JPH0664259B2 - 光サ−キユレ−タ - Google Patents
光サ−キユレ−タInfo
- Publication number
- JPH0664259B2 JPH0664259B2 JP60242875A JP24287585A JPH0664259B2 JP H0664259 B2 JPH0664259 B2 JP H0664259B2 JP 60242875 A JP60242875 A JP 60242875A JP 24287585 A JP24287585 A JP 24287585A JP H0664259 B2 JPH0664259 B2 JP H0664259B2
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- Japan
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- light
- fiber
- polarization beam
- parallel
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- Optical Fibers, Optical Fiber Cores, And Optical Fiber Bundles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は小形かつ軽量で、入射光の偏波方向に依存しな
いフアイバ形の光サーキユレータに関するものである。
いフアイバ形の光サーキユレータに関するものである。
(従来の技術) 光フアイバ間に構成された従来の入射偏波方向に依存し
ない光サーキユレータの構成図を第7図,第8図に示
す。第7図は光フアイバ1−aから光が入射した場合、
第8図は光フアイバ1−cから光が入射した場合であ
る。紙面に垂直な方向に振動する偏波光を(・),平行
な方向に振動する偏波光を()で表わしている。第7
図で光フアイバ1−aから出射した光はレンズ2−aに
より平行光にされ、バルク形偏波ビームスプリツタ3−
aに入射する。バルク形偏波ビームスプリツタにより入
射光は紙面に垂直方向の偏波光と紙面に平行な方向の偏
波光に分離される。分離された光のうち1つは直接、も
う片方はミラーにより反射された後、フアラデ素子4−
a,4−bに入り、いずれも右回りに45゜の回転を受
け、1/2波長板6−a,6−bに入り、いずれも右回り
に45゜の回転を受ける。この結果、2つの偏波光はそれ
ぞれフアラデ素子に入る前の偏波方向と右回りに90゜回
転している。このため、一方はミラー7−aの反射を受
け、片方は直接、バルク形偏波ビームスプリツタ3-bに
入射し、合波されレンズ2−cにより光フアイバ1−c
に絞り込まれ、光フアイバ1−cに入射する。第8図で
光フアイバ1−cから入射した光は、バルク形偏波ビー
ムスプリツタ3−bにより、直交する2つの偏波に分離
され、それぞれ1/2波長板6−a,6−bにより右回り
に45゜の回転を受けた後、フアラデ素子4−a,4−b
により左回りに45゜の回転を受ける。このためバルク形
偏波ビームスプリツタ3−aにより合波され、この場合
は光フアイバ1−b側に出射する。
ない光サーキユレータの構成図を第7図,第8図に示
す。第7図は光フアイバ1−aから光が入射した場合、
第8図は光フアイバ1−cから光が入射した場合であ
る。紙面に垂直な方向に振動する偏波光を(・),平行
な方向に振動する偏波光を()で表わしている。第7
図で光フアイバ1−aから出射した光はレンズ2−aに
より平行光にされ、バルク形偏波ビームスプリツタ3−
aに入射する。バルク形偏波ビームスプリツタにより入
射光は紙面に垂直方向の偏波光と紙面に平行な方向の偏
波光に分離される。分離された光のうち1つは直接、も
う片方はミラーにより反射された後、フアラデ素子4−
a,4−bに入り、いずれも右回りに45゜の回転を受
け、1/2波長板6−a,6−bに入り、いずれも右回り
に45゜の回転を受ける。この結果、2つの偏波光はそれ
ぞれフアラデ素子に入る前の偏波方向と右回りに90゜回
転している。このため、一方はミラー7−aの反射を受
け、片方は直接、バルク形偏波ビームスプリツタ3-bに
入射し、合波されレンズ2−cにより光フアイバ1−c
に絞り込まれ、光フアイバ1−cに入射する。第8図で
光フアイバ1−cから入射した光は、バルク形偏波ビー
ムスプリツタ3−bにより、直交する2つの偏波に分離
され、それぞれ1/2波長板6−a,6−bにより右回り
に45゜の回転を受けた後、フアラデ素子4−a,4−b
により左回りに45゜の回転を受ける。このためバルク形
偏波ビームスプリツタ3−aにより合波され、この場合
は光フアイバ1−b側に出射する。
(発明が解決しようとする問題点) このように、いづれの偏波成分をもつ光に対してもサー
キユレータとして機能するが、バルク形偏波ビームスプ
リツタは精密に膜厚調整のなされた多層膜を使用してい
るため極めて高価であり、1/2波長板等も含め光サーキ
ユレータ自身も極めて高価となる。また光フアイバ以外
の構成部品点数が多いため、光フアイバとの結合を考え
る場合、調整が困難で設置後も安定性に欠けるという問
題点があつた。
キユレータとして機能するが、バルク形偏波ビームスプ
リツタは精密に膜厚調整のなされた多層膜を使用してい
るため極めて高価であり、1/2波長板等も含め光サーキ
ユレータ自身も極めて高価となる。また光フアイバ以外
の構成部品点数が多いため、光フアイバとの結合を考え
る場合、調整が困難で設置後も安定性に欠けるという問
題点があつた。
本発明は上記問題点を改善するもので、その目的は部品
数を減少させて光フアイバとの結合の安定度の問題を改
善し、小形、軽量かつ低価格な光サーキユレータを提供
することにある。
数を減少させて光フアイバとの結合の安定度の問題を改
善し、小形、軽量かつ低価格な光サーキユレータを提供
することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明の特徴は、使用波長λに対して、高次モードの遮
断波長λCが1.3<λ/λC<2.1なる関係にある2本の複
屈折光フアイバを、主軸が平行となるように平行に配列
し、長手方向の一部を一体化して光結合部を形成し、該
結合部は1つのポートから入射された光が通過すること
により直交する2方向の偏波成分に分離する結合長を有
して相対向する第1及び第2のフアイバ形偏波ビームス
プリツタと、該フアイバ形偏波ビームスプリツタの間
に、該スプリツタからの出射光を平行光とし再たびフア
イバに絞り込む手段及び平行光にフアラデ回転を与える
手段を2組有し、前述の相対向するフアイバ形偏波ビー
ムスプリツタのポートの偏波主軸が互いにほゞ45゜にな
るように配置される光サーキユレータにある。本発明に
よると、偏波ビームスプリツタは光フアイバで構成さ
れ、それらの間にフアラデ回転を与える手段がもうけら
れる。また、1/2波長板、ミラーが不要になり、光フア
イバ以外の部品点数が従来の構成に比べ少なく、光フア
イバとの結合の安定性に優れ高価な光学部品が不要な光
サーキユレータが得られる。
断波長λCが1.3<λ/λC<2.1なる関係にある2本の複
屈折光フアイバを、主軸が平行となるように平行に配列
し、長手方向の一部を一体化して光結合部を形成し、該
結合部は1つのポートから入射された光が通過すること
により直交する2方向の偏波成分に分離する結合長を有
して相対向する第1及び第2のフアイバ形偏波ビームス
プリツタと、該フアイバ形偏波ビームスプリツタの間
に、該スプリツタからの出射光を平行光とし再たびフア
イバに絞り込む手段及び平行光にフアラデ回転を与える
手段を2組有し、前述の相対向するフアイバ形偏波ビー
ムスプリツタのポートの偏波主軸が互いにほゞ45゜にな
るように配置される光サーキユレータにある。本発明に
よると、偏波ビームスプリツタは光フアイバで構成さ
れ、それらの間にフアラデ回転を与える手段がもうけら
れる。また、1/2波長板、ミラーが不要になり、光フア
イバ以外の部品点数が従来の構成に比べ少なく、光フア
イバとの結合の安定性に優れ高価な光学部品が不要な光
サーキユレータが得られる。
(実施例) 第1図は本発明の第一の実施例の概略構成図である。同
図中にて第1図のものと同様の部分には、同一符号を付
す、31−a,31−bはフアイバ形偏波ビームスプリツタ
であり、応力付与形複屈折光フアイバを使用している。
第4図に応力付与形複屈折光フアイバを示す。61がコ
ア,62がクラツド,63が応力付与部である。応力付与部
63はクラツド62より大きな熱膨脹係数を持つガラスから
成り、このためコア61に引つ張り応力が存在し、光弾性
効果により、コア61に複屈折が誘起される。この結果、
x軸方向及びy軸方向に偏光した光の伝搬定数をそれぞ
れβx,βyとすると、モード複屈折率Bは、 B=(βx−βy)/k ……(1) で与えられる。ただし、k=2π/λ,λは使用する光
の波長である。ここでB>1×10-4であれば十分に直線
偏波が保持される。
図中にて第1図のものと同様の部分には、同一符号を付
す、31−a,31−bはフアイバ形偏波ビームスプリツタ
であり、応力付与形複屈折光フアイバを使用している。
第4図に応力付与形複屈折光フアイバを示す。61がコ
ア,62がクラツド,63が応力付与部である。応力付与部
63はクラツド62より大きな熱膨脹係数を持つガラスから
成り、このためコア61に引つ張り応力が存在し、光弾性
効果により、コア61に複屈折が誘起される。この結果、
x軸方向及びy軸方向に偏光した光の伝搬定数をそれぞ
れβx,βyとすると、モード複屈折率Bは、 B=(βx−βy)/k ……(1) で与えられる。ただし、k=2π/λ,λは使用する光
の波長である。ここでB>1×10-4であれば十分に直線
偏波が保持される。
フアイバ形偏波ビームスプリツタ31−a,31−bは、第
5図に示すように使用波長λに対する高次モードの遮断
波長λCが1.3λ/λC2.1である応力付与形複屈折
光フアイバ2本72,73を平行に配列し、長手方向の一部
を融着延伸せしめたものである。その際、融着延伸部71
では断面図74に示すように応力付与部が平行に並ぶよう
に配列されている。これは、融着延伸部71においても偏
波を保持するためである。融着延伸部71はテーパ状にな
つていて、コアが近接しているため光結合を起こす。こ
の領域の電界分布は、電界分布に零点のない最低次の偶
モードと界分布に零点を1つもつ奇モードの重ね合せと
して表わすことができる。x軸方向に偏向した光の偶モ
ード及び奇モードの伝搬定数をそれぞれ 軸方向に偏向した光の偶モード及び奇モードの伝搬定数
をそれぞれ とすると、第5図のように応力付与形複屈折光フアイバ
を使用した場合、 である。このため または を満たすことが可能である。ここでm,nは整数、積分
は融着延伸領域で行い、Zはは長手方向である。それぞ
れの伝搬定数は、テーパ状であるため、長手方向で変化
する。このためZの関数として表わしている。式(3)ま
たは式(4)の条件を満たすと、例えば第5図の入射用の
端72より光を入射すると、直交する2つの偏波成分のう
ちの片方が72aから、もう片方は73aから出射し、偏波を
分離することができる。その際、使用する複屈折光フア
イバの高次モードの遮断波長が使用波長に対し1.3λ
/λC2.1であれば損失1.0dB以下で、偏波保持能力を
示すクロストークも−15dB以下と良好な特性を示す。本
実施例で使用したフアイバ形偏波ビームスプリツタはΔ
=0.3%,λC=0.80μmの応力付与形複屈折光フアイバ
を使用し、過剰損失0.5dB,クロストーク−23dBであ
る。第7図の72から光を入射した際、入射偏波角度θに
対する2つの出射端72a,73aの光強度の比を第6図に示
す。θ=0即ちX軸方向偏波入射の時には、72aから1
%,73aから99%出射し、y軸方向偏波入射の時には72a
から99%,73aから1%出射する。このことから偏波ビ
ームスプリツタとして機能していることがわかる。第1
図において32−a,32−b,33−a,33−b,34−a,
34−b,35−a,35−bはフアイバ形偏波ビームスプリ
ツタの端であり、36−a,36−b,36−c,36−dはレ
ンズである。ここで、フアイバ形偏波ビームスプリツタ
の端33−aと34−aは間に、レンズ36−a,36−c,フ
アラデ素子4−aをはさんで、第3図に示すように互い
に偏波主軸を45゜傾けている。33−b,34−bに関して
も同様である。これにより、第7図に示すように従来、
1/2波長板6−aにより45゜偏波面を回転させる機能を果
たすことができ、1/2波長板は不要である。以上からわ
かるように第7図の従来のバルク形偏波ビームスプリツ
タ3−a,3−bと第1図のフアイバ形偏波ビームスプ
リツタ31−a,31−bは同様の機能を持ち、第3図に示
すように偏波主軸を調整すると、第7図の1/2波長板の
働きを果たすことができ、偏波に依存しない光サーキユ
レータとしての機能は第7図と全く同じである。本実施
例では光フアイバとの接続損失も含めた挿入損失が2.5d
B,逆方向の光即ち光フアイバ1−cから入射した光が
入射した場合、光フアイバ1−aの入る光強度P1−a
と1−bに入る光強度P1−bの比、即ち光のアイソレ
ーシヨン10logP1−b/P1−aは20dBであつた。
5図に示すように使用波長λに対する高次モードの遮断
波長λCが1.3λ/λC2.1である応力付与形複屈折
光フアイバ2本72,73を平行に配列し、長手方向の一部
を融着延伸せしめたものである。その際、融着延伸部71
では断面図74に示すように応力付与部が平行に並ぶよう
に配列されている。これは、融着延伸部71においても偏
波を保持するためである。融着延伸部71はテーパ状にな
つていて、コアが近接しているため光結合を起こす。こ
の領域の電界分布は、電界分布に零点のない最低次の偶
モードと界分布に零点を1つもつ奇モードの重ね合せと
して表わすことができる。x軸方向に偏向した光の偶モ
ード及び奇モードの伝搬定数をそれぞれ 軸方向に偏向した光の偶モード及び奇モードの伝搬定数
をそれぞれ とすると、第5図のように応力付与形複屈折光フアイバ
を使用した場合、 である。このため または を満たすことが可能である。ここでm,nは整数、積分
は融着延伸領域で行い、Zはは長手方向である。それぞ
れの伝搬定数は、テーパ状であるため、長手方向で変化
する。このためZの関数として表わしている。式(3)ま
たは式(4)の条件を満たすと、例えば第5図の入射用の
端72より光を入射すると、直交する2つの偏波成分のう
ちの片方が72aから、もう片方は73aから出射し、偏波を
分離することができる。その際、使用する複屈折光フア
イバの高次モードの遮断波長が使用波長に対し1.3λ
/λC2.1であれば損失1.0dB以下で、偏波保持能力を
示すクロストークも−15dB以下と良好な特性を示す。本
実施例で使用したフアイバ形偏波ビームスプリツタはΔ
=0.3%,λC=0.80μmの応力付与形複屈折光フアイバ
を使用し、過剰損失0.5dB,クロストーク−23dBであ
る。第7図の72から光を入射した際、入射偏波角度θに
対する2つの出射端72a,73aの光強度の比を第6図に示
す。θ=0即ちX軸方向偏波入射の時には、72aから1
%,73aから99%出射し、y軸方向偏波入射の時には72a
から99%,73aから1%出射する。このことから偏波ビ
ームスプリツタとして機能していることがわかる。第1
図において32−a,32−b,33−a,33−b,34−a,
34−b,35−a,35−bはフアイバ形偏波ビームスプリ
ツタの端であり、36−a,36−b,36−c,36−dはレ
ンズである。ここで、フアイバ形偏波ビームスプリツタ
の端33−aと34−aは間に、レンズ36−a,36−c,フ
アラデ素子4−aをはさんで、第3図に示すように互い
に偏波主軸を45゜傾けている。33−b,34−bに関して
も同様である。これにより、第7図に示すように従来、
1/2波長板6−aにより45゜偏波面を回転させる機能を果
たすことができ、1/2波長板は不要である。以上からわ
かるように第7図の従来のバルク形偏波ビームスプリツ
タ3−a,3−bと第1図のフアイバ形偏波ビームスプ
リツタ31−a,31−bは同様の機能を持ち、第3図に示
すように偏波主軸を調整すると、第7図の1/2波長板の
働きを果たすことができ、偏波に依存しない光サーキユ
レータとしての機能は第7図と全く同じである。本実施
例では光フアイバとの接続損失も含めた挿入損失が2.5d
B,逆方向の光即ち光フアイバ1−cから入射した光が
入射した場合、光フアイバ1−aの入る光強度P1−a
と1−bに入る光強度P1−bの比、即ち光のアイソレ
ーシヨン10logP1−b/P1−aは20dBであつた。
第6図は部品点数を少なくするためにYIGからなるフ
アラデ素子を球レンズ37−a,37−bに置換した場合の
実施例である。第1図に示した構成に比べレンズ36−
a,36−b,36−c,36−dが省略されている。球レン
ズの焦点距離は波長1,3μmにおいて0.7mmであつて、球
レンズの両面には防反射膜処理がなされている。光サー
キユレータの特性は、挿入損失2.9dBであり、光のアイ
ソレーシヨン20dBであつた。光フアイバ以外の構成部品
がYIG球レンズ37−a,37−bのみであるため、耐震
性、耐温度に対する信頼性が向上している。
アラデ素子を球レンズ37−a,37−bに置換した場合の
実施例である。第1図に示した構成に比べレンズ36−
a,36−b,36−c,36−dが省略されている。球レン
ズの焦点距離は波長1,3μmにおいて0.7mmであつて、球
レンズの両面には防反射膜処理がなされている。光サー
キユレータの特性は、挿入損失2.9dBであり、光のアイ
ソレーシヨン20dBであつた。光フアイバ以外の構成部品
がYIG球レンズ37−a,37−bのみであるため、耐震
性、耐温度に対する信頼性が向上している。
YIG球レンズの直径は2.1mmφであり、入射光のYI
G球中でのビーム径は140mmφであつた。
G球中でのビーム径は140mmφであつた。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明の光サーキユレータは、バ
ルク形偏波ビームスプリツタの代りにフアイバ形偏波ビ
ームスプリツタを使用し、従来必要であつた1/2波長
板,ミラーを不要とした。このため次のごとき効果があ
る。
ルク形偏波ビームスプリツタの代りにフアイバ形偏波ビ
ームスプリツタを使用し、従来必要であつた1/2波長
板,ミラーを不要とした。このため次のごとき効果があ
る。
(1)1/2波長板,ミラーが必要ないため、低価格化が可能
である。
である。
(2)部品点数の低減のため、光サーキユレータの組み上
げが容易となり、小形化が可能になる。
げが容易となり、小形化が可能になる。
(3)光フアイバ以外の部品数を低減しているため、耐震
性、耐温度性が向上する。
性、耐温度性が向上する。
第1図と第2図は各々本発明の光サーキユレータの構成
例、第3図はフアラデ素子をはさむフアイバ形偏波ビー
ムスプリツタの端の偏波主軸の位置関係を示す図、第4
図は応力付与形複屈折光フアイバの断面図、第5図はフ
アイバ形偏波ビームスプリツタの構成図、第6図は偏波
ビームスプリツタの入射偏波角依存性を示す図、第7図
と第8図は従来の光サーキユレータの構成図である。 1−a,1−b,1−c…光フアイバ、2−a,2−
b,2−c…レンズ、3−a,3−b…バルク形偏波ビ
ームスプリツタ、4−a,4−b…フアラデ素子、5…
磁石、6−a,6−b…1/2波長板、7−a,7−b…
ミラー、31−a,31−b…フアイバ形偏光ビームスプリ
ツタ、32−a,32−b,33−a,33−b,34−a,34−
b,35−a,35−b…フアイバ形偏波ビームスプリツタ
の端、36−a,36−b,36−c,36−d…レンズ、37−
a,37−b…YIG球レンズ、61…コア、62…クラツ
ド、63…応力付与部、71…融着延伸部、72,72a,73,7
3a…フアイバ形偏波ビームスプリツタの端、74…融着延
伸部の断面図。
例、第3図はフアラデ素子をはさむフアイバ形偏波ビー
ムスプリツタの端の偏波主軸の位置関係を示す図、第4
図は応力付与形複屈折光フアイバの断面図、第5図はフ
アイバ形偏波ビームスプリツタの構成図、第6図は偏波
ビームスプリツタの入射偏波角依存性を示す図、第7図
と第8図は従来の光サーキユレータの構成図である。 1−a,1−b,1−c…光フアイバ、2−a,2−
b,2−c…レンズ、3−a,3−b…バルク形偏波ビ
ームスプリツタ、4−a,4−b…フアラデ素子、5…
磁石、6−a,6−b…1/2波長板、7−a,7−b…
ミラー、31−a,31−b…フアイバ形偏光ビームスプリ
ツタ、32−a,32−b,33−a,33−b,34−a,34−
b,35−a,35−b…フアイバ形偏波ビームスプリツタ
の端、36−a,36−b,36−c,36−d…レンズ、37−
a,37−b…YIG球レンズ、61…コア、62…クラツ
ド、63…応力付与部、71…融着延伸部、72,72a,73,7
3a…フアイバ形偏波ビームスプリツタの端、74…融着延
伸部の断面図。
Claims (2)
- 【請求項1】使用波長λに対して、高次モードの遮断波
長λcが1.3<λ/λc<2.1なる関係にある2本の複屈折
光フアイバを、主軸が平行となるように平行に配列し、
長手方向の一部を一体化して光結合部を形成し、該結合
部は1つのポートから入射された光が通過することによ
り直交する2方向の偏波成分に分離する結合長を有して
相対向する第1及び第2のフアイバ形偏波ビームスプリ
ツタと、 該フアイバ形偏波ビームスプリツタの間に、該スプリツ
タからの出射光を平行光とし再たびフアイバに絞り込む
手段及び平行光にフアラデ回転を与える手段を2組有
し、 前述の相対向するフアイバ形偏波ビームスプリツタのポ
ートの偏波主軸が互いにほゞ45゜になるように配置され
ることを特徴とする光サーキユレータ。 - 【請求項2】前記の光ビームをいつたん平行光とし、再
びフアイバに絞り込む手段及び平行光にフアラデ回転を
与える手段がレンズ作用を持つフアラデ素子により構成
されることを特徴とする、特許請求の範囲第1項記載の
光サーキユレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60242875A JPH0664259B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 光サ−キユレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60242875A JPH0664259B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 光サ−キユレ−タ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62103617A JPS62103617A (ja) | 1987-05-14 |
JPH0664259B2 true JPH0664259B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=17095535
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60242875A Expired - Fee Related JPH0664259B2 (ja) | 1985-10-31 | 1985-10-31 | 光サ−キユレ−タ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0664259B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3065584B2 (ja) * | 1998-06-03 | 2000-07-17 | 株式会社オーツカ | 衝撃エネルギーを吸収するエアダクト |
JP2012137583A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 偏波多重光変調器 |
-
1985
- 1985-10-31 JP JP60242875A patent/JPH0664259B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
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JPS62103617A (ja) | 1987-05-14 |
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