JPH0667118A - Optical coupler - Google Patents

Optical coupler

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JPH0667118A
JPH0667118A JP22154192A JP22154192A JPH0667118A JP H0667118 A JPH0667118 A JP H0667118A JP 22154192 A JP22154192 A JP 22154192A JP 22154192 A JP22154192 A JP 22154192A JP H0667118 A JPH0667118 A JP H0667118A
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JP
Japan
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light
optical
optical fiber
lens
crystal
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Pending
Application number
JP22154192A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Tojo
正明 東城
Noboru Kurata
昇 倉田
Hironori Hayata
博則 早田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the optical isolator of a small size which is half the number of parts of the conventional coupler and is simple in optical axis adjustment. CONSTITUTION:The multiplexer is provided with 4 pieces of optical fiber arrays 31-34, a double refraction crystal 4 provided on one side of one piece of lens 6, a halfwave plate 5 which exists between this lens 6 and the double refraction crystal 4 and covers half the area of the lens 6, a filter 36 which exists on the other one side of the lens 6 and reflects the light of a wavelength lambda1, a flat planar magneto-optical crystal 7 determined in length in such a manner that the planes of polarization of incident light and exit light are varied by about (pi/8+Npi/4 (N=0, 1,...) by the magnetization on the other end face of the filter 36 and a reflection plate 37. The multiplexer is so constituted that incident light lambda1 on the double refraction crystal 4 from the first optical fiber of the optical fiber array is reflected by the filter 36 and is made incident on the second optical fiber. The reflection plate 37 is so inclined that the incident light lambda2 of the wavelength on the double refraction crystal 4 from the first optical fiber passes the halfwave plate 5 and is made incident on the third optical fiber.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光結合装置、特に光ア
イソレ−タ機能をもつ光結合装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling device, and more particularly to an optical coupling device having an optical isolator function.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、光処理システムに用いられる光結
合装置、例えば光ファイバ増幅器は、図5に示すように
各光部品を接続して構成していた。図5において、51
は合波器、52は光アイソレータ、53は偏光合成器、
54はエルビウム添加光ファイバ、55〜60はシング
ルモード光ファイバ、61、62は偏光面保存光ファイ
バ、63〜65は融着接続部、66は励起光の進む方向
を示す矢印、67は出力光の進む方向を示す矢印であっ
て、図に示すように結合されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an optical coupling device used in an optical processing system, for example, an optical fiber amplifier has been constructed by connecting optical components as shown in FIG. In FIG. 5, 51
Is a multiplexer, 52 is an optical isolator, 53 is a polarization combiner,
Reference numeral 54 is an erbium-doped optical fiber, 55-60 is a single-mode optical fiber, 61 and 62 are polarization-maintaining optical fibers, 63-65 are fusion spliced portions, 66 is an arrow indicating the direction in which excitation light travels, and 67 is output light. Is an arrow that indicates the direction of travel, and is connected as shown in the figure.

【0003】2個の励起用半導体レーザ(図示省略)か
ら、偏光面光ファイバ61、62のそれぞれに入射した
半導体レーザ(図示せず)の光は偏光合成器53で合成
されて光ファイバ60に入射する。その励起光は光ファ
イバ60に融着接続している光ファイバ65に入射し、
合波器51により光ファイバ55に出力され、それに融
着接続したエルビウム添加光ファイバ54に入射する。
一方、エルビウム添加光ファイバ54で増幅された光は
合波器51を経て光ファイバ56と融着接続した光ファ
イバ57に入射し、光アイソレータ52を通過して光フ
ァイバ58から矢印67の方向に出力する。このよう
に、2個の励起用半導体レ−ザから出力した光を偏光合
成器53で合流し、合波器51、エルビウム添加光ファ
イバ54に入力すると共に、エルビウム光ファイバ54
で増幅した光を合波器51で取り出すことにより、光フ
ァイバ増幅器を構成することができる。したがって、光
ファイバ増幅器を構成するためには少なくとも合波器5
1、偏光合成器53および光アイソレータ52を必要と
し、それぞれの光部品を融着接続して光増幅器を構成し
ている。
The light from the semiconductor laser (not shown) incident on each of the polarization plane optical fibers 61 and 62 from the two pumping semiconductor lasers (not shown) is combined by the polarization combiner 53 to the optical fiber 60. Incident. The excitation light enters the optical fiber 65 fusion-spliced to the optical fiber 60,
The light is output to the optical fiber 55 by the multiplexer 51 and is incident on the erbium-doped optical fiber 54 fusion-spliced to the optical fiber 55.
On the other hand, the light amplified by the erbium-doped optical fiber 54 enters the optical fiber 57 fusion-spliced with the optical fiber 56 via the multiplexer 51, passes through the optical isolator 52, and is directed from the optical fiber 58 in the direction of arrow 67. Output. In this way, the lights output from the two pumping semiconductor lasers are combined by the polarization combiner 53, input to the combiner 51 and the erbium-doped optical fiber 54, and the erbium optical fiber 54
An optical fiber amplifier can be constructed by extracting the light amplified by the multiplexer 51. Therefore, at least the multiplexer 5 is required to form the optical fiber amplifier.
1. The polarization combiner 53 and the optical isolator 52 are required, and the optical components are fusion-spliced to form an optical amplifier.

【0004】図6は、これらの光部品の内の光アイソレ
ータ52の構成を示す図である。図6において、71、
72は光ファイバ、73、74はレンズ、75、76は
平板状複屈折結晶、77は磁気光学結晶、78は旋光性
結晶または複屈折結晶、79は磁石であって、図に示す
ように配設されている。光アイソレータ52では光ファ
イバ71から出力した光をレンズ73で平行光線に変換
し、複屈折結晶75、76、磁気光学結晶77および旋
光性結晶78を透過した後、レンズ74で集光され光フ
ァイバ52に入射する。このように一度光ファイバから
出射した光を光学的な作用を加え、再び光ファイバに入
射する構成を取っている。この構成は光アイソレータ5
2だけでなく、合波器や偏光合成器も同様な構成となっ
ている。
FIG. 6 is a diagram showing the structure of the optical isolator 52 in these optical components. In FIG. 6, 71,
Reference numeral 72 is an optical fiber, 73 and 74 are lenses, 75 and 76 are flat birefringent crystals, 77 is a magneto-optical crystal, 78 is an optical rotatory crystal or birefringent crystal, and 79 is a magnet. It is set up. In the optical isolator 52, the light output from the optical fiber 71 is converted into parallel rays by the lens 73, transmitted through the birefringent crystals 75, 76, the magneto-optical crystal 77, and the optical rotatory crystal 78, and then condensed by the lens 74. It is incident on 52. In this way, the light once emitted from the optical fiber is subjected to an optical action and is made incident on the optical fiber again. This configuration is an optical isolator 5
Not only 2 but also a multiplexer and a polarization combiner have the same configuration.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の従
来の構成による光ファイバ増幅器では、各光部品を構成
するために、1つの光部品あたり2個以上のレンズを必
要とするなど構成部品が多いという課題がある。また、
それぞれの光部品を融着接続する工程を必要とすること
と、接続後の光ファイバの収納処理スペースを必要とす
るため、結果として大きな容積を占める光ファイバ増幅
器となるという課題がある。
However, it is said that the optical fiber amplifier having the above-mentioned conventional configuration has many components such as one optical component requiring two or more lenses in order to configure each optical component. There are challenges. Also,
There is a problem that the optical fiber amplifier occupies a large volume as a result of requiring the step of fusion splicing the respective optical components and the storage processing space of the optical fiber after the connection.

【0006】本発明はこの様な従来の光ファイバ増幅器
等の課題を考慮し、その光部品の構成部品を削減し、光
軸調整が容易な小型の光結合装置を提供することを目的
とする。
An object of the present invention is to provide a small-sized optical coupling device in which the components of the optical component are reduced and the optical axis can be easily adjusted in consideration of the problems of the conventional optical fiber amplifier. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、第1から第4
の入出射用の光ファイバと、複屈折結晶と、入射光を略
平行光に変換する第1のレンズと、特定波長の光を反射
するフィルタと、磁界を受けて入射光の偏波面をπ/8
+Nπ/4(N=0、1、・・)だけ回転させる磁気光
学結晶と、光軸に対して傾けて設けられた光の反射板と
が、この順番で配置された構成を有し、複屈折結晶と第
1のレンズとの間に光路の一部を覆うように1/2波長
板が設けられている光結合装置である。
The present invention includes the first to fourth aspects.
, An optical fiber for input and output, a birefringent crystal, a first lens for converting incident light into substantially parallel light, a filter for reflecting light of a specific wavelength, and a polarization plane of π for incident light by receiving a magnetic field. / 8
A magneto-optical crystal that rotates by + Nπ / 4 (N = 0, 1, ...) And a light reflection plate that is tilted with respect to the optical axis are arranged in this order. In the optical coupling device, a half-wave plate is provided between the refraction crystal and the first lens so as to cover a part of the optical path.

【0008】[0008]

【作用】第1および第2の光ファイバから出射した特定
波長の互いに偏波面が直行する直線偏光がフィルタで反
射された後、複屈折結晶で同一光軸上に合成され第3の
光ファイバに入射し、第3の光ファイバ(あるいは第4
の光ファイバ)から出射した他の波長の光が、光の反射
板で反射されて1/2波長板を通過し第4の光ファイバ
(あるいは第3の光ファイバ)に入射する。
The linearly polarized lights of specific wavelengths emitted from the first and second optical fibers and having orthogonal polarization planes are reflected by the filter, and then combined on the same optical axis by the birefringent crystal to form the third optical fiber. Inject the third optical fiber (or the fourth optical fiber)
Of the other wavelength emitted from the optical fiber of (1), is reflected by the light reflection plate, passes through the ½ wavelength plate, and enters the fourth optical fiber (or the third optical fiber).

【0009】このように1つのレンズを使用し、フィル
タの外側に反射板を傾けて設けることにより、光アイソ
レ−タ機能と分波器機能を少ない部品で実現できると共
に、組立時の光軸調整を簡単にすることができる。
As described above, by using one lens and tilting the reflector outside the filter, the optical isolator function and the demultiplexer function can be realized with a small number of parts, and the optical axis can be adjusted during assembly. Can be simplified.

【0010】[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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0011】図1および図2は本発明の光結合装置の第
1の実施例における光アイソレータの機能を説明するた
めの断面図であって、図1は順方向に光を透過した場合
の偏光状態および光路の変化を説明した図、図2は逆方
向に光を透過した場合の偏光状態および光路の変化を説
明した図である。図3は本発明の第1の実施例における
光アイソレータと光分波器を併せ持つ構成の断面図を示
した図である。まず始めに光アイソレータの動作に付い
て説明する。
1 and 2 are cross-sectional views for explaining the function of the optical isolator in the first embodiment of the optical coupling device of the present invention. FIG. 1 shows the polarization when light is transmitted in the forward direction. FIG. 2 is a diagram for explaining changes in states and optical paths, and FIG. 2 is a diagram for explaining changes in polarization states and optical paths when light is transmitted in the opposite direction. FIG. 3 is a sectional view showing a configuration having both an optical isolator and an optical demultiplexer according to the first embodiment of the present invention. First, the operation of the optical isolator will be described.

【0012】図1および図2において、基本的に、1、
2は光ファイバ、3は光ファイバアレイ、4は複屈折結
晶(ルチル結晶)、5は旋光性結晶または複屈折結晶
(水晶)、6はレンズ、7は磁気光学性結晶(ガーネッ
ト結晶)、8は反射板、9はガラス板、10は磁石、1
1〜18および21〜28は光線である。
1 and 2, basically, 1,
2 is an optical fiber, 3 is an optical fiber array, 4 is a birefringent crystal (rutile crystal), 5 is an optical rotatory crystal or birefringent crystal (quartz), 6 is a lens, 7 is a magneto-optical crystal (garnet crystal), 8 Is a reflector, 9 is a glass plate, 10 is a magnet, 1
1 to 18 and 21 to 28 are light rays.

【0013】更に詳しく述べると、図1において光ファ
イバ1および光ファイバ2は250μmの間隔を開けて
板厚1mmのガラス板上に平行に整列し、その上に板厚
1mmのガラス板をかぶせて接着固定した後、先端を鏡
面研磨して光ファイバアレイ3を構成する。板厚1.3
mmの複屈折結晶であるルチル結晶4の片面の半分の部
分に板厚90μmの1/2波長板5を、残りの半分の部
分に板厚90μmのガラス板9を貼り付ける。ルチル結
晶4の両面には、接着した場合に反射光がなくなるよう
な反射防止膜を設けている。光ファイバアレイ3とルチ
ル結晶4を接着するときに、光ファイバ1と光ファイバ
2の中心に1/2波長板5とガラス板9の境界が来るよ
うに位置合わせを行い、光ファイバ2に入出力する光だ
けが1/2波長板5を通過するようしている。屈折率分
布型ロッドレンズ6の端面に厚さ約170μmの磁気光
学結晶であるガーネット結晶7を貼り付け、さらにガー
ネット結晶7に反射板8を貼り付けている。ガーネット
結晶7の外側にはガーネット結晶7に垂直に磁界が透過
するように円筒型の磁石10を設けている。ガーネット
結晶7を中心波長1554nmの光が透過するとその偏
光面が22.5度左回りに回転する。光ファイバ1から
出射した光が光ファイバ2に入射するように光ファイバ
アレイ3とロッドレンズ6の位置調整を行ない、ロッド
レンズ6と光ファイバアレイ3の先端に設けられた1/
2波長板5およびガラス板9を接着固定する。
More specifically, in FIG. 1, the optical fiber 1 and the optical fiber 2 are aligned in parallel on a glass plate having a thickness of 1 mm at a distance of 250 μm, and a glass plate having a thickness of 1 mm is placed on the glass plate. After the adhesive fixing, the tip is mirror-polished to form the optical fiber array 3. Thickness 1.3
A half-wave plate 5 having a plate thickness of 90 μm is attached to one half of one side of a rutile crystal 4 which is a birefringent crystal of mm, and a glass plate 9 having a plate thickness of 90 μm is attached to the other half. An antireflection film is provided on both surfaces of the rutile crystal 4 so that reflected light disappears when adhered. When the optical fiber array 3 and the rutile crystal 4 are bonded, the optical fiber 1 and the optical fiber 2 are aligned such that the boundary between the half-wave plate 5 and the glass plate 9 is located at the center of the optical fiber 1 and the optical fiber 2, and the optical fiber 2 is inserted into the optical fiber 2. Only the output light passes through the half-wave plate 5. A garnet crystal 7, which is a magneto-optical crystal having a thickness of about 170 μm, is attached to the end surface of the gradient index rod lens 6, and a reflector 8 is attached to the garnet crystal 7. A cylindrical magnet 10 is provided outside the garnet crystal 7 so that a magnetic field is transmitted perpendicularly to the garnet crystal 7. When light with a central wavelength of 1554 nm passes through the garnet crystal 7, its polarization plane rotates 22.5 degrees counterclockwise. The positions of the optical fiber array 3 and the rod lens 6 are adjusted so that the light emitted from the optical fiber 1 enters the optical fiber 2.
The two-wave plate 5 and the glass plate 9 are bonded and fixed.

【0014】次に、このように構成した光アイソレータ
の動作を説明する。なお、光は紙面水平方向に進むもの
とし、光の偏光状態は光線の法線面(紙面に垂直な平
面)内の左から見た偏光方向を示すものとする。また、
回転は時計回りを右回り、反時計回りを左回りとする。
ロッドレンズ6内での光の振る舞いは光線の中心の振る
舞いを描写した。
Next, the operation of the optical isolator constructed as described above will be described. The light travels in the horizontal direction of the paper, and the polarization state of the light indicates the polarization direction viewed from the left in the normal plane of the light beam (a plane perpendicular to the paper). Also,
Rotation is clockwise clockwise and counterclockwise counterclockwise.
The behavior of the light in the rod lens 6 is the behavior of the center of the light ray.

【0015】光ファイバ1から入射した無偏光状態の光
はルチル結晶4で常光11と異常光12に分離され、異
常光12の光路が変化する。ルチル結晶4を透過した光
は常光、異常光と共に光路は異なるが同じように進み、
ロッドレンズ6の右端面では平行光線に変換される。ロ
ッドレンズ6を通過した光13および光14はガーネッ
ト結晶7を透過したときに左回りに22.5度、反射板
8で反射され再びガーネット結晶7を透過したときに2
2.5度と合わせて45度左に回転する。反射板8で反
射されることで、光13は光15の光路を、光14は光
16の光路を進む。ガーネット結晶7を透過した光15
および16はロッドレンズ6で集光されながら1/2波
長板5に入射する。1/2波長板5はその光学軸と角度
θをなして入射した直線偏光の光を1/2波長板5の光
学軸と−θの角度をなす直線偏光として出射する機能を
持つ。1/2波長板5の光学軸方向は異常光12に対し
て22.5度の角度をなして設けているため、光15お
よび光16の偏光状態は、1/2波長板5を透過すると
偏光はさらに45度左に回転する。1/2波長板5を透
過した光はルチル結晶板4に入射するので、異常光であ
る光17と常光である光18はルチル結晶4を透過した
ときにはその光路が一致する。また、光17および光1
8はロッドレンズ6で集光されているので、光ファイバ
2に損失が0.5dB程度と効率よく結合される。
The unpolarized light incident from the optical fiber 1 is separated into the ordinary light 11 and the extraordinary light 12 by the rutile crystal 4, and the optical path of the extraordinary light 12 is changed. The light passing through the rutile crystal 4 has different optical paths with ordinary light and extraordinary light, but proceeds in the same way.
The right end surface of the rod lens 6 is converted into parallel rays. The light 13 and the light 14 that have passed through the rod lens 6 are 22.5 degrees counterclockwise when they pass through the garnet crystal 7, and are 2 when they are reflected by the reflector 8 and again pass through the garnet crystal 7.
Combined with 2.5 degrees, it rotates 45 degrees to the left. By being reflected by the reflector 8, the light 13 travels in the optical path of the light 15 and the light 14 travels in the optical path of the light 16. Light 15 transmitted through the garnet crystal 7
And 16 are incident on the half-wave plate 5 while being condensed by the rod lens 6. The ½ wavelength plate 5 has a function of emitting linearly polarized light incident at an angle θ with the optical axis thereof as linearly polarized light forming an angle of −θ with the optical axis of the ½ wavelength plate 5. Since the optical axis direction of the half-wave plate 5 is provided at an angle of 22.5 degrees with respect to the extraordinary light 12, the polarization states of the light 15 and the light 16 are different when they pass through the half-wave plate 5. The polarized light rotates further 45 degrees to the left. Since the light transmitted through the half-wave plate 5 enters the rutile crystal plate 4, the light 17 which is an extraordinary light and the light 18 which is an ordinary light have the same optical path when they pass through the rutile crystal 4. Also, light 17 and light 1
Since 8 is condensed by the rod lens 6, it is efficiently coupled to the optical fiber 2 with a loss of about 0.5 dB.

【0016】一方、図2において光ファイバ2から無偏
光の光が入射すると、ルチル結晶4で常光21と異常光
22に分けられ、異なった光路を進む。1/2波長板5
を透過するときにその偏光面が右回りに回転したのち、
ロッドレンズ6で平行光に変換される。ロッドレンズ6
内を進む光23と光24は反射板8で反射される前後で
ガーネット結晶7を合わせて2回透過するので、この時
に偏光面が左回りに45度回転する。反射板8で反射す
ることにより光23は光25の光路を、光24は光26
の光路を進む。また、光25および光26はロッドレン
ズ6で集光されながら進む。ガラス板9を透過した光は
ルチル結晶4内を通るとき、光27は常光として進むの
で直進し、光ファイバ1に入射しない。光28は異常光
としてルチル結晶4を通るので、光路がずれ、光ファイ
バ1に入射しない。
On the other hand, in FIG. 2, when non-polarized light enters from the optical fiber 2, it is divided into ordinary light 21 and extraordinary light 22 by the rutile crystal 4 and travels different optical paths. 1/2 wave plate 5
When the plane of polarization rotates clockwise when passing through,
It is converted into parallel light by the rod lens 6. Rod lens 6
The light 23 and the light 24 traveling inside are transmitted through the garnet crystal 7 twice before and after being reflected by the reflection plate 8, so that the polarization plane is rotated counterclockwise by 45 degrees at this time. By being reflected by the reflector 8, the light 23 is in the optical path of the light 25, and the light 24 is the light 26.
Follow the optical path. Further, the light 25 and the light 26 travel while being condensed by the rod lens 6. When the light transmitted through the glass plate 9 passes through the rutile crystal 4, the light 27 travels as ordinary light and thus goes straight, and is not incident on the optical fiber 1. Since the light 28 passes through the rutile crystal 4 as extraordinary light, the light path is deviated and does not enter the optical fiber 1.

【0017】このように、光ファイバ1から入射した光
は光ファイバ2に結合するが、光ファイバ2から入射し
た光は光ファイバ1には結合しないという光アイソレー
タの機能を得ることができる。
As described above, it is possible to obtain the function of the optical isolator that the light incident from the optical fiber 1 is coupled to the optical fiber 2, but the light incident from the optical fiber 2 is not coupled to the optical fiber 1.

【0018】次に、このような光アイソレ−タと分波器
の機能を複合した実施例について図3を参照しながら説
明する。図3の上図はx−z方向の図であり、下図はy
−z方向の図である。図3において、基本的構成を述べ
ると、31、32は光ファイバ、33、34は偏光面保
存光ファイバ、35はスペーサ、36はフィルタ、37
はハーフミラー、38はレンズ、39は吸光部、40〜
46は光、47は受光素子、その他は先きに示したもの
と同じである。
Next, an embodiment in which the functions of the optical isolator and the demultiplexer are combined will be described with reference to FIG. The upper diagram of FIG. 3 is a diagram in the xz direction, and the lower diagram is y.
It is a figure of-z direction. In FIG. 3, the basic configuration is described as follows: 31 and 32 are optical fibers, 33 and 34 are polarization-maintaining optical fibers, 35 is a spacer, 36 is a filter, 37
Is a half mirror, 38 is a lens, 39 is a light-absorbing part, 40-
Reference numeral 46 is light, 47 is a light receiving element, and the others are the same as those described above.

【0019】光ファイバ33および34は偏光面保存フ
ァイバで、通称PANDAファイバと呼ばれる。光ファ
イバ33および光ファイバ34には励起用半導体レーザ
(図示せず)から直線偏光の光が入射する。光ファイバ
33から出力する光はルチル結晶4の中で常光に、光フ
ァイバ34から出力する光がルチル結晶4の中では異常
光になるように光ファイバ33および34を配置してい
る。異常光はルチル結晶4の中でその光路が傾くので、
光ファイバ33から出射した光40と光ファイバ34か
ら出射した光41はルチル結晶4を通過し、ロッドレン
ズ6の中ではそれぞれ光路42aおよび光路42bを進
む。光ファイバ33および光ファイバ34から出力した
光は波長1480nmなので、ロッドレンズ6で平行光
線に変換された光42aおよび42bは波長1480n
mの光を反射するフィルタ36で反射される。フィルタ
36は3度傾いたスペーサプリズム35に接着されてい
るので、フィルタ36で反射された光はそれぞれ光路4
3aおよび光路43bを通り、ルチル結晶4を再び通過
するときに1つに重なり合い、光ファイバ32に入射す
る。光ファイバ32はエルビウム添加光ファイバ(図示
せず)に接続される。
The optical fibers 33 and 34 are polarization-maintaining fibers and are commonly called PANDA fibers. Linearly polarized light is incident on the optical fiber 33 and the optical fiber 34 from a semiconductor laser for excitation (not shown). The optical fibers 33 and 34 are arranged so that the light output from the optical fiber 33 becomes ordinary light in the rutile crystal 4 and the light output from the optical fiber 34 becomes extraordinary light in the rutile crystal 4. Since the optical path of extraordinary light is tilted in the rutile crystal 4,
The light 40 emitted from the optical fiber 33 and the light 41 emitted from the optical fiber 34 pass through the rutile crystal 4 and travel in the rod lens 6 along the optical paths 42a and 42b, respectively. Since the light output from the optical fibers 33 and 34 has a wavelength of 1480 nm, the lights 42a and 42b converted into parallel rays by the rod lens 6 have a wavelength of 1480n.
It is reflected by the filter 36 that reflects the light of m. Since the filter 36 is adhered to the spacer prism 35 which is inclined by 3 degrees, the light reflected by the filter 36 is reflected in the optical path 4 respectively.
When passing through the rutile crystal 4 again through the optical path 3a and the optical path 43b, they overlap with each other and enter the optical fiber 32. The optical fiber 32 is connected to an erbium-doped optical fiber (not shown).

【0020】エルビウム添加光ファイバで増幅された波
長1554nmの光は、光ファイバ32からロッドレン
ズ6に入射し、光路44を通り、波長1554nmの光
は透過するフィルタ36を透過し、ガーネット結晶7を
通過する。ガーネット結晶7を通過した光は99%を反
射するハーフミラー37で大部分の光が反射され、再び
ガーネット結晶7、フィルタ36およびスペーサプリズ
ム35を通過した後ロッドレンズ6で集光され、光路4
5を通り、1/2波長板5およびルチル結晶4通って光
ファイバ31に入射する。光ファイバ32から光ファイ
バ31への結合は光アイソレータの順方向の結合であ
る。したがって、光ファイバ31から出射した光は光フ
ァイバ32に入射することはない。
The light with a wavelength of 1554 nm amplified by the erbium-doped optical fiber enters the rod lens 6 from the optical fiber 32, passes through the optical path 44, passes through the filter 36 that transmits the light with a wavelength of 1554 nm, and passes through the garnet crystal 7. pass. Most of the light that has passed through the garnet crystal 7 is reflected by the half mirror 37 that reflects 99%, passes through the garnet crystal 7, the filter 36, and the spacer prism 35 again, and is then condensed by the rod lens 6 to obtain the optical path 4.
5, and enters the optical fiber 31 through the half-wave plate 5 and the rutile crystal 4. The coupling from the optical fiber 32 to the optical fiber 31 is the forward coupling of the optical isolator. Therefore, the light emitted from the optical fiber 31 does not enter the optical fiber 32.

【0021】ハーフミラー37を透過した残る1%の光
はロッドレンズ38の中を光路46aを通って受光素子
47に入射する。光ファイバ31からロッドレンズ6に
入射した光の内の1%の光46bはロッドレンズ38に
進行するので、この光が受光素子47に入射しないよう
に黒色の遮光部39をロッドレンズ38の一部に設けて
いる。
The remaining 1% of the light transmitted through the half mirror 37 enters the light receiving element 47 through the rod lens 38 and the optical path 46a. Since 1% of the light 46b that has entered the rod lens 6 from the optical fiber 31 travels to the rod lens 38, the black light-shielding portion 39 is connected to the rod lens 38 so that this light does not enter the light receiving element 47. It is provided in the section.

【0022】光ファイバ31から34の4本の光ファイ
バは光ファイバアレイを構成しているので、各光ファイ
バ間の光学結合は、ロッドレンズ6に対して光ファイバ
アレイの位置決めを行うか、ハーフミラー37またはフ
ィルタ36の傾き調整を行うことにより簡単に行うこと
ができる。
Since the four optical fibers 31 to 34 form an optical fiber array, the optical coupling between the optical fibers may be performed by positioning the optical fiber array with respect to the rod lens 6 or by performing half-mapping. This can be easily performed by adjusting the inclination of the mirror 37 or the filter 36.

【0023】また、光ファイバ31および32端面から
の反射戻り光を少なくするために光ファイバの先端を8
度傾けて研磨すると共に、ロッドレンズ6の光ファイバ
と接続する側の端面も8度だけ傾斜している。ロッドレ
ンズ6の端面の傾き方向とスペーサプリズム35の傾き
方向は互いにねじれの関係にあり、両面間での反射をな
くしている。
Further, in order to reduce the reflected return light from the end faces of the optical fibers 31 and 32, the tip of the optical fiber is set to 8 mm.
The end surface of the rod lens 6 on the side to be connected to the optical fiber is also inclined by 8 degrees while being inclined and polished. The tilt direction of the end surface of the rod lens 6 and the tilt direction of the spacer prism 35 have a twisted relationship with each other, and reflection between both surfaces is eliminated.

【0024】なお、偏光合成器を必要としない場合に
は、入力側に使用しているPANDAファイバを1本に
することで基本的な構成を変えることなく仕様変更が容
易にできる。
When a polarization combiner is not required, the specification can be easily changed by changing the number of PANDA fibers used on the input side to one without changing the basic structure.

【0025】図4は本発明の第2の実施例の光結合装置
の構成断面図である。図4において、基本的構成を述べ
ると、48はレンズの斜めカット部、49は反射板で、
その他は図3の実施例と同じである。光ファイバ32か
ら出力した波長1554nmの光はロッドレンズ6で平
行光に変換された後、スペーサプリズム35、フィルタ
36を透過する。1%の光を透過するハーフミラー37
を透過した光はロッドレンズ38で集光されて受光素子
47に入射する。一方、光ファイバ31から出力した波
長1554nmの光の内ハーフミラー37を透過した光
はロッドレンス38で集光される。この光を受光素子4
7入射しないようにするために、ロッドレンズ38の端
面の一部を斜めにカットして反射板49を設け、集光さ
れた光を反射して受光素子47に入射しないようにして
いる。
FIG. 4 is a sectional view showing the construction of an optical coupling device according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 4, the basic structure is described. 48 is an oblique cut portion of the lens, 49 is a reflector,
Others are the same as the embodiment of FIG. The light having a wavelength of 1554 nm output from the optical fiber 32 is converted into parallel light by the rod lens 6, and then passes through the spacer prism 35 and the filter 36. Half mirror 37 that transmits 1% of light
The light that has passed through is condensed by the rod lens 38 and enters the light receiving element 47. On the other hand, the light output from the optical fiber 31 and having a wavelength of 1554 nm that has passed through the inner half mirror 37 is condensed by the rod lens 38. This light is received by the light receiving element 4
In order to prevent 7 incidents, a part of the end surface of the rod lens 38 is obliquely cut to provide a reflection plate 49 so that the condensed light is reflected and does not enter the light receiving element 47.

【0026】[0026]

【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、構成部品の数を従来よりも少なくすることが
できる。
As is apparent from the above description,
The present invention can reduce the number of components as compared with the conventional one.

【0027】また、光ファイバとレンズの光軸調整を行
うことにより簡単に光学結合ができる。
Optical adjustment can be easily performed by adjusting the optical axes of the optical fiber and the lens.

【0028】また、1個のレンズを用いて偏光合成器、
合波器および光アイソレータを構成し、レンズ他端面に
受光素子を設ける場合は、部品をほとんど増やすことな
くモニタ機能をも追加することができるという多機能を
実現することができる。
Further, a polarization combiner using one lens,
When the multiplexer and the optical isolator are configured and the light receiving element is provided on the other end surface of the lens, it is possible to realize a multi-function that a monitor function can be added without increasing the number of parts.

【0029】さらに、光ファイバは一方だけに出ている
ため、光ファイバ増幅器用光部品を実装するときに光フ
ァイバの引き回し面積が少なくなるので、光ファイバ増
幅器用光部品を組み込む装置の小型化に本発明は寄与す
るという効果も得られる。
Further, since the optical fiber is provided on only one side, the area around which the optical fiber for the optical fiber amplifier is laid out is reduced when mounting the optical part for the optical fiber amplifier. The present invention also has an effect of contributing.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例にかかる反射型光アイソレー
タの断面図で、光が順方向に進むときの光の光路と偏光
状態を示した図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a reflective optical isolator according to an embodiment of the present invention, showing an optical path and a polarization state of light when light travels in a forward direction.

【図2】本発明の一実施例にかかる反射型光アイソレー
タの構成断面図で、光が逆方向に進むときの光の光路と
偏光状態を示した図である。
FIG. 2 is a structural cross-sectional view of a reflective optical isolator according to an embodiment of the present invention, showing the optical path and polarization state of light when the light travels in the opposite direction.

【図3】本発明の第1の実施例における光結合装置の構
成断面図である。
FIG. 3 is a configuration cross-sectional view of an optical coupling device according to a first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例における光結合装置の構
成断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing the configuration of an optical coupling device according to a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の光ファイバ増幅器を構成する光部品の接
続構成の一部を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a part of a connection configuration of optical components constituting a conventional optical fiber amplifier.

【図6】従来の光ファイバ増幅器を構成する光部品の一
つである光アイソレータの構成を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of an optical isolator which is one of optical components constituting a conventional optical fiber amplifier.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバ 2 光ファイバ 3 光ファイバアレイ 4 ルチル結晶 5 1/2波長板 6 ロッドレンズ 7 ガーネット結晶 8 反射鏡 9 ガラス板 10 磁石 11〜18 光 21〜28 光 31、32 光ファイバ 33、34 偏光面保存光ファイバ 35 スペーサプリズム 36 フィルタ 37 ハーフミラー 38 ロッドレンズ 39 遮光部 40〜46 光 47 受光素子 48 レンズの斜めカット部 49 反射板 1 Optical Fiber 2 Optical Fiber 3 Optical Fiber Array 4 Rutile Crystal 5 1/2 Wave Plate 6 Rod Lens 7 Garnet Crystal 8 Reflector 9 Glass Plate 10 Magnet 11-18 Light 21-28 Light 31, 32 Optical Fiber 33, 34 Polarization Surface preserving optical fiber 35 Spacer prism 36 Filter 37 Half mirror 38 Rod lens 39 Light-shielding portion 40 to 46 light 47 Light receiving element 48 Diagonal cut portion of lens 49 Reflector plate

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1から第4の入出射用の光ファイバと、
複屈折結晶と、入射光を略平行光に変換する第1のレン
ズと、特定波長の光を反射するフィルタと、磁界を受け
て入射光の偏波面をπ/8+Nπ/4(N=0、1、・
・)だけ回転させる磁気光学結晶と、光軸に対して傾け
て設けられた光の反射板とが、この順番で配置された構
成を有し、前記複屈折結晶と前記第1のレンズとの間に
光路の一部を覆うように1/2波長板が設けられている
ことを特徴とする光結合装置。
1. First to fourth optical fibers for input and output,
A birefringent crystal, a first lens that converts incident light into substantially parallel light, a filter that reflects light of a specific wavelength, and a polarization plane of incident light that receives a magnetic field to be π / 8 + Nπ / 4 (N = 0, 1, ...
.) And a light reflection plate tilted with respect to the optical axis are arranged in this order, and the birefringent crystal and the first lens are combined. An optical coupling device, characterized in that a half-wave plate is provided so as to cover a part of the optical path therebetween.
【請求項2】第1から第4の入出射用の光ファイバと、
複屈折結晶と、入射光を略平行光に変換する第1のレン
ズと、特定波長の光を反射するフィルタと、磁界を受け
て入射光の偏波面をπ/8+Nπ/4(N=0、1、・
・)だけ回転させる磁気光学結晶と、光軸に対して傾け
て設けたハーフミラーと、前記ハーフミラーを通過した
平行光を収束させる第2のレンズと、この収束光を検出
する受光素子とが、この順番で配置された構成を有し、
前記複屈折結晶と前記第1のレンズとの間に光路の一部
を覆うように1/2波長板が設けられていることを特徴
とする光結合装置。
2. A first to a fourth optical fiber for input and output,
A birefringent crystal, a first lens that converts incident light into substantially parallel light, a filter that reflects light of a specific wavelength, and a polarization plane of incident light that receives a magnetic field to be π / 8 + Nπ / 4 (N = 0, 1, ...
A magneto-optical crystal that rotates only by ()), a half mirror that is inclined with respect to the optical axis, a second lens that converges parallel light that has passed through the half mirror, and a light receiving element that detects this converged light. , Having a configuration arranged in this order,
An optical coupling device, wherein a half-wave plate is provided between the birefringent crystal and the first lens so as to cover a part of an optical path.
【請求項3】第1および第2の光ファイバから出射した
特定波長の互いに偏波面が直行する直線偏光が前記フィ
ルタで反射された後、前記複屈折結晶で同一光軸上に合
成され前記第3の光ファイバに入射し、前記第3の光フ
ァイバ(あるいは第4の光ファイバ)から出射した他の
波長の光が、前記光の反射板あるいはハーフミラーで反
射されて前記1/2波長板を通過し前記第4の光ファイ
バ(あるいは第3の光ファイバ)に入射するように、前
記第1から第4の入出射用光ファイバが配置されている
ことを特徴とする請求項1又は請求項2記載の光結合装
置。
3. The linearly polarized lights having specific wavelengths emitted from the first and second optical fibers and having orthogonal polarization planes orthogonal to each other are reflected by the filter, and then are combined on the same optical axis by the birefringent crystal. The light having another wavelength which is incident on the optical fiber No. 3 and is emitted from the third optical fiber (or the fourth optical fiber) is reflected by the light reflection plate or the half mirror to be the half-wave plate. The first to fourth optical fibers for entrance / exit are arranged so as to pass through and enter the fourth optical fiber (or the third optical fiber). Item 2. The optical coupling device according to item 2.
【請求項4】第1および第2の光ファイバを偏波面保存
光ファイバとし、前記第1から第4の光ファイバの先端
部を一体に整列させた光ファイバアレイとしたことを特
徴とする請求項3記載の光結合装置。
4. A polarization-maintaining optical fiber as the first and second optical fibers, and an optical fiber array in which the tips of the first to fourth optical fibers are aligned integrally. Item 3. The optical coupling device according to item 3.
【請求項5】第3および第4の光ファイバから出射し、
前記ハーフミラーを通過して前記第2のレンズで収束さ
れた光の何れか一方を遮蔽するように、前記第2のレン
ズと前記受光素子との間に遮蔽部材が設けられているこ
とを特徴とする請求項2記載の光結合装置。
5. Outgoing from the third and fourth optical fibers,
A shielding member is provided between the second lens and the light receiving element so as to shield either one of the light that has passed through the half mirror and converged by the second lens. The optical coupling device according to claim 2.
【請求項6】第2のレンズは、前記受光素子に入射する
光の一部を遮蔽するように前記受光素子に対向する面の
一部が斜めにカットされた収束性ロッドレンズからなる
ことを特徴とする請求項2記載の光結合装置。
6. The second lens comprises a converging rod lens in which a part of a surface facing the light receiving element is obliquely cut so as to shield a part of light incident on the light receiving element. The optical coupling device according to claim 2, which is characterized in that.
JP22154192A 1992-05-13 1992-08-20 Optical coupler Pending JPH0667118A (en)

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