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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- optical
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- G—PHYSICS
- 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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- 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 |
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