JPH0634915A

JPH0634915A - 光アイソレータ、該光アイソレータを備えた光増幅器、及び該光増幅器を備えた双方向光伝送システム

Info

Publication number: JPH0634915A
Application number: JP4188167A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Fukushima; 暢洋福島
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1992-07-15
Filing date: 1992-07-15
Publication date: 1994-02-10

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は光アイソレータ並びに該光アイソレー
タの光増幅器及び双方向光伝送システムへの適用に関
し、双方向光伝送システムに適用可能な光アイソレータ
の提供を目的とする。【構成】光ファイバ１、レンズ２、複屈折素子３、ファ
ラデー回転子４、移相子５、複屈折素子６、レンズ７及
び光ファイバ８をこの順序で配置し、移相子５が第１及
び第２波長のいずれか一方の光に対して１／２波長板と
なり他方の光に対して１波長板となるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（目次）産業上の利用分野従来の技術発明が解決しようとする課題課題を解決するための手段作用実施例発明の効果

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、光アイソレータ並びに
該光アイソレータの光増幅器及び双方向光伝送システム
への適用に関する。

【０００３】光通信又は光伝送の分野においては、光フ
ァイバ端面等からの反射帰還光がレーザ光源に戻ること
を防止するために、或いは、希土類元素がドープされた
光ファイバを備えてなる光増幅器に光共振器構造が構成
されることを防止するために、光アイソレータがよく用
いられる。光アイソレータの順方向透過率は高く（理想
的には１００％）、逆方向透過率は低い（理想的には０
％）。

【０００４】

【従来の技術】順方向の透過率（又は損失）が入射光の
偏光状態に依存しない光アイソレータとしては、偏光分
離及び偏光合成用の複屈折素子としてウェッジ状の複屈
折結晶を用いたもの（特公昭６１−５８８０９号）や複
屈折素子として平行平板状の複屈折結晶を用いたもの
（特公昭６０−４９２９７号）が知られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、異な
る２波長の光を１本の光ファイバにより双方向に伝送す
るようにした双方向光伝送システムが提案されている。
前述の光増幅器を光中継器としてこの双方向光伝送シス
テムに適用しようとする場合、光増幅器の構成要素であ
る光アイソレータには特定の性能が要求される。

【０００６】即ち、異なる２波長の光を双方向に伝送す
る必要上、一方の波長の光を透過及び阻止する方向がそ
れぞれ他方の光を透過及び阻止する方向と逆になるので
ある。

【０００７】従来の光アイソレータはある特定の波長で
しか使用することができず、勿論波長に応じて透過方向
を変えることはできないので、従来の光アイソレータを
備えた光増幅器を光中継器として双方向光伝送システム
に適用することはできない。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、その目的は双方向光伝送システムに適用可
能な光アイソレータを提供することである。この光アイ
ソレータを備えた光増幅器及び該光増幅器を備えた双方
向光伝送システムの提供も本発明の目的である。

【０００９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の光アイソ
レータの基本構成を示す図であり、請求項１により特定
される光アイソレータの構成が示されている。

【００１０】本発明によると、予め定められた第１波長
の光と該第１波長とは異なる第２波長の光を互いに異な
る方向に伝送する光伝送路に挿入される光アイソレータ
であって、上記第１波長の光の光源側にある第１の光フ
ァイバ１と、第１のレンズ２と、第１の複屈折素子３
と、旋光角が４５°のファラデー回転子４と、上記第１
及び第２波長のいずれか一方の光に対しては１／２波長
板となり他方の光に対しては１波長板となる移相子５
と、第２の複屈折素子６と、第２のレンズ７と、上記第
２波長の光の光源側にある第２の光ファイバ８とがこの
順序で配置され、上記第１の光ファイバ１から出射して
上記第１のレンズ２により平行ビームにされた上記第１
波長の光が、上記第１の複屈折素子３、上記ファラデー
回転子４、上記移相子５及び上記第２の複屈折素子６を
この順に通過して上記第２のレンズ７により焦点を結ん
だとき該焦点は上記第２の光ファイバ８のコア端面内に
位置し、上記第２の光ファイバ８から出射して上記第２
のレンズ７により平行ビームにされた上記第１波長の光
が、上記第２の複屈折素子６、上記移相子５、上記ファ
ラデー回転子４及び上記第１の複屈折素子３をこの順に
通過して上記第１のレンズ２により焦点を結んだとき該
焦点は上記第１の光ファイバ１のコア端面外に位置し、
上記第２の光ファイバ８から出射して上記第２のレンズ
７により平行ビームにされた上記第２波長の光が、上記
第２の複屈折素子６、上記移相子５、上記ファラデー回
転子４及び上記第１の複屈折素子３をこの順に通過して
上記第１のレンズ２により焦点を結んだとき該焦点は上
記第１の光ファイバ１のコア端面内に位置し、上記第１
の光ファイバ１から出射して上記第１のレンズ２により
平行ビームにされた上記第２波長の光が、上記第１の複
屈折素子３、上記ファラデー回転子４、上記移相子５及
び上記第２の複屈折素子６をこの順に通過して上記第２
のレンズ７により焦点を結んだとき該焦点は上記第２の
光ファイバ８のコア端面外に位置する光アイソレータが
提供される。

【００１１】また、本発明によると、増幅すべき信号光
を伝送する光伝送路の途中に設けられ、少なくともコア
に希土類元素がドープされたドープファイバと、上記信
号光の波長及び上記希土類元素の種類に応じて予め定め
られた波長の励起光を出力する励起光源と、上記光伝送
路における上記ドープファイバの少なくとも一方の端部
の近傍に設けられ、上記励起光を上記信号光と合波して
上記ドープファイバに導き入れる手段と、上記光伝送路
における上記ドープファイバの少なくとも一方の端部の
近傍に設けられた本発明に係る光アイソレータとを備え
た光増幅器が提供される。

【００１２】さらに、本発明によると、予め定められた
第１波長の信号光をそれぞれ送信及び受信する第１の送
信機及び第１の光受信機と、上記第１波長とは異なる第
２波長の信号光をそれぞれ送信及び受信する第２の光送
信機及び第２の光受信機と、光伝送路と、上記第１の光
送信機、上記光伝送路の第１端及び上記第２の光受信機
にそれぞれ接続された第１乃至第３ポートを有し、該第
１ポートに入力した上記第１波長の信号光を該第２ポー
トから出力し、該第２ポートに入力した上記第２波長の
信号光を該第３ポートから出力する第１のマルチ・デマ
ルチプレクサと、上記第２の光送信機、上記光伝送路の
第２端及び上記第１の光受信機にそれぞれ接続された第
１乃至第３ポートを有し、該第１ポートに入力した上記
第２波長の信号光を該第２ポートから出力し、該第２ポ
ートに入力した上記第１波長の信号光を該第３ポートか
ら出力する第２のマルチ・デマルチプレクサと、上記光
伝送路の途中に設けられた１つ又はそれ以上の本発明に
係る光増幅器とを備えた双方向光伝送システムが提供さ
れる。

【００１３】

【作用】第１及び第２波長のいずれか一方の光に対して
１／２波長板となり他方の光に対して１波長板となる移
相子は、平行平板状の複屈折結晶（例えばルチル等の正
の単軸性結晶）の厚みを第１及び第２波長に応じて適当
に設定することで構成することができる。

【００１４】一般に、光が結晶を透過するときに、その
偏光状態の変化を受けずに透過することができる２つの
偏光が存在する。このような偏光は固有偏光と称され、
結晶に入射した光は２つの固有偏光に分かれて伝搬す
る。

【００１５】例えば、単軸性結晶の中を光が光学軸と垂
直な方向に進むとき、光は偏光面（電場ベクトルの振動
面）が結晶の光学軸に平行である異常光線と偏光面が光
学軸に垂直な常光線とに分かれて伝搬する。そして、光
が結晶内を伝搬する間に異常光線と常光線の間には結晶
の厚み及び光の波長に応じて決定される有限な位相差が
生じる。

【００１６】この位相差が１８０°（より一般的には１
８０°の奇数倍）であるときにはその結晶は１／２波長
板となり、位相差が３６０°（より一般的には３６０°
の整数倍）であるときには結晶は１波長板となる。

【００１７】所定の偏光面を有する光が１／２波長板を
通過すると、この光は、偏光面と光学軸がなす角の２倍
に相当する角度だけ偏光面を回転される。一方、光が１
波長板を通過した場合には、異常光線と常光線の間には
実質的には位相差が生じないので、その光は偏光状態の
変化を受けることがない。

【００１８】複屈折結晶により異常光線及び常光線の間
に生じる位相差は、上述のように結晶の厚みと光の波長
に依存する。具体的には、その位相差は結晶の厚みに比
例し光の波長に逆比例する。例えば、ある波長の光に対
して１／２波長板となる複屈折結晶は、その波長の１／
２に相当する波長の光に対して１波長板となるのであ
る。

【００１９】従って、本発明では、適当な複屈折結晶を
選択しその厚みを第１及び第２波長に応じて適当に設定
することによって、第１及び第２波長のいずれか一方の
光に対して１／２波長板となり他方の光に対して１波長
板となる移相子が提供されるのである。

【００２０】本発明の光アイソレータにおいては、この
ような特定な移相子を用いているので、第１波長の光を
第１の光ファイバから第２の光ファイバに向かう方向
（順方向）については透過させ第２の光ファイバから第
１の光ファイバに向かう方向（逆方向）についてはこれ
を阻止するとともに、第２波長の光を逆方向については
透過させ順方向についてはこれを阻止することができ
る。

【００２１】このように本発明によると、双方向光伝送
路システムに適用可能な光アイソレータの提供が可能に
なる。

【００２２】

【実施例】以下本発明の実施例を詳細に説明する。図２
は本発明の第１及び第２実施例における光アイソレータ
の各構成部材の配置図である。

【００２３】図示しない第１波長の光の光源側にある光
ファイバ１１と、レンズ１２と、複屈折素子１３と、フ
ァラデー回転子１４と、移相子１５と、複屈折素子１６
と、レンズ１７と、図示しない第２波長の光の光源側に
ある光ファイバ１８とがこの順序で配置されている。

【００２４】複屈折素子１３及び１６は、同じ形状のウ
ェッジ状の複屈折結晶からなり、複屈折素子１３の頂部
は複屈折素子１６の底部に対向し、複屈折素子１３の底
部は複屈折素子１６の頂部に対向している。また、複屈
折素子１３及び１６は、対応する各面が互いに平行にな
るように配置されている。

【００２５】ファラデー回転子１４は、ＹＩＧ（イット
リウム・鉄ガーネット）等の磁気光学結晶に所定方向に
磁界を印加するようにして構成されており、その旋光角
は４５°に設定されている。旋光方向は第１実施例と第
２実施例で異なり、これについては後述する。

【００２６】移相子１５は平行平板状の複屈折結晶から
なり、その厚みの設定については後述する。複屈折素子
１３及び１６並びに移相子１５の材質である複屈折結晶
としてはルチルや水晶等の単軸性結晶を用いることがで
きる。

【００２７】尚、図２において、光ファイバ１１から光
ファイバ１８に向かう実線矢印の光路は、光ファイバ１
１から出射して光ファイバ１８に入射する順方向の第１
波長の光の光路に相当しており、この光路を含む各光路
（第１及び第２波長の光の順方向及び逆方向の光路）に
ついては後で詳細に説明する。

【００２８】以下の説明で用いるＸＹＺ直交三次元座標
系において、Ｘ軸の正方向は複屈折素子１３を光ファイ
バ１１の側から見たときの左手側から右手側に向かう方
向であり、Ｙ軸の正方向は複屈折素子１３の底部から頂
部に向かう方向であり、Ｚ軸の正方向は光ファイバ１１
から光ファイバ１８に向かう方向である。

【００２９】図３は第１実施例における複屈折素子１３
及び１６並びに移相子１５の光学軸並びにファラデー回
転子１４の旋光方向の説明図である。本実施例において
は、複屈折素子１３の光学軸Ｃ₁はＸＹ平面とほぼ平行
であり、この光学軸Ｃ₁と複屈折素子１３の＋Ｚ方向に
向かって左側の側面とがなす角αは２２．５°に設定さ
れている。

【００３０】また、本実施例においては、複屈折素子１
６として複屈折素子１３と同一の製造プロセスで製造さ
れた複屈折結晶が用いられている。その結果、複屈折素
子１６の光学軸Ｃ₂と複屈折素子１６の＋Ｚ方向に向か
って右側の側面とがなす角もα（＝２２．５°）とな
り、複屈折素子１６の光学軸Ｃ₂は、Ｚ軸を中心として
複屈折素子１３の光学軸Ｃ₁を所定の回転方向に４５°
回転させた位置にあることになる。

【００３１】この所定の回転方向は、図示されたように
複屈折素子１３の左側面と光学軸Ｃ ₁のなす角αが＋Ｙ
方向に向かって開いている場合には、＋Ｚ方向に向かっ
て反時計回りの方向であり、図示はしないが、複屈折素
子１３の左側面と光学軸Ｃ₁がなす角αが−Ｙ方向に向
かって開いている場合には、＋Ｚ方向に向かって時計回
りの方向になる。以下、図示された例により説明する。

【００３２】第１実施例においては、ファラデー回転子
１４における旋光方向は、矢印Ｆ₁で示すように、＋Ｚ
方向に向かって反時計回りの方向に設定される。また、
移相子１５の光学軸Ｃ₃は複屈折素子１３の光学軸Ｃ₁
と平行に設定される。

【００３３】第１実施例においては、移相子１５が第１
波長の光に対して１波長板となり第２波長の光に対して
１／２波長板となるように、移相子１５の材質及び厚み
が設定される。具体的には次の通りである。

【００３４】移相子１５がルチル等の正の単軸性結晶な
る場合、異常光線と常光線の間に生じる位相差δは次の
式で与えられる。 δ＝２π（ｎ_e−ｎ_o）ｔ／λ ここで、ｎ_e及びｎ_oは異常光線及び常光線に対する結
晶の屈折率、ｔは結晶の厚み、λは光の波長である。上
式から明らかなように、異常光線及び常光線に対する屈
折率が決まれば、位相差は結晶の厚みに比例し光の波長
に反比例することが明らかであるから、第１波長の光に
対して位相差δがπの偶数倍となり、第２波長の光に対
して位相差δがπの奇数倍になるように、結晶の厚みを
設定し、或いは屈折率差（ｎ_e−ｎ_O）を選択若しくは
調整するのである。

【００３５】即ち、第１波長及び第２波長をそれぞれλ
₁及びλ₂とし、移相子１５の厚みをｔとし、移相子１
５の異常光線及び常光線に対する屈折率をそれぞれｎ_e
及びｎ_oとし、Ｍ，Ｎを自然数とするときに、次の２つ
の式を満足させることで、移相子１５は第１波長の光に
対して１波長板となり第２波長の光に対して１／２波長
板となるのである。

【００３６】（ｎ_e−ｎ_o）ｔ＝Ｍλ₁＝（Ｎ±１／２）λ₂ 図４及び図５はそれぞれ第１実施例における＋Ｚ方向及
び−Ｚ方向の光路の説明図であり、各光ファイバ及び各
レンズの図示は省略されている。また、図６及び図７は
それぞれ第１実施例における第１波長及び第２波長の光
の偏光方向の説明図である。図６及び図７においては、
図４又は図５に図示された各光ビームの偏光面（電場ベ
クトルの振動面）の方向（偏光方向）を表示するため
に、各光ビームの偏光方向を、それぞれ振幅を無視して
一定長さの線分として示している。尚、図６及び図７は
＋Ｚ方向に見たときの偏光方向を表しており、見ている
方向が必ずしも光の伝搬方向に一致していないことに留
意されたい。

【００３７】まず、＋Ｚ方向に透過させたい第１波長λ
₁の光が図２の光ファイバ１１から放射されると、この
光はレンズ１２により平行光ビームにコリメートされ
る。このコリメートされた第１波長λ₁のビームは、図
４においてビームの太さを無視して符号１０１で表され
る。

【００３８】ビーム１０１は、複屈折素子１３により偏
光方向が光学軸Ｃ₁に直交するビーム１０２と偏光方向
が光学軸Ｃ₁に平行なビーム１０３に分離される。ビー
ム１０２及び１０３はそれぞれ複屈折素子１３における
常光線及び異常光線に相当している。

【００３９】ビーム１０２及び１０３はファラデー回転
子１４を通過するときに伝搬方向（＋Ｚ方向）に向かっ
て偏光方向を反時計回りに４５°回転されてそれぞれビ
ーム１０４及び１０５となる。

【００４０】第１波長λ₁の光に対しては移相子１５は
１波長板となるから、ビーム１０４及び１０５が移相子
１５を通過するときにこれらの偏光方向に変化はない。
ビーム１０４の偏光方向は複屈折素子１６の光学軸Ｃ₂
に垂直であるから、ビーム１０４は複屈折素子１６にお
いて常光線としての屈折を受けビーム１０６となる。ビ
ーム１０５の偏光方向は光学軸Ｃ₂に平行であるから、
ビーム１０５は複屈折素子１６において異常光線として
の屈折を受け、ビーム１０７になる。

【００４１】ビーム１０６が受けてきた屈折の履歴とビ
ーム１０７が受けてきた屈折の履歴を考慮すると、ビー
ム１０６とビーム１０７は互いに平行である。従って、
ビーム１０６及び１０７を図２のレンズ１７で収束させ
たときにそれぞれの焦点を光ファイバ１８のコア端面内
に位置させることができ、ビーム１０６及び１０７を絞
り込んで光ファイバ１８に入射させることができる。

【００４２】一方、−Ｚ方向の伝搬を阻止したい第１波
長λ₁の光（例えば光ファイバ１８の他端からの反射帰
還光等）が図２の光ファイバ１８から出射すると、この
光はレンズ１７によりコリメートされて平行光ビームに
なる。このビームは図５において符号１１１で表されて
いる。

【００４３】ビーム１１１は、複屈折素子１６により偏
光方向が複屈折素子１６の光学軸Ｃ ₂に平行なビーム１
１２と偏光方向が光学軸Ｃ₂に垂直なビーム１１３に分
離される。ビーム１１２及び１１３はそれぞれ複屈折素
子１６における異常光線及び常光線に相当している。

【００４４】ビーム１１２及び１１３は移相子１５をそ
のまま透過してファラデー回転子１４で偏光方向を伝搬
方向に向かって時計回り（＋Ｚ方向に向かって反時計回
り）に４５°回転され、それぞれビーム１１４及び１１
５となる。

【００４５】ビーム１１４の偏光方向は複屈折素子１３
の光学軸Ｃ₁に垂直であるから、ビーム１１４は複屈折
素子１３において常光線としての屈折を受けビーム１１
６となる。ビーム１１５の偏光方向は光学軸Ｃ₁に平行
であるから、ビーム１１５は複屈折素子１３において異
常光線としての屈折を受けてビーム１１７になる。

【００４６】ビーム１１６が受けてきた屈折の履歴とビ
ーム１１７が受けてきた屈折の履歴を考慮すると、ビー
ム１１６とビーム１１７は互いに平行でない。従って、
ビーム１１６及び１１７を図２のレンズ１２により収束
させたときそれぞれの焦点は光ファイバ１１のコア端面
外に位置し、光ビーム１１６及び１１７を絞り込んで光
ファイバ１１に入射させることができない。

【００４７】尚、本願明細書中においては、「焦点」と
いう文言は、位置を表すために幾何光学上用いられる面
積が限りなく零に近い点ではなく、ビームをレンズによ
り絞り込んだときにビーム径が最も小さくなる位置或い
はその近傍の位置における有限な面積を有するビームス
ポットという意味で使用される。

【００４８】図５において、符号１２１は−Ｚ方向に透
過させたい第２波長λ₂の光ビームを表している。実際
にはビーム１２１はビーム１１１に一致するが、図面の
明瞭さを確保するために、ビーム１２１はビーム１１１
に対してずらして図示されている。

【００４９】ビーム１２１は、複屈折素子１６により偏
光方向が複屈折素子１６の光学軸Ｃ ₂に平行なビーム１
２２と偏光方向が光学軸Ｃ₂に垂直なビーム１２３に分
離される。ビーム１２２及び１２３はそれぞれ複屈折素
子１６における異常光線及び常光線に相当している。

【００５０】ビーム１２２及び１２３は移相子１５を通
過してそれぞれビーム１２４及び１２５となる。移相子
１５は第２波長λ₂の光に対して１／２波長板となるか
ら、ビーム１２２の偏光方向とビーム１２４の偏光方向
は移相子１５の光学軸Ｃ₃に対して鏡像（対称）の関係
にあり、ビーム１２３の偏光方向とビーム１２５の偏光
方向も光学軸Ｃ₃に対して鏡像の関係にある。

【００５１】ビーム１２４及び１２５はファラデー回転
子１４により偏光方向を伝搬方向に向かって時計回り
（＋Ｚ方向に向かって反時計回り）に回転され、それぞ
れビーム１２６及び１２７となる。

【００５２】ビーム１２６の偏光方向は複屈折素子１３
の光学軸Ｃ₁に平行であるから、ビーム１２６は複屈折
素子１３において異常光線としての屈折を受けてビーム
１２８になる。ビーム１２７の偏光方向は光学軸Ｃ₁に
垂直であるから、ビーム１２７は複屈折素子１３におい
て常光線としての屈折を受けてビーム１２９になる。

【００５３】ビーム１２８が受けてきた屈折の履歴とビ
ーム１２９が受けてきた屈折の履歴を考慮すると、ビー
ム１２８とビーム１２９は互いに平行である。従って、
ビーム１２８及び１２９を図２のレンズ１２により絞り
込んで光ファイバ１１に入射させることができる。

【００５４】図４において、符号１３１は＋Ｚ方向に伝
搬するのを阻止したい第２波長λ₂の光ビームを表して
いる。実際にはビーム１３１はビーム１０１と同じ位置
にあるが、図面の明瞭さを確保するためにこれらをずら
して図示している。

【００５５】ビーム１３１は、複屈折素子１３により、
偏光方向が複屈折素子１３の光学軸Ｃ₁に垂直なビーム
１３２と偏光方向が光学軸Ｃ₁に平行なビーム１３３に
分離される。ビーム１３２及び１３３はそれぞれ複屈折
素子１３における常光線及び異常光線に相当している。

【００５６】ビーム１３２及び１３３はファラデー回転
子１４により＋Ｚ方向に向かって偏光面を反時計回りに
４５°回転されてそれぞれビーム１３４及び１３５にな
る。ビーム１３４及び１３５は移相子１５を通過してそ
れぞれビーム１３６及び１３７になる。移相子１５は第
２波長λ₂の光に対して１／２波長板となるので、ビー
ム１３４の偏光方向とビーム１３６の偏光方向は移相子
１５の光学軸Ｃ₃に対して鏡像の関係にあり、ビーム１
３５の偏光方向とビーム１３７の偏光方向も光学軸Ｃ₃
に対して鏡像の関係にある。

【００５７】ビーム１３６の偏光方向は複屈折素子１６
の光学軸Ｃ₂に平行であるから、ビーム１３６は複屈折
素子１６において異常光線としての屈折を受けてビーム
１３８になる。ビーム１３７の偏光方向は光学軸Ｃ₂に
垂直であるから、ビーム１３７は複屈折素子１６におい
て常光線としての屈折を受けてビーム１３９になる。

【００５８】ビーム１３８が受けてきた屈折の履歴とビ
ーム１３９が受けてきた屈折の履歴を考慮すると、ビー
ム１３８とビーム１３９は互いに平行でない。従って、
ビーム１３８及び１３９を図２のレンズ１７で絞り込ん
だとしてもビーム１３８及び１３９を光ファイバ１８に
入射させこるとはできない。

【００５９】以上のように、本実施例によると、光ファ
イバ１１から光ファイバ１８に向かう＋Ｚ方向について
は第１波長λ₁の光に対する光アイソレータとして機能
し、光ファイバ１８から光ファイバ１１に向かう−Ｚ方
向については第２波長λ₂の光に対する光アイソレータ
として機能する、双方向光伝送に適した光アイソレータ
の実現が可能になる。各波長は例えば１．５３μｍ，
１．５６μｍである。

【００６０】図８は第２実施例における複屈折素子１３
及び１６並びに移相子１５の光学軸並びにファラデー回
転子１４の旋光方向の説明図である。第２実施例が第１
実施例と異なるところは、ファラデー回転子１４におけ
る旋光方向が矢印Ｆ₂で示されるように＋Ｚ方向に向か
って反時計回りの方向に設定されている点である。

【００６１】ファラデー回転子１４の旋光角は第１実施
例におけるのと同じように４５°に設定される。ファラ
デー回転子１４における旋光方向を逆にするためには、
印加している磁界の方向を逆にすればよい。

【００６２】第２実施例においては、移相子１５が第１
波長の光に対して１／２波長板となり第２波長の光に対
して１波長板となるように、移相子１５の材質及び厚み
が設定される。

【００６３】具体的には、第１波長及び第２波長をそれ
ぞれλ₁及びλ₂とし、移相子１５の厚みをｔとし、移
相子１５の異常光線及び常光線に対する屈折率をそれぞ
れｎ _e及びｎ_oとし、Ｍ，Ｎを自然数とするときに、次
の２つの式を満足するようにする。

【００６４】（ｎ_e−ｎ_o）ｔ＝（Ｍ±１／２）λ₁＝Ｎλ₂ 図９及び図１０はそれぞれ第２実施例における＋Ｚ方向
及び−Ｚ方向の光路の説明図であり、各光ファイバ及び
各レンズの図示は省略されている。また、図１１及び図
１２はそれぞれ第２実施例における第１波長及び第２波
長の光の偏光方向の説明図である。

【００６５】まず、＋Ｚ方向に透過させたい第１波長λ
₁の光が図２の光ファイバ１１から放射されると、この
光はレンズ１２により平行光ビームにコリメートされ
る。このコリメートされた第１波長λ₁のビームは、図
９においてビームの太さを無視して符号１４１で表され
る。

【００６６】ビーム１４１は、複屈折素子１３により偏
光方向が光学軸Ｃ₁に直交するビーム１４２と偏光方向
が光学軸Ｃ₁に平行なビーム１４３に分離される。ビー
ム１４２及び１４３はそれぞれ複屈折素子１３における
常光線及び異常光線に相当している。

【００６７】ビーム１４２及び１４３はファラデー回転
子１４を通過するときに伝搬方向（＋Ｚ方向）に向かっ
て偏光方向を時計回りに４５°回転されてそれぞれビー
ム１４４及び１４５となる。

【００６８】ビーム１４４及び１４５は移相子１５を通
過してそれぞれビーム１４６及び１４７となる。移相子
１５は第１波長λ₁の光に対して１／２波長板となるか
ら、ビーム１４４の偏光方向とビーム１４６の偏光方向
は移相子１５の光学軸Ｃ₃に対して鏡像の関係にあり、
ビーム１４５の偏光方向とビーム１４７の偏光方向も光
学軸Ｃ₃に対して鏡像の関係にある。

【００６９】ビーム１４６の偏光方向は複屈折素子１６
の光学軸Ｃ₂に垂直であるから、ビーム１４６は複屈折
素子１６において常光線としての屈折を受けてビーム１
４８になる。ビーム１４７の偏光方向は光学軸Ｃ₂に平
行であるから、ビーム１４７は複屈折素子１６において
異常光線としての屈折を受けビーム１４９になる。

【００７０】ビーム１４８が受けてきた屈折の履歴とビ
ーム１４９が受けてきた屈折の履歴を考慮すると、ビー
ム１４８とビーム１４９は互いに平行である。従って、
ビーム１４８及び１４９を図２のレンズ１７で収束させ
たときにそれぞれの焦点を光ファイバ１８のコア端面内
に位置させることができ、ビーム１４８及び１４９を絞
り込んで光ファイバ１８に入射させることができる。

【００７１】一方、−Ｚ方向の伝搬を阻止したい第１波
長λ₁の光が図２の光ファイバ１８から出射すると、こ
の光はレンズ１７によりコリメートされて平行光ビーム
になる。このビームは図１０において符号１５１で表さ
れている。

【００７２】ビーム１５１は、複屈折素子１６により偏
光方向が複屈折素子１６の光学軸Ｃ ₂に平行なビーム１
５２と偏光方向が光学軸Ｃ₂に垂直なビーム１５３に分
離される。ビーム１５２及び１５３はそれぞれ複屈折素
子１６における異常光線及び常光線に相当している。

【００７３】ビーム１５２及び１５３は移相子１５を通
過してそれぞれビーム１５４及び１５５となる。移相子
１５は第１波長λ₁の光に対して１／２波長板となるか
ら、ビーム１５２の偏光方向とビーム１５４の偏光方向
は移相子１５の光学軸Ｃ₃に対して鏡像の関係にあり、
ビーム１５３の偏光方向とビーム１５５の偏光方向も光
学軸Ｃ₃に対して鏡像の関係にある。

【００７４】ビーム１５４及び１５５はファラデー回転
子１４で偏光方向を伝搬方向に向かって反時計回り（＋
Ｚ方向に向かって時計回り）に４５°回転され、それぞ
れビーム１５６及び１５７となる。

【００７５】ビーム１５６の偏光方向は複屈折素子１３
の光学軸Ｃ₁に垂直であるから、ビーム１５６は複屈折
素子１３において常光線としての屈折を受けビーム１５
８となる。ビーム１５７の偏光方向は光学軸Ｃ₁に平行
であるから、ビーム１５７は複屈折素子１３において異
常光線としての屈折を受けてビーム１５９になる。

【００７６】ビーム１５８が受けてきた屈折の履歴とビ
ーム１５９が受けてきた屈折の履歴を考慮すると、ビー
ム１５８とビーム１５９は互いに平行でない。従って、
ビーム１５８及び１５９を図２のレンズ１２により収束
させたときそれぞれの焦点は光ファイバ１１のコア端面
外に位置し、光ビーム１５８及び１５９を絞り込んで光
ファイバ１１に入射させることができない。

【００７７】図１０において、符号１６１は−Ｚ方向に
透過させたい第２波長λ₂の光ビームを表している。ビ
ーム１６１は、複屈折素子１６により偏光方向が複屈折
素子１６の光学軸Ｃ₂に平行なビーム１６２と偏光方向
が光学軸Ｃ₂に垂直なビーム１６３に分離される。ビー
ム１６２及び１６３はそれぞれ複屈折素子１６における
異常光線及び常光線に相当している。

【００７８】移相子１５は第２波長λ₂の光に対して１
波長板となるから、ビーム１６２及び１６３は移相子１
５をそのまま透過してファラデー回転子１４で偏光方向
を伝搬方向に向かって反時計回り（＋Ｚ方向に向かって
時計回り）に４５°回転され、それぞれビーム１６４及
び１６５となる。

【００７９】ビーム１６４の偏光方向は複屈折素子１３
の光学軸Ｃ₁に平行であるから、ビーム１６４は複屈折
素子１３において異常光線としての屈折を受けてビーム
１６６になる。ビーム１６５の偏光方向は光学軸Ｃ₁に
垂直であるから、ビーム１６５は複屈折素子１３におい
て常光線としての屈折を受けてビーム１６７になる。

【００８０】ビーム１６６が受けてきた屈折の履歴とビ
ーム１６７が受けてきた屈折の履歴を考慮すると、ビー
ム１６６とビーム１６７は互いに平行である。従ってビ
ーム１６６及び１６７を図２のレンズ１２により絞り込
んで光ファイバ１１に入射させることができる。

【００８１】図９において、符号１７１は＋Ｚ方向に伝
搬するのを阻止したい第２波長λ₂の光ビームを表して
いる。ビーム１７１は、複屈折素子１３により偏光方向
が複屈折素子１３の光学軸Ｃ ₁に垂直なビーム１７２と
偏光方向が光学軸Ｃ₁に平行なビーム１７３に分離され
る。ビーム１７２及び１７３はそれぞれ複屈折素子１３
における常光線及び異常光線に相当している。

【００８２】ビーム１７２及び１７３はファラデー回転
子１４により＋Ｚ方向に向かって偏光面を時計回りに４
５°回転されてそれぞれビーム１７４及び１７５にな
る。移相子１５は第２波長λ₂の光に対して１波長板と
なるので、ビーム１７４及び１７５が移相子１５を通過
するときにこれらの偏光方向に変化はない。

【００８３】ビーム１７４の偏光方向は複屈折素子１６
の光学軸Ｃ₂に平行であるから、ビーム１７４は複屈折
素子１６において異常光線としての屈折を受けてビーム
１７６になる。ビーム１７５の偏光方向は光学軸Ｃ₂に
垂直であるから、ビーム１７５は複屈折素子１６におい
て常光線としての屈折を受けてビーム１７７になる。

【００８４】ビーム１７６が受けてきた屈折の履歴とビ
ーム１７７が受けてきた屈折の履歴を考慮すると、ビー
ム１７６とビーム１７７は互いに平行でない。従って、
ビーム１７６及び１７７を図２のレンズ１７で絞り込ん
だとしてもビーム１７６及びビーム１７７を光ファイバ
１８に入射させることはできない。

【００８５】以上のように、第２実施例によっても、第
１実施例による場合と同様に、＋Ｚ方向については第１
波長λ₁の光に対する光アイソレータとして機能し−Ｚ
方向については第２波長λ₂の光に対する光アイソレー
タとして機能する、双方向光伝送に適した光アイソレー
タの実現が可能になる。

【００８６】第１実施例又は第２実施例による場合、光
アイソレータの順方向透過率の波長依存性は、複屈折素
子の素子の特性によって異なるが、０．５ｄＢ損失が増
大する帯域は、例えば約±１．７ｎｍとなる。この帯域
は双方向光伝送に適用されない通常の光アイソレータに
比べて狭いが、光増幅器を使用する場合には波長選択が
なされることが多いので、本発明の実施に際して障害が
生じる恐れは少ない。尚、アイソレーションが３０ｄＢ
以上になる帯域は例えば±０．１６ｎｍである。

【００８７】ところで、第１又は第２実施例における各
部材の配置（図２参照）による場合、複屈折素子１３と
複屈折素子１６の間にファラデー回転子１４及び移相子
１５を介在させる必要上、複屈折素子１３と複屈折素子
１６の間の距離が従来型に比べて長くなる。

【００８８】複屈折素子１３及び１６間の距離が長くな
ると、例えば＋Ｚ方向に透過させるべき第１波長λ₁の
光については、複屈折素子１６から出射した互いに平行
な２つのビーム（図４のビーム１０６及び１０７）の離
間距離が長くなり、レンズ１７における球面収差等の影
響を受けやすくなる。レンズ１７における球面収差の影
響を受けると、順方向透過率が低下する恐れがある。こ
の問題は本発明の第３実施例により解決される。

【００８９】図１３は本発明の第３実施例における光ア
イソレータの各構成部材の配置図である。図２における
ものと実質的に同一の部分には同一の符号が付されてい
る。本実施例においては、第１の複屈折素子はウェッジ
状の複屈折結晶２３からなり、第２の複屈折素子はそれ
ぞれウェッジ状の２つの複屈折結晶２４Ａ及び２４Ｂか
らなる。

【００９０】複屈折結晶２３の頂部及び底部はそれぞれ
複屈折結晶２４Ａの底部及び頂部に対向し、複屈折結晶
２４Ｂの頂部及び底部はそれぞれ複屈折結晶２４Ａの底
部及び頂部に対向している。

【００９１】そして、複屈折結晶２３，２４Ａ及び２４
Ｂのウェッジ角をそれぞれθ₁，θ ₂，θ₃とし、複屈
折結晶２３及び２４Ａ間の距離をｄ₁とし、複屈折結晶
２４Ａ及び２４Ｂ間の距離をｄ₂とするときに、次の２
つの式を満足するように各複屈折結晶が製造され配置さ
れている。

【００９２】 θ₂＝θ₁＋θ₃，ｄ₁ｓｉｎθ₁＝ｄ₂ｓｉｎθ₃ 図１４は第３実施例における各複屈折結晶の光学軸及び
ファラデー回転子１４における旋光方向の説明図であ
る。

【００９３】複屈折結晶２４Ａの光学軸Ｃ₂₁と複屈折結
晶２４Ｂの光学軸Ｃ₂₂は互いに平行であり、この例で
は、光学軸Ｃ₂₁及びＣ₂₂は複屈折結晶２３の光学軸Ｃ₁₀
をファラデー回転子１４における旋光方向と同じ方向に
４５°回転した方向にある。

【００９４】ファラデー回転子１４における旋光方向
は、矢印Ｆ₃で示されるように、第１実施例におけるの
と同じように＋Ｚ方向に向かって反時計回りの方向に設
定される。この場合、移相子１５の厚みは第１実施例に
おけるのと同じように設定される。尚、図示された光学
軸の位置関係はそのままでファラデー回転子１４の旋光
方向が時計回りの方向に設定される場合には、移相子１
５の厚みは第２実施例におけるのと同じように設定され
る。

【００９５】複屈折結晶２３の光学軸Ｃ₁₀がその側面と
なす角αが２２．５°である場合には、複屈折結晶２３
と複屈折結晶２４Ｂとしては同じ製造プロセスで製造さ
れたものを用いることができる。この場合には、図１３
のθ₁とθ₃は等しくなるから、θ₂＝２θ₁となり、
ｄ₁＝ｄ₂となる。

【００９６】第３実施例の構成において双方向動作が可
能になる点については、これまでに詳細に説明した第１
及び第２実施例における動作原理に準じて理解すること
が容易であるので、その説明は省略する。

【００９７】本実施例においては、図１３に示すよう
に、例えば＋Ｚ方向に透過させるべき第１波長λ₁の光
を複屈折結晶２３で偏光分離して複屈折結晶２４Ａ及び
２４Ｂにより偏光合成したときに、複屈折結晶２４Ｂか
ら出射する常光線成分及び異常光線成分は同一光路にな
るので、この同一光路上の常光線成分及び異常光線成分
をレンズ１７の球面収差等の影響を受けることなしに良
好に光ファイバ１８に入射させることができ、十分高い
順方向透過率が得られるものである。

【００９８】以上説明した第１乃至第３実施例において
は、第１及び第２の複屈折素子としてウェッジ状の複屈
折結晶を用いているが、特公昭６０−４９２９７号公報
に開示された光アイソレータのように、平行平板状の複
屈折結晶からなる複屈折素子を用いて本発明を実施して
もよい。この場合には、第２の複屈折素子とファラデー
回転子の間に本発明における移相子の他に必要に応じて
適宜１／２波長板を挿入してもよい。

【００９９】図１５は本発明の光アイソレータを備えた
双方向光伝送用の光増幅器のブロック図である。この光
増幅器は、少なくともコアにＥｒ，Ｎｄ，Ｐｒ等の希土
類元素がドープされた光ファイバ（以下「ドープファイ
バ」という。）３１と、所定の波長λ_pの励起光を出力
する励起光源３２と、光合波器３３と、２つの本発明に
係る光アイソレータ３４及び３５とを備えている。

【０１００】光アイソレータ３４における第１の光ファ
イバ側のポート３４Ａには第１波長λ₁の光源からの光
伝送路が接続され、第２の光ファイバ側のポート３４Ｂ
は、光合波器３３のポート３３Ａに接続される。

【０１０１】光合波器３３のポート３３Ｂにはドープフ
ァイバ３１の第１端が接続され、ドープファイバ３１の
第２端は、光アイソレータ３５における第１の光ファイ
バ側のポート３５Ａに接続される。光アイソレータ３５
における第２の光ファイバ側のポート３５Ｂは、第２の
波長λ₂の光源からの光伝送路に接続される。光合波器
３３のポート３３Ｃには励起光源３２が接続される。

【０１０２】光合波器３３は、ポート３３Ａ及び３３Ｂ
から入力した第１波長λ₁又は第２波長λ₂の光をそれ
ぞれポート３３Ｂ及び３３Ａから出力し、ポート３３Ｃ
に入力した波長λ_pの励起光をポート３３Ｂから出力す
るように機能する。光合波器３３としては、結合比に波
長依存性がある例えばファイバ融着型の光カプラを用い
ることができる。

【０１０３】第１波長λ₁及び第２波長λ₂が１．５μ
ｍ帯にあり、ドープファイバ３１におけるドープ元素が
Ｅｒである場合には、励起光の波長λ_pとしては例えば
１．４９μｍが選択される。

【０１０４】図示しない光源からの第１波長λ₁の信号
光は、光アイソレータ３４を順方向（図１５における左
から右に向かう方向）に通過して、光合波器３３で励起
光と合波されてドープファイバ３１に入射する。ドープ
ファイバ３１内で増幅された第１波長λ₁の信号光は、
光アイソレータ３５を順方向に通過してこの光増幅器か
ら出力される。

【０１０５】第１波長λ₁の信号光は、光アイソレータ
３４又は３５を逆方向（図１５における右から左に向か
う方向）には通過しない。従って、第１波長の光につい
て、共振光路内にドープファイバ３１を含む光共振器構
造が構成されることはないので、第１波長λ₁に対する
良好な増幅特性が得られる。

【０１０６】一方、図示しない光源からの第２波長λ₂
の信号光は、光アイソレータ３５を逆方向に通過してド
ープファイバ３１に入射する。ドープファイバ３１には
順方向に励起光が伝搬しているので、ドープファイバ３
１内を逆方向に伝搬する第２波長λ₂の信号光は、ドー
プファイバ３１内で増幅され、この増幅された信号光
は、光合波器３３及び光アイソレータ３４をこの順に通
過してこの光増幅器から出力する。

【０１０７】第２波長λ₂の信号光は光アイソレータ３
４又は３５を順方向には通過しないので、第２波長λ₂
の光についても、共振光路中にドープファイバ３１が含
まれる光共振器構造が構成されることがない。従って、
第２波長λ₂の信号光についても良好な増幅特性が確保
される。

【０１０８】この実施例では、第１波長λ₁の信号光に
対しては所謂前方励起型になっており、第２波長λ₂の
信号光に対しては後方励起型になっている。光合波器３
３に相当する合波手段をドープファイバ３１と光アイソ
レータ３５の間に設けておくことによって、第１波長λ
₁の信号光に対して後方励起型となり、第２波長λ₂の
信号光に対して前方励起型となる光増幅器を構成しても
よい。また、励起光源及び合波手段をドープファイバ３
１の両側に設けてもよい。

【０１０９】図１６は本発明の光増幅器を光中継器とし
て備えた双方向光伝送システムのブロック図である。こ
のシステムは、マルチ・デマルチプレクサ４１と、マル
チ・デマルチプレクサ４１のポート４１Ａに接続された
第１波長λ₁の信号光を出力する光送信機４２と、マル
チ・デマルチプレクサ４１のポート４１Ｂに接続された
第２波長λ₂の信号光を受信する光受信機４３と、マル
チ・デマルチプレクサ４１のポート４１Ｃに接続された
光伝送路４４と、光伝送路４４の途中に設けられた本発
明に係る光増幅器（例えば図１５の光増幅器）４５と、
光伝送路４４の第２端にそのポート４６Ａが接続された
マルチ・デマルチプレクサ４６と、マルチ・デマルチプ
レクサ４６のポート４６Ｂに接続された第１波長λ₁の
信号光を受信する光受信機４７と、マルチ・デマルチプ
レクサ４６のポート４６Ｃに接続された第２波長λ₂の
信号光を送信する光送信機４８とを備えている。

【０１１０】光増幅器４５は伝送距離等に応じて通常は
複数設けられる。光送信機４２からの第１波長λ₁の信
号光は、マルチ・デマルチプレクサ４１を介して光伝送
路４４に送出され、光増幅器４５で増幅されて光伝送路
４４における伝送損失が補償される。この第１波長λ₁
の信号光は、マルチ・デマルチプレクサ４６を介して光
受信機４７に入力し、ここで伝送情報が再生される。

【０１１１】一方、光送信機４８からの第２波長λ₂の
信号光は、マルチ・デマルチプレクサ４６を介して光伝
送路４４に送出され、光増幅器４５で増幅されて光伝送
路４４における伝送損失が補償される。この第２波長λ
₂の信号光は、マルチ・デマルチプレクサ４１を介して
光受信機４３に入力し、ここで伝送情報が再生される。

【０１１２】このように本実施例によると、本発明の光
アイソレータを備えた光増幅器を光中継器として用いて
いるので、ドープファイバを備えた光増幅器の双方向光
伝送システムへの適用が可能になる。

【０１１３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
双方向光伝送システムに適用可能な光アイソレータを提
供することができ、ドープファイバを備えた光増幅器の
双方向光伝送システムへの適用が可能になるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光アイソレータの基本構成を示す図で
ある。

【図２】本発明の第１、第２実施例における光アイソレ
ータの各構成部材の配置図である。

【図３】第１実施例における光学軸及び旋光方向の説明
図である。

【図４】第１実施例における＋Ｚ方向の光路の説明図で
ある。

【図５】第１実施例における−Ｚ方向の光路の説明図で
ある。

【図６】第１実施例における第１波長の光の偏光方向の
説明図である。

【図７】第１実施例における第２波長の光の偏光方向の
説明図である。

【図８】第２実施例における光学軸及び旋光方向の説明
図である。

【図９】第２実施例における＋Ｚ方向の光路の説明図で
ある。

【図１０】第２実施例における−Ｚ方向の光路の説明図
である。

【図１１】第２実施例における第１波長の光の偏光方向
の説明図である。

【図１２】第２実施例における第２波長の光の偏光方向
の説明図である。

【図１３】第３実施例における光アイソレータの各構成
部材の配置図である。

【図１４】第３実施例における光学軸及び旋光方向の説
明図である。

【図１５】本発明の光増幅器の実施例を示すブロック図
である。

【図１６】本発明の双方向光伝送システムの実施例を示
すブロック図である。

【符号の説明】

１第１の光ファイバ２第１のレンズ３第１の複屈折素子４ファラデー回転子５移相子６第２の複屈折素子７第２のレンズ８第２の光ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｂ 10/16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め定められた第１波長の光と該第１波
長とは異なる第２波長の光を互いに異なる方向に伝送す
る光伝送路に挿入される光アイソレータであって、上記第１波長の光の光源側にある第１の光ファイバ(1)
と、第１のレンズ(2)と、第１の複屈折素子(3) と、旋
光角が４５°のファラデー回転子(4) と、上記第１及び
第２波長のいずれか一方の光に対しては１／２波長板と
なり他方の光に対しては１波長板となる移相子(5) と、
第２の複屈折素子(6) と、第２のレンズ(7) と、上記第
２波長の光の光源側にある第２の光ファイバ(8) とがこ
の順序で配置され、上記第１の光ファイバ(1) から出射して上記第１のレン
ズ(2) により平行ビームにされた上記第１波長の光が、
上記第１の複屈折素子(3) 、上記ファラデー回転子(4)
、上記移相子(5) 及び上記第２の複屈折素子(6) をこ
の順に通過して上記第２のレンズ(7) により焦点を結ん
だとき該焦点は上記第２の光ファイバ(8)のコア端面内
に位置し、上記第２の光ファイバ(8) から出射して上記第２のレン
ズ(7) により平行ビームにされた上記第１波長の光が、
上記第２の複屈折素子(6) 、上記移相子(5) 、上記ファ
ラデー回転子(4) 及び上記第１の複屈折素子(3) をこの
順に通過して上記第１のレンズ(2) により焦点を結んだ
とき該焦点は上記第１の光ファイバ(1)のコア端面外に
位置し、上記第２の光ファイバ(8) から出射して上記第２のレン
ズ(7) により平行ビームにされた上記第２波長の光が、
上記第２の複屈折素子(6) 、上記移相子(5) 、上記ファ
ラデー回転子(4) 及び上記第１の複屈折素子(3) をこの
順に通過して上記第１のレンズ(2) により焦点を結んだ
とき該焦点は上記第１の光ファイバ(1)のコア端面内に
位置し、上記第１の光ファイバ(1) から出射して上記第１のレン
ズ(2) により平行ビームにされた上記第２波長の光が、
上記第１の複屈折素子(3) 、上記ファラデー回転子(4)
、上記移相子(5) 及び上記第２の複屈折素子(6) をこ
の順に通過して上記第２のレンズ(7) により焦点を結ん
だとき該焦点は上記第２の光ファイバ(8)のコア端面外
に位置することを特徴とする光アイソレータ。
【請求項２】上記第１及び第２の複屈折素子(3,6) は
ウェッジ状の複屈折結晶からなり、上記第１及び第２の複屈折素子(3,6) は、上記第１の複
屈折素子(3) の頂部及び底部がそれぞれ上記第２の複屈
折素子(6) の底部及び頂部に対向し且つ対応する面が互
いに平行になるように配置され、上記第２の複屈折素子(6) の光学軸は上記第１の複屈折
素子(3) の光学軸に対して所定の方向に４５°回転され
ており、上記移相子(5) は上記第１の複屈折素子(3) の光学軸と
平行な光学軸を有する平行平板状の複屈折結晶からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光アイソレータ。
【請求項３】上記ウェッジ状の複屈折結晶の光学軸は
該結晶の側面に対して２２．５°傾斜しており、上記第
１及び第２の複屈折素子は同一の製造プロセスで製造さ
れたものであることを特徴とする請求項２に記載の光ア
イソレータ。
【請求項４】上記所定の方向は上記ファラデー回転子
(4) における旋光の方向と同じであり、上記移相子(5)
は上記第１波長の光に対して１波長板となり上記第２波
長の光に対して１／２波長板となることを特徴とする請
求項２に記載の光アイソレータ。
【請求項５】上記第１波長及び第２波長をそれぞれλ
₁，λ₂とし、上記移相子(5) の厚み並びに常光線及び
異常光線に対する屈折率をそれぞれｔ，ｎ_o，ｎ_eと
し、Ｍ，Ｎを自然数とするときに、（ｎ_e−ｎ_o）ｔ＝Ｍλ₁＝（Ｎ±１／２）λ₂ で表される関係を満足することを特徴とする請求項４に
記載の光アイソレータ。
【請求項６】上記所定の方向は上記ファラデー回転子
(4) における旋光の方向と逆であり、上記移相子(5) は
上記第１波長の光に対して１／２波長板となり上記第２
波長の光に対して１波長板となることを特徴とする請求
項２に記載の光アイソレータ。
【請求項７】上記第１波長及び第２波長をそれぞれλ
₁，λ₂とし、上記移相子(5) の厚み並びに常光線及び
異常光線に対する屈折率をそれぞれｔ，ｎ_o，ｎ_eと
し、Ｍ，Ｎを自然数とするときに、（ｎ_e−ｎ_o）ｔ＝（Ｍ±１／２）λ₁＝Ｎλ₂ で表される関係を満足することを特徴とする請求項６に
記載の光アイソレータ。
【請求項８】上記第１の複屈折素子(3) はウェッジ状
の第１の複屈折結晶(23)からなり、上記第２の複屈折素
子(6) は互いに平行な光学軸を有するウェッジ状の第２
及び第３の複屈折結晶(24A,24B) からなり、上記第１乃至第３の複屈折結晶は、上記第１の複屈折結
晶の頂部及び底部がそれぞれ上記第２の複屈折結晶の底
部及び頂部に対向し、該第２の複屈折結晶の頂部及び底
部が上記第３の複屈折結晶の底部及び頂部に対向するよ
うに配置され、上記第２及び第３の複屈折結晶の光学軸は上記第１の複
屈折結晶の光学軸に対して所定の方向に４５°回転され
ており、上記移相子(5) は上記第１の複屈折結晶の光学軸と平行
な光学軸を有する平行平板状の複屈折結晶からなり、上記第１乃至第３の複屈折結晶のウェッジ角をそれぞれ
θ₁，θ₂，θ₃とし、上記第１及び第２の複屈折結晶
間の距離をｄ₁とし、上記第２及び第３の複屈折結晶間
の距離をｄ₂とするときに、 θ₂＝θ₁＋θ₃，ｄ₁ｓｉｎθ₁＝ｄ₂ｓｉｎθ₃ で表される関係を満足することを特徴とする請求項１に
記載の光アイソレータ。
【請求項９】上記第１及び第２の複屈折素子(3,6) 並
びに上記移相子(5)は平行平板状の複屈折結晶からなる
ことを特徴とする請求項１に記載の光アイソレータ。
【請求項１０】増幅すべき信号光を伝送する光伝送路
の途中に設けられ、少なくともコアに希土類元素がドー
プされたドープファイバ(31)と、上記信号光の波長及び上記希土類元素の種類に応じて予
め定められた波長の励起光を出力する励起光源(32)と、上記光伝送路における上記ドープファイバ(31)の少なく
とも一方の端部の近傍に設けられ、上記励起光を上記信
号光と合波して上記ドープファイバ(31)に導き入れる手
段と、上記光伝送路における上記ドープファイバ(31)の少なく
とも一方の端部の近傍に設けられた請求項１乃至９のい
ずれかに記載の光アイソレータとを備えたことを特徴と
する光増幅器。
【請求項１１】予め定められた第１波長の信号光をそ
れぞれ送信及び受信する第１の光送信機(42)及び第１の
光受信機(47)と、上記第１波長とは異なる第２波長の信号光をそれぞれ送
信及び受信する第２の光送信機(48)及び第２の光受信機
(43)と、光伝送路(44)と、上記第１の光送信機(42)、上記光伝送路(44)の第１端及
び上記第２の光受信機(43)にそれぞれ接続された第１乃
至第３ポート(41A,41C,41B) を有し、該第１ポート(41
A) に入力した上記第１波長の信号光を該第２ポート(41
C) から出力し、該第２ポート(41C) に入力した上記第
２波長の信号光を該第３ポート(41B) から出力する第１
のマルチ・デマルチプレクサ(41)と、上記第２の光送信機(48)、上記光伝送路(44)の第２端及
び上記第１の光受信機(47)にそれぞれ接続された第１乃
至第３ポート(46C,46A,46B) を有し、該第１ポート(46
C) に入力した上記第２波長の信号光を該第２ポート(46
A) から出力し、該第２ポート(46A) に入力した上記第
１波長の信号光を該第３ポート(46B) から出力する第２
のマルチ・デマルチプレクサ(47)と、上記光伝送路(44)の途中に設けられた１つ又はそれ以上
の請求項１０に記載の光増幅器(45)とを備えたことを特
徴とする双方向光伝送システム。