏光
５７は直進し、直線偏光５８は４５度の方向に距離−ｄ
／√２だけ光路を曲げられて、図３の順方向の場合の直
線偏光４７、４８とは異なった位置に直線偏光５９、６
０として出射する。従って、光ファイバ２２から出射し
た無偏光の光５４は、反射板３２で反射しても、光ファ
イバ２１に入射することはできない。
に示す順方向の場合の直線偏光４９、５０と約９０度異
なっている。その結果、直線偏光５７が常光、５８が異
常光となって複屈折結晶３５に入射するので、直線偏光
５７は直進し、直線偏光５８は４５度の方向に距離−ｄ
／√２だけ光路を曲げられて、図３の順方向の場合の直
線偏光４７、４８とは異なった位置に直線偏光５９、６
０として出射する。従って、光ファイバ２２から出射し
た無偏光の光５４は、反射板３２で反射しても、光ファ
イバ２１に入射することはできない。
【００５８】さらに、第１の実施例で説明したように、
第２の光アイソレータの逆方向動作で完全に遮断されな
かったわずかの光６１、６２について説明する。
第２の光アイソレータの逆方向動作で完全に遮断されな
かったわずかの光６１、６２について説明する。
【００５９】この逆方向に進行する直線偏光６２は常光
６４として複屈折結晶３４を直進し、直線偏光６１は異
常光６３として４５度の方向に距離−ｄ／√２だけ光路
を変化させて複屈折結晶３４を透過し、収束性ロッドレ
ンズ２９に入射する。
６４として複屈折結晶３４を直進し、直線偏光６１は異
常光６３として４５度の方向に距離−ｄ／√２だけ光路
を変化させて複屈折結晶３４を透過し、収束性ロッドレ
ンズ２９に入射する。
【００６０】入射した２つの直線偏光６３、６４は収束
性ロッドレンズ２９の他端面でほぼ平行光に変換され、
磁気光学結晶２７に入射して、各偏波面が左回りに約４
５度の回転を受ける。続いて、収束性ロッドレンズ２６
内を、光路が同図の軸対称に入れ替わった直線偏光６
５、６６として進行し、収束性ロッドレンズ２６の出射
面で中心軸からわずかにずれた２点に焦点を結ぶように
収束されながら、複屈折結晶３３に入射する。
性ロッドレンズ２９の他端面でほぼ平行光に変換され、
磁気光学結晶２７に入射して、各偏波面が左回りに約４
５度の回転を受ける。続いて、収束性ロッドレンズ２６
内を、光路が同図の軸対称に入れ替わった直線偏光６
５、６６として進行し、収束性ロッドレンズ２６の出射
面で中心軸からわずかにずれた２点に焦点を結ぶように
収束されながら、複屈折結晶３３に入射する。
【００６１】２つの直線偏光６５、６６の偏波面方向
は、図３に示す順方向の場合の直線偏光４１、４２と各
々約９０度異なっている。それゆえ、直線偏光６６は常
光６８として直進し、直線偏光６５は異常光６７となっ
て光路を曲げられ、複屈折結晶３３を透過する。この２
つの直線偏光６７、６８は、図３の無偏光の光４０と異
なる光路を進行するので、同一光軸上に合成されない。
以上の動作から、直線偏光６１、６２は、光ファイバ２
１に入射することはできないことがわかる。
は、図３に示す順方向の場合の直線偏光４１、４２と各
々約９０度異なっている。それゆえ、直線偏光６６は常
光６８として直進し、直線偏光６５は異常光６７となっ
て光路を曲げられ、複屈折結晶３３を透過する。この２
つの直線偏光６７、６８は、図３の無偏光の光４０と異
なる光路を進行するので、同一光軸上に合成されない。
以上の動作から、直線偏光６１、６２は、光ファイバ２
１に入射することはできないことがわかる。
【００６２】以上の動作の説明から本実施例の構成は、
図１および図２に示す第１の実施例と同じく、光ファイ
バ２１から出射した順方向の光を損失なく光ファイバ２
２に入射させ、光ファイバ２２から出射した逆方向の光
を２段階に遮断して光ファイバ２１に入射させない特性
を有し、偏光無依存型の２段光アイソレータとして機能
する。
図１および図２に示す第１の実施例と同じく、光ファイ
バ２１から出射した順方向の光を損失なく光ファイバ２
２に入射させ、光ファイバ２２から出射した逆方向の光
を２段階に遮断して光ファイバ２１に入射させない特性
を有し、偏光無依存型の２段光アイソレータとして機能
する。
【００６３】本実施例の構成の特徴は、図１および図２
に示す第１の実施例の構成における複屈折結晶２４、２
５の代わりに、複屈折結晶３３を設け、複屈折結晶３０
の代わりに、光ファイバ２１および２２から出射した各
光が通過する位置に複屈折結晶３４および３５を設け、
複屈折結晶３３に対して複屈折結晶３４、３５の異常光
を移動させる方向を４５度となし、さらに複屈折結晶３
４と３５の異常光の移動距離を等しく、かつ移動の向き
を逆に設定したことである。
に示す第１の実施例の構成における複屈折結晶２４、２
５の代わりに、複屈折結晶３３を設け、複屈折結晶３０
の代わりに、光ファイバ２１および２２から出射した各
光が通過する位置に複屈折結晶３４および３５を設け、
複屈折結晶３３に対して複屈折結晶３４、３５の異常光
を移動させる方向を４５度となし、さらに複屈折結晶３
４と３５の異常光の移動距離を等しく、かつ移動の向き
を逆に設定したことである。
【００６４】さらにまた、光ファイバ２１、２２の先端
部を一体に整列させ、その先端面を光軸に対して斜めに
研磨した光ファイバアレイ２３を構成し、複屈折結晶３
３をこの斜めの先端面に平行に配置すると共に、光ファ
イバ２１、２２の光軸を収束性ロッドレンズ２６の光軸
に対して斜めに設けたことである。
部を一体に整列させ、その先端面を光軸に対して斜めに
研磨した光ファイバアレイ２３を構成し、複屈折結晶３
３をこの斜めの先端面に平行に配置すると共に、光ファ
イバ２１、２２の光軸を収束性ロッドレンズ２６の光軸
に対して斜めに設けたことである。
【００６５】この構成により、光ファイバ２１から出射
した光を反射板３２で反射させて光ファイバ２２に導く
３個の収束性ロッドレンズ系において、複屈折結晶３３
と磁気光学結晶２７と複屈折結晶３４との光学系で第１
の光アイソレータ機能を、複屈折結晶３５と磁気光学結
晶２７と複屈折結晶３３との光学系で第２の光アイソレ
ータ機能をそれぞれ実現している。
した光を反射板３２で反射させて光ファイバ２２に導く
３個の収束性ロッドレンズ系において、複屈折結晶３３
と磁気光学結晶２７と複屈折結晶３４との光学系で第１
の光アイソレータ機能を、複屈折結晶３５と磁気光学結
晶２７と複屈折結晶３３との光学系で第２の光アイソレ
ータ機能をそれぞれ実現している。
【００６６】それゆえ、この構成は、磁気光学結晶２７
と複屈折結晶３３とを光が２回透過して２段の光アイソ
レータ機能を実現するので、第１の実施例と同じく部品
数を従来の光アイソレータの約半分にでき、アイソレー
ション特性に優れた、安価で形状が小さくできる効果が
得られる。
と複屈折結晶３３とを光が２回透過して２段の光アイソ
レータ機能を実現するので、第１の実施例と同じく部品
数を従来の光アイソレータの約半分にでき、アイソレー
ション特性に優れた、安価で形状が小さくできる効果が
得られる。
【００６７】本実施例では、複屈折結晶３３に対して複
屈折結晶３４、３５の異常光を移動させる方向を４５度
として構成したが、−４５度に設けても同じ効果が得ら
れる。また、異常光の移動距離を、複屈折結晶３３を
ｄ、複屈折結晶３４、３５をｄ／√２として説明した
が、複屈折結晶３４と３５の異常光の移動距離が等しけ
れば、複屈折結晶３３、３４、３５の異常光の移動距離
はどのような値に設定しても良く、第１の実施例に比較
して設計、組立が容易という効果が得られる。なお、そ
の他の得られる効果は第１の実施例の場合と同じであ
る。
屈折結晶３４、３５の異常光を移動させる方向を４５度
として構成したが、−４５度に設けても同じ効果が得ら
れる。また、異常光の移動距離を、複屈折結晶３３を
ｄ、複屈折結晶３４、３５をｄ／√２として説明した
が、複屈折結晶３４と３５の異常光の移動距離が等しけ
れば、複屈折結晶３３、３４、３５の異常光の移動距離
はどのような値に設定しても良く、第１の実施例に比較
して設計、組立が容易という効果が得られる。なお、そ
の他の得られる効果は第１の実施例の場合と同じであ
る。
【００６８】本実施例において、第１の実施例の場合と
同じく、反射板３２に特定波長の光のみを反射して、他
の波長の光を透過する波長フィルタを用いれば、波長選
択機能を有する光アイソレータが構成できる効果が得ら
れ、さらに、収束性ロッドレンズの代わりに、レンズの
中心軸外での収差を抑えた開口数の大きな球レンズある
いは非球面レンズを用いても良い。
同じく、反射板３２に特定波長の光のみを反射して、他
の波長の光を透過する波長フィルタを用いれば、波長選
択機能を有する光アイソレータが構成できる効果が得ら
れ、さらに、収束性ロッドレンズの代わりに、レンズの
中心軸外での収差を抑えた開口数の大きな球レンズある
いは非球面レンズを用いても良い。
【００６９】
【発明の効果】以上述べたところから明らかなように、
本発明は、第１の光ファイバから出射した光を反射板で
反射させて第２の光ファイバに導く３個のレンズ系にお
いて、第１の複屈折結晶と磁気光学結晶と第２の複屈折
結晶との光学系で第１の光アイソレータを、第３の複屈
折結晶と磁気光学結晶と第１の複屈折結晶との光学系で
第２の光アイソレータを構成するので、２段の光アイソ
レータとして、部品数を従来の光アイソレータの約半分
にでき、アイソレーション特性に優れた、安価で形状が
小さくできるという効果が得られる。
本発明は、第１の光ファイバから出射した光を反射板で
反射させて第２の光ファイバに導く３個のレンズ系にお
いて、第１の複屈折結晶と磁気光学結晶と第２の複屈折
結晶との光学系で第１の光アイソレータを、第３の複屈
折結晶と磁気光学結晶と第１の複屈折結晶との光学系で
第２の光アイソレータを構成するので、２段の光アイソ
レータとして、部品数を従来の光アイソレータの約半分
にでき、アイソレーション特性に優れた、安価で形状が
小さくできるという効果が得られる。
【００７０】また、入出射の２本の光ファイバは第１の
レンズに対して一方向に取付けられているので、光ファ
イバアレイが構成でき、光ファイバアレイとレンズの光
軸調整を行なうことにより簡単に光学結合ができる効果
が得られる。
レンズに対して一方向に取付けられているので、光ファ
イバアレイが構成でき、光ファイバアレイとレンズの光
軸調整を行なうことにより簡単に光学結合ができる効果
が得られる。
【００７１】また、光ファイバアレイの先端面を斜めに
研磨し、この先端面に対向する第１または第２および第
３の複屈折結晶をこの斜めに平行に設け、各光ファイバ
の光軸を第１のレンズの光軸に対して斜めに設ける場合
は、各光の入出射面で生じた反射戻り光が、各光ファイ
バに入射しない効果が得られる。
研磨し、この先端面に対向する第１または第２および第
３の複屈折結晶をこの斜めに平行に設け、各光ファイバ
の光軸を第１のレンズの光軸に対して斜めに設ける場合
は、各光の入出射面で生じた反射戻り光が、各光ファイ
バに入射しない効果が得られる。
【００７２】また、２本の光ファイバが一方の側面だけ
に取付けらる場合は、この光アイソレータを実装すると
きに光ファイバの引き回しが容易で、その面積が少なく
できるという効果が得られ、従来に比較して優れた光ア
イソレータが実現できものである。
に取付けらる場合は、この光アイソレータを実装すると
きに光ファイバの引き回しが容易で、その面積が少なく
できるという効果が得られ、従来に比較して優れた光ア
イソレータが実現できものである。
【図１】本発明の第１の実施例における順方向に光を進
行させた場合の光アイソレータの構成図である。
行させた場合の光アイソレータの構成図である。
【図２】本発明の第１の実施例における逆方向に光を進
行させた場合の光アイソレータの構成図である。
行させた場合の光アイソレータの構成図である。
【図３】本発明の第２の実施例における順方向に光を進
行させた場合の光アイソレータの構成図である。
行させた場合の光アイソレータの構成図である。
【図４】本発明の第２の実施例における逆方向に光を進
行させた場合の光アイソレータの構成図である。
行させた場合の光アイソレータの構成図である。
【図５】従来の光アイソレータの構成を説明する図であ
る。
る。
２１、２２ シングルモード光ファイバ ２３ 光ファイバアレイ ２４、２５、３０、３３、３４、３５ 複屈折結晶 ２６、２９、３１ 収束性ロッドレンズ ２７ 磁気光学結晶 ２８ 磁石 ３２ 反射板 ４０〜６８ 光の進行方向と偏光状態を示す矢印であ
る。
る。
Claims (5)
- 【請求項１】 第１および第２の入射又は出射用光ファ
イバと、入射光を実質上平行光に変換する第１のレンズ
と、磁界を受けて入射光の偏波面をπ／４回転させる磁
気光学結晶と、入射した平行光を収束させる第２のレン
ズと、入射した特定の直線偏光（異常光）の光路を移動
させる平板状の第１の複屈折結晶と、入射光を実質上平
行光に変換する第３のレンズと、この平行光を反射する
反射板とが、この順番に配置され、前記第１および第２
の光ファイバと前記第１のレンズとの各間に、入射光を
偏波面が互いに直交する常光、異常光の直線偏光に分離
する平板状の第２および第３の複屈折結晶が各々設けら
れ、前記第１、第２および第３の複屈折結晶は、異常光
を移動または分離させる方向が、各々、実質上０度：４
５度（または−４５度）：−４５度（または４５度）
で、その移動距離が各々、１：√２：√２の関係に設定
されていることを特徴とする光アイソレータ。 - 【請求項２】 第１および第２の入射又は出射用光ファ
イバと、入射光を偏波面が互いに直交する常光、異常光
の直線偏光に分離する平板状の第１の複屈折結晶と、入
射光を実質上平行光に変換する第１のレンズと、磁界を
受けて入射光の偏波面をπ／４回転させる磁気光学結晶
と、入射した平行光を収束させる第２のレンズと、入射
光を実質上平行光に変換する第３のレンズと、この平行
光を反射する反射板とが、この順番に配置され、前記第
２のレンズと第３のレンズとの間の、前記第１および第
２の光ファイバから出射した光が通過する各位置に、特
定の直線偏光（異常光）の光路を移動させる平板状の第
２および第３の複屈折結晶が設けられ、前記第１の複屈
折結晶に対して、この第２および第３の複屈折結晶の異
常光の移動方向を４５度となし、この第２と第３の複屈
折結晶との異常光の移動距離を等しく、かつ移動の向き
を逆の関係に配置したことを特徴とする光アイソレー
タ。 - 【請求項３】第１および第２の光ファイバの先端部を一
体に整列させ、その先端面を光軸に対して斜めに研磨し
た光ファイバアレイと成し、この光ファイバアレイと前
記第１のレンズとの間に設けた前記複屈折結晶を、この
斜めの先端面に実質上平行に配置し、前記第１および第
２の光ファイバの光軸を前記第１のレンズの光軸に対し
て斜めに設けたことを特徴とする請求項１または請求項
２記載の光アイソレータ。 - 【請求項４】第１、第２および第３のレンズは、前記第
１および第２の光ファイバの開口数よりも大きな開口数
を有する収束性ロッドレンズであることを特徴とする請
求項１または請求項２記載の光アイソレータ。 - 【請求項５】反射板は、特定波長の光のみを反射し、他
の波長の光を透過する波長フィルタから構成されている
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光アイ
ソレータ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048837A JP2986302B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 光アイソレータ |
| US08/205,431 US5574595A (en) | 1993-03-10 | 1994-03-04 | Optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5048837A JP2986302B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 光アイソレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258598A true JPH06258598A (ja) | 1994-09-16 |
| JP2986302B2 JP2986302B2 (ja) | 1999-12-06 |
Family
ID=12814364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5048837A Expired - Fee Related JP2986302B2 (ja) | 1993-03-10 | 1993-03-10 | 光アイソレータ |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5574595A (ja) |
| JP (1) | JP2986302B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005241992A (ja) * | 2004-02-26 | 2005-09-08 | Namiki Precision Jewel Co Ltd | 光アイソレータ及び光学装置 |
Families Citing this family (25)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| US6243200B1 (en) * | 2000-03-02 | 2001-06-05 | Chorum Technologies, Inc. | Optical wavelength router based on polarization interferometer |
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| US6088153A (en) * | 1997-06-26 | 2000-07-11 | Scientific-Atlanta, Inc. | Multi-functional optical isolator |
| US6014256A (en) * | 1997-07-18 | 2000-01-11 | Cheng; Yihao | Polarizing beam splitter/combiner |
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| US6498872B2 (en) * | 2000-02-17 | 2002-12-24 | Jds Uniphase Inc. | Optical configuration for a dynamic gain equalizer and a configurable add/drop multiplexer |
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