JPH0638139B2 - 光 ア イ ソ レ ー タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［概要］ 検光子とファラデー素子のそれぞれの入出射面を平行に
せずに、入出光軸に対して所定の角度をもたせ、且つ、
入出光軸を直線にする。その結果、反射光の戻りがなく
なつて安定な発振が得られ、且つ、光軸調整が容易にな
り、同軸構造を有するため構造的に強くなる。

［産業上の利用分野］ 本発明はファラデー素子を用いた光アイソレータの改善
に関する。

半導体レーザを光源とした光通信システムにおいて、レ
ーザチップの活性層領域に外部で反射されて戻つてきた
レーザ光が入射すれば、発振が乱されて、雑音が増し相
対雑音強度の悪化を生じる。

この不安定をなくして、発振を安定にするために、ファ
ラデー素子を用いた光アイソレータが利用されており、
現在、一応の成果が得られてはいるものの、更にその改
善が望まれている。

［従来の技術］ 第２図は光アイソレータを使用した例を示しており、１
はレーザ光源，２はファラデー素子を用いた光アイソレ
ータ，３はレンズ，４は光フアイバで、光アイソレータ
２は図示のような位置に配置されて、安定な発振をおこ
なうために利用されている。

第３図は従来の光アイソレータの断面を示す図で、１
１，１３はプリズム（検光子；例えばグラントムソンプ
リズム），１２はファラデー素子，１４は永久磁石，１
５，１６はプリズムホルダで、破線が光軸である。第３
図は側断面を図示しているが、第３図に垂直な断面は円
形であり、また、ファラデー素子１２はファラデー効果
を利用した回転素子の略で、材料はイットリウム，鉄，
ガーネット（ＹＩＧ）からなる結晶である。

この光アイソレータの原理を説明する。順方向にプリズ
ム１１にレーザ光が入ると、その入射光は光軸に対して
一定の偏光面をもつ光成分だけを通過しファラデー素子
を介して検光子に入射する。逆方向についても同様にプ
リズム１３で選択される。ファラデー素子１２によつて
偏光面の方位が45度回転するが、この回転方向は光の進
行方向に対して非可逆であるから、順方向と逆方向では
ファラデー素子１２を出た同じ偏光成分の偏光面の方位
は90度異なることになる。このため、プリズム１１，１
３において逆方向からの光は入射光方向には戻らずに、
プリズムによつて光軸に対して垂直方向へ散乱される。
このようにして、順方向では光フアイバ４（第１図）に
集光させ、逆方向では両方の偏光成分とも入射光軸方向
に戻らないようにして、光アイソレータとしての機能を
もたせるものである。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、第３図に示す従来の光アイソレータでは、プ
リズムおよびファラデー素子の入出射面がすべて平行に
なつており、且つ、光軸に垂直であるために、その入出
射面（入出射表面）で光が反射し、逆行して戻つてくる
問題があり、それは、亦、発振を不安定にすることにな
る。従つて、現在、すべての入出射面に無反射膜を被覆
する方法が実施されており、この無反射膜の被覆（コー
ト）は、例えば、酸化シリコン膜を表面に真空蒸着する
方法で形成される。

しかし、この無反射膜のコートはある程度の反射光は遮
光されるが、それだけでは未だ十分でなく、僅かながら
の反射が生じる問題がある。

そのため、その僅かの反射光を避けるための方式も提案
されており、第４図にその断面図を示している。図にお
いて、２１，２３はプリズム，２２はファラデー素子，
２４は永久磁石，２５，２６はプリズムホルダで、ファ
ラデー素子２２は入出射面が光軸（破線）に垂直ではな
く、ある角度をもつており、このような構成にすれば、
反射光が逆戻りして光源に入射されない。しかし、この
方式は光軸（破線）が直線にはならずに、屈折すること
になるから、光軸が同一直線上になく、光軸調整が難し
い欠点がある。更に、その他に、機械的な強度が弱化す
る問題がある。それは、通常、第２図に示すレーザ光源
１，光アイソレータ２，レンズ３，光フアイバ４を一体
化して、モジュールに作成しているが、その際、対称の
形状とならないため、構造的に弱くなるものである。更
に、この方式は対称形ではないため、温度変化に対して
ずれを起こし易い欠点もある。

従つて、本発明は、このような従来の光アイソレータの
問題点を解消させる光アイソレータを提案するものであ
る。

［問題点を解決するための手段］ 入射光軸と出射光軸とが一直線の仮想光軸上で一致して
なる光アイソレータであって、ファラデー素子と、当該
ファラデー素子の両側に設けられて該ファラデー素子と
光結合する２つの検光子とを備え、前記ファラデー素子
と前記２つの検光子とが前記一直線の仮想光軸上に配置
されるとともに、前記ファラデー素子と前記２つの検光
子の光入出射面は、前記仮想光軸に対する実際の光軸の
傾きが光アイソレータ全体として打ち消される角度をも
って、前記仮想光軸の垂直面に対して互いに逆方向に傾
いて配置されたことを特徴とする光アイソレータ。

［作用］ 即ち、本発明は、検光子とファラデー素子の入出射面を
ある角度をもたせるとともに、入出光軸を一直線上に置
くことによって、発振が安定し、且つ光軸合わせが容易
になり、強度、温度安定性が増加する。

［実施例］ 以下、図面を参照して実施例によつて詳細に説明する。

第１図は本発明にかかる光アイソレータを示す図で、３
１，３３はプリズム，３２はファラデー素子，３４は永
久磁石，３５，３６はプリズムホルダで、矢印が光の進
行方向、破線が光軸である。図は側面を示しているが、
第１図に垂直な断面は円形となつている。

図示のように、本発明にかかる光アイソレータは、光軸
の垂直面に対してプリズム３１の入出射面を、例えば、
６°傾け、ファラデー素子３２の入出射面を逆に８°傾
け、更に、プリズム３３の入出射面を６°傾ける。且
つ、これらの傾斜角度は光軸が一直線上にあるように補
正して、設計した値で、この傾斜角度は入射端の角度
（プリズム３１の角度）を指定すると、光学的な計算
（スネルの法則）から計算して求められる。

かような傾斜角度は７°前後が妥当と考えられ、それに
は永久磁石３４やプリズムホルダ３５，３６を加工して
作成する。余り大きな傾斜角度は光アイソレータが大型
化するなどの問題が起き易い。

このような本発明にかかる光アイソレータは、実施結果
によれば、反射光が従来品に比べて10dB以上改善するこ
とができた。且つ、構造的にも強化されて、破壊に強く
なつた。

［発明の効果］ 以上の実施例の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、反射光によるアイソレーションの低下が防止され
て、発振の安定化に大きく寄与し、且つ、構造的にも強
い光アイソレータが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる光アイソレータを示す図、第２
図は光アイソレータを利用を示す図、第３図および第４
図は従来の光アイソレータを示す図である。 図において、 １はレーザ光源、２は光アイソレータ、 ３はレンズ、４は光フアイバ、 １１，１３，２１，２３，３１，３３はプリズム（検光
子）、 １２，２２，３２はファラデー素子、 １４，２４，３４は永久磁石、 １５，１６，２５，２６，３５，３６はプリズムホルダ
を示している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−29661（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−143046（ＪＰ，Ａ) 特開 昭６−33528（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】入射光軸と出射光軸とが一直線の仮想光軸
   上で一致してなる光アイソレータであって、ファラデー
   素子と、当該ファラデー素子の両側に設けられて該ファ
   ラデー素子と光結合する２つの検光子とを備え、 前記ファラデー素子と前記２つの検光子とが前記一直線
   の仮想光軸上に配置されるとともに、前記ファラデー素
   子と前記２つの検光子の光入出射面は、前記仮想光軸に
   対する実際の光軸の傾きが光アイソレータ全体として打
   ち消される角度をもって、前記仮想光軸の垂直面に対し
   て互いに逆方向に傾いて配置されたことを特徴とする光
   アイソレータ。