JPH07110459A - 光アイソレータ - Google Patents

光アイソレータ

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JPH07110459A
JPH07110459A JP27892693A JP27892693A JPH07110459A JP H07110459 A JPH07110459 A JP H07110459A JP 27892693 A JP27892693 A JP 27892693A JP 27892693 A JP27892693 A JP 27892693A JP H07110459 A JPH07110459 A JP H07110459A
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optical
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Shinji Iwatsuka
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 低損失で、偏波分散の少ない、無調整で容易
に組立が可能な光アイソレータを提供する。 【構成】 2本の平行な直線状導波路の途中に、少なく
とも2枚の複屈折板と少なくとも一枚のファラデー回転
子を挿入し、順方向の光は偏波に依存しないで一方の導
波路から入射し、他方の導波路に出射するように構成
し、戻り光は前記一方の導波路には戻らないように構成
した偏波無依存光アイソレータ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光アイソレータに関し、
特に複屈折結晶による偏光分離素子を利用した偏波無依
存型の光アイソレータに関する。
【0002】
【従来の技術】光アイソレータは、通常、偏光子、レン
ズ、ファラデー回転子、複屈折素子、1/2波長板等の
個々のバルクの光学素子を組み合わせて構成されるた
め、部品点数が多く且つ大型となると共に、素子の相互
関係の調整が複雑になるなどの問題がある。これに対し
て導波路または光ファイバに直接光アイソレータを組み
込んで光アイソレータを小型化することが提案されてい
る。
【0003】特公平3−22962号公報には、1本の
光ファイバを一か所以上で切断してそこに誘電体金属多
層膜偏光子、ファラデー回転子板等を直接挿入一体化す
ることによりファイバ一体型の光アイソレータが記載さ
れている。本発明でもこの技術を利用するが、同公報の
ものは偏波依存性である。
【0004】特開平3−171103、特開平3−19
6115号等には、光導波路に偏光分離素子を挿入して
入射光の偏光を2分離して2本の導波路に導き、これら
2本の導波路に挿入されたファアラデー回転子及び1/
2波長板に導き、次いで合成用の偏光分離素子により偏
光を合成するようにした偏波無依存光アイソレータが記
載されている。しかし、この装置では偏光分離用及び合
成用の偏光分離素子の製作が困難である。
【0005】特開平4−307512号及び特開平4−
349421号には1本の光ファイバを基板に埋め込
み、光ファイバを斜めに切断するスリットを基板に形成
してそこに光アイソレータ素子(3枚のビームスプリッ
タとファラデー回転子、或いは2枚のビームスプリッタ
と1/2波長板とファラデー回転子)が埋め込まれた偏
波無依存光アイソレータが記載されている。光ファイバ
の端面の角度と光アイソレータ素子中の各素子の厚さ等
は、ファイバ傾斜端面から出た光の傾きが各素子により
相殺され、光が見かけ上光ファイバを直進するように定
められると共に、斜め切断のため各素子の端面で反射し
た光が入射側に戻らないようになっている。この技術で
は無調整で容易に組み込み可能な光アイソレータが提供
できるが、光アイソレータ素子がすべて一体化されてい
るために全厚が厚くなり、回折損失が大きくなる欠点が
ある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】特開平4−30751
2号及び特開平4−349421号に記載された技術で
は、損失が大きくなる欠点がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、2本の平行な
直線状導波路または光ファイバの途中に3か所の溝部を
形成し、これらの溝に第1の複屈折板、1/2波長板と
ファラデー回転子を組み合わせた素子、及び第2の複屈
折板を挿入し、順方向の光は偏波に依存しないで一方の
導波路または光ファイバから入射し、他方の導波路また
は光ファイバに出射するように構成し、戻り光は前記一
方の導波路または光ファイバには戻らないように構成し
た偏波無依存光アイソレータを提供する。この構成によ
ると、複屈折板を別々にスリットに挿入したために低損
失となり、無調整で容易に組立が可能であり、また一方
の光ファイバから他方の光ファイバへ出射するために2
つの偏波の光路長が等しくできるので偏波分散(偏波に
依存した位相差が生じる現象)が低下する
【0008】より好ましい構成では、2枚の複屈折板と
1/2波長板とファラデー回転子とは導波路または光フ
ァイバに対して斜めに配置され、一方の導波路または光
ファイバに入射した光は、第1の複屈折板を光が透過す
る際に、異常光が直進し、常光が軸ずれして他方の導波
路または光ファイバに進み、第2の複屈折板を光が透過
する際に、異常光が直進し、常光が軸ずれして、すべて
の光が他方の導波路または光ファイバに進むよう構成さ
れていることを特徴とする。この構成によると、複屈折
板と1/2波長板とファラデー回転子の面で反射する光
は導波路または光ファイバからはずれた方向に向かい入
射方向に戻らないので反射減衰量が大きくなる利点が得
られる。
【0009】
【作用】図1を参照して本発明の基本原理を説明する。
コア3、4をそれぞれ有する光ファイバ1、2は近接し
て平行に配置されている。光ファイバ1、2は別々の3
か所で切断されて溝部が形成され、それらの溝部に第1
の複屈折板5、1/2波長板6、これに密着した回転角
度45°のファラデー回転子7、及び第2の複屈折板8
が挿入されている。複屈折板5、8は、入射した光のう
ち常光が直進し異常光が軸はずれとなって別の光ファイ
バへ出射するように構成される。この代わりに、以下の
実施例に示すように、入射した光のうち異常光が直進
し、常光が軸はずれとなって他方の光ファイバに出射す
るように構成されてもよい。この場合には複屈折板5、
8の入射面は条件を満足するような角度に傾斜させる必
要がある。1/2波長板6、ファラデー回転子7は接着
一体化されており複屈折板5と常光もしくは異常光で透
過した順方向の光に対しては、偏波面が90度回転し、
複屈折板8を常光もしくは異常光で透過した逆方向の光
に対しては偏波面が回転しないように構成されてる。
【0010】本発明の光アイソレータの作用を説明する
と、図1(a)のように、順方向の光に対しては、光フ
ァイバ1から入射した光は第1の複屈折板5で2つに分
かれ、例えば常光は直進して光ファイバ1を進み1/2
波長板6及びファラデー回転子7を透過し偏波面が90
度回転し、異常光となった光は第2の複屈折板8で軸ず
れを起こして光ファイバ2に出射する。一方、第1の複
屈折板5を出射した異常光は光ファイバ2を進み1/2
波長板6及びファラデー回転子7を透過し偏波面が90
度回転し、常光となった光は第2の複屈折板8を直進し
て光ファイバ2に出射する。このように、本発明による
と偏波無依存の光アイソレータが得られる。また、2つ
の偏光の光路差は0であるので位相の偏波分散がない。
【0011】図1(b)のように、逆方向の光に対して
は、光ファイバ2からの戻り光は第2の複屈折板8で2
つに分かれ、常光は直進して光ファイバ2を進み、ファ
ラデー回転子7及び1/2波長板6を透過しても常光で
あり、第2の複屈折板8を経て光ファイバ2を直進す
る。一方、第2の複屈折板8を出射した異常光は光ファ
イバ2を進みファラデー回転子7及び1/2波長板6を
透過しても異常光のままであるから、第1の複屈折板5
で軸ずれを起こして、光ファイバ1には出射しない。
【0012】次に、本発明の光アイソレータが低損失で
ある理由を説明する。導波路または光ファイバに溝部を
形成した際に生じる回折損失L(単位dB)は、溝幅d
が大きくないときの近似式として
【数1】L=0.11λ22 /w4 (式1) で表される。λは光の波長、wは導波路または光ファイ
バの実効スポットサイズまたは光ファイバのスポットサ
イズ(半径)、dは実効的な溝幅であり、溝幅を挿入さ
れる物質の屈折率で割った値である。特開平4−307
512号及び特開平4−349421号に示された従来
例では、第1の複屈折板、1/2波長板、ファラデー回
転子、第2の複屈折板を一体化しているため、式1で示
されるdが大きくなり、損失が増大してしまう。これに
対して、本発明では2本の光ファイバまたは導波路を使
用すると共に素子を別々に挿入しているために損失を低
減できる。例えば、第1の複屈折板、第2の複屈折板を
それぞれ厚さ850μmのルチル板とし、ファラデー回
転子を厚さ350μmののBi置換ガーネット、1/2
波長板を厚さ92μmの水晶板、w=20μm、λ=
1.55μmの場合、上記の従来例では損失L=1.4
dBとなるが、本発明では損失がL=0.5dBと大幅
に低減できる。
【0013】
【実施例】
実施例1 図2は本発明の好ましい実施例を示す。この例が図1と
違う点は光ファイバ1、2に斜めの溝部が形成され、そ
れらの溝部に第1の複屈折板15、1/2波長板16、
これに密着した回転角度45°のファラデー回転子1
7、及び第2の複屈折板18が挿入されている点であ
る。ここで複屈折板15、18を異常光が直進するよう
に斜め角度が設定されている。この時常光は軸ずれを生
じて他方の光ファイバに入射する。また、複屈折板が傾
斜しているために、複屈折板の面からの反射光は入射側
の光ファイバに戻ることはないので、反射減衰量を大き
くすることができる。今一例として、光ファイバの屈折
率を1.45とし、複屈折板としてルチル平行平板を使
用し、C軸をルチル板の入出射面に対して45度の角度
に配置し、常光の屈折率2.44、異常光の屈折率2.
69とすると、入射角12.3°のとき図2のように異
常光が直進する。
【0014】実施例2 図3は図2に示した実施例1の光ファイバの代わりに、
薄膜技術を利用して基板20に平行な光導波路1、2を
作り込み、これらの導波路を斜めに切断する溝部を3か
所に設け、それらの溝部に実施例1と同様な関係を満足
するような厚さの第1の複屈折板15、1/2波長板1
6、これに密着した回転角度45°のファラデー回転子
17、及び第2の複屈折板18を挿入する。この例の光
アイソレータは実施例1と同様に機能する。
【0015】実施例1、2の光アイソレータの動作にお
いて、光ファイバ1または光導波路1に入射した順方向
の光のうち異常光は第1の複屈折板15を直進し、次い
で1/2波長板16、ファラデー回転子17を経て常光
になり、最後に第2の複屈折板18で軸ずれして光ファ
イバ2または導波路2に出射する。一方、光ファイバ1
または導波路1に入射した順方向の光のうち常光は第1
の複屈折板15で軸ずれして光ファイバ2または光導波
路2に導かれ、次いで1/2波長板16、ファラデー回
転子17を経て異常光になり、最後に第2の複屈折板1
8を直進し、光ファイバ2または光導波路2に出射す
る。複屈折板の各面は導波路または光ファイバに対して
傾斜しているからこれらの面での反射光は入射側の光フ
ァイバ1または導波路1に戻ることはない。逆方向の光
に対しては、光ファイバ2からの戻り光は第2の複屈折
板18で2つに分かれ、異常光は直進して光ファイバ2
を進み、ファラデー回転子7及び1/2波長板6を透過
しても異常光であり、第1の複屈折板15を経て光ファ
イバ2または導波路2を直進する。一方、第2の複屈折
板8で軸はずれとなった常光は光ファイバ1または導波
路1を進み1/2波長板6及びファラデー回転子7を透
過しても常光のままであるから、第1の複屈折板15で
軸ずれを起こして、光ファイバ1または導波路1には出
射しない。
【0016】
【効果】本発明によると光ファイバまたは光導波路と一
体化した無調整で容易に組み立て可能な偏波無依存の光
アイソレータが得られる。また、本発明では2本のファ
イバまたは2つの光導波路を使用し、更に、別々の溝部
に別々の素子を挿入するので光の回折損失が少ない。そ
の上、2つの偏波の光路差は0であるので位相の偏波分
散が少ない。更に、素子を斜めに配置することにより反
射減衰量を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原理を説明する図である。
【図2】本発明の第1の実施例による光アイソレータを
示す図である。
【図3】本発明の第2の実施例による光アイソレータを
示す図である。
【符号の説明】
1、2:導波路(光ファイバまたは光導波路) 5、15:第1の複屈折板 6、16:1/2波長板 7、17:ファラデー回転子 8、18:第2の複屈折板 20:基板

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 2本の平行な直線状導波路または光ファ
    イバの途中に3か所の溝部を形成し、これらの溝に第1
    の複屈折板、1/2波長板とファラデー回転子を組み合
    わせた素子、及び第2の複屈折板を挿入し、順方向の光
    は偏波に依存しないで一方の導波路または光ファイバか
    ら入射し、他方の導波路または光ファイバに出射するよ
    うに構成し、戻り光は前記一方の導波路または光ファイ
    バには戻らないように構成した偏波無依存光アイソレー
    タ。
  2. 【請求項2】 2枚の複屈折板と1/2波長板とファラ
    デー回転子とを導波路または光ファイバに対して斜めに
    配置し、一方の導波路または光ファイバに入射した光
    は、第1の複屈折板を光が透過する際に、異常光が直進
    し、常光が軸ずれして他方の導波路または光ファイバに
    進み、第2の複屈折板を光が透過する際に、異常光が直
    進し、常光が軸ずれして、すべての光が他方の導波路ま
    たは光ファイバに進むよう構成されていることを特徴と
    する請求項1の光アイソレータ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100481716B1 (ko) * 2002-12-12 2005-04-11 학교법인 청석학원 광아이솔레이터

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KR100481716B1 (ko) * 2002-12-12 2005-04-11 학교법인 청석학원 광아이솔레이터

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