JPH07508355A - Improvement of optical phase shifter - Google Patents

Improvement of optical phase shifter

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JPH07508355A
JPH07508355A JP5516909A JP51690993A JPH07508355A JP H07508355 A JPH07508355 A JP H07508355A JP 5516909 A JP5516909 A JP 5516909A JP 51690993 A JP51690993 A JP 51690993A JP H07508355 A JPH07508355 A JP H07508355A
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optical
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JP5516909A
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フリスキン,スチーブン ジェームズ
ベッツ,ラルフ アレクサンダー
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テルストラ コーポレイション リミテッド
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 光学的移相器の改良 技術分野 本発明は、移相器、アイソレータ、サーキュレータ、および双方向通信装置を包 含する光学装置に関する。さらに詳細にいえば、しかしそれに限定されるわけて はないが、本発明は光フアイバ通信装置に関する。[Detailed description of the invention] Improvement of optical phase shifter Technical field The present invention encompasses phase shifters, isolators, circulators, and two-way communication devices. The present invention relates to an optical device including the present invention. In more detail, however, it is not limited to However, the present invention relates to fiber optic communication devices.

背景技術 光学的アイソレータは、通信への応用および固体レーザを包含する多(の光学装 置において、重要な部品である。アイソレータの役割は、1つの方向にだけ光が 伝搬することを可能にすることである。アイソレータを通信装置に用いることに より、反射から生ずるフィードバックによりレーザ・ダイオードが再同調するこ とが防止され、および光増幅器と共に用いて、フィードバックによるレーザ作用 または雑音による劣化が起こらないことが確実に得られる。典型的な増幅器は、 その入力に、またはその出力に、または入力と出力の両方に、従来のアイソレー タを有するであろう。残留反射および散乱のために、アイソレータを用いないで 利得の非常に高い増幅器を動作させることは実際上はできない。Background technology Optical isolators are used in many optical devices, including communications applications and solid state lasers. It is an important part in the installation. The role of an isolator is to allow light to flow in only one direction. The goal is to make it possible for the information to propagate. Using isolators in communication equipment This allows the laser diode to retune due to feedback resulting from reflection. and can be used with optical amplifiers to reduce laser action due to feedback. Alternatively, it can be ensured that deterioration due to noise does not occur. A typical amplifier is A conventional isolator at its input, or at its output, or at both its input and output. will have data. Do not use an isolator due to residual reflections and scattering. It is practically impossible to operate an amplifier with very high gain.

先行技術の最も通常の童のアイソレータは、光の偏光状態の非相反的回転を得る ためにファラデー効果を利用する。磁界が加えられた場合、光の偏光面は伝搬方 向には依存せずに回転する。光の偏光面の回転は、光がその中を伝搬している材 料のベルデ定数に比例する。大きなベルデ定数を存する結晶を用いることにより 、45度の回転は短い距離で達成することができる。単一偏光アイソレータは、 第1図に示されたように構成することができる。左から右に進む光は垂直方向に 偏光し、そして次に、ファラデー回転子により45度だけ回転する。第2偏光子 は45度の角度に配置され、それにより光は乱されることなく透過することがで きる。右から左に進む光は45度の方向に偏光し、そして次に、ファラデー回転 子によりさらに45度だけ回転する。したがって、光の偏光面は水平方向になる であろう。この光は爪直偏光子により完全に阻止され、したがって右から左の方 向に光は透過しないてあろう。Most conventional isolators of the prior art obtain non-reciprocal rotation of the polarization state of light. The Faraday effect is used for this purpose. When a magnetic field is applied, the plane of polarization of light changes the direction of propagation. Rotates independently of direction. The rotation of the plane of polarization of light depends on the material through which the light is propagating. It is proportional to the Verdet constant of the material. By using a crystal with a large Verdet constant, , a 45 degree rotation can be achieved in a short distance. A single polarization isolator is It can be configured as shown in FIG. Light traveling from left to right is vertical It is polarized and then rotated by 45 degrees by a Faraday rotator. Second polarizer are placed at a 45 degree angle, allowing light to pass through undisturbed. Wear. Light traveling from right to left is polarized in a 45 degree direction and then undergoes Faraday rotation. Rotate an additional 45 degrees by the child. Therefore, the plane of polarization of light is horizontal Will. This light is completely blocked by the nail direct polarizer and is therefore directed from right to left. No light will pass in the opposite direction.

偏光に依存しない分離を得る1つの技術は、入射光を2つの偏光成分に分け、こ れらの成分のおのおのを分離し、そして次に、この2つの偏光成分を再結合させ る方法である。偏光スプリッタそれ自身はアイソレータのための偏光子として作 用することができ、したがって第2図に示されているように、偏光に依存しない アイソレータを構成することができる。One technique to obtain polarization-independent separation is to separate the incident light into two polarization components; Separate each of these components and then recombine the two polarized components. This is a method to The polarization splitter itself is made as a polarizer for the isolator. can be used and is therefore polarization independent, as shown in Figure 2. An isolator can be configured.

多くの増幅の応用においてこのようなアイソレータは本質的であるが、このよう なアイソレータは、1個のファイバで2方向通4gをする可能性、および双方向 増幅の可能性を否定する。光増幅器を用いた装置において、単一ファイバ2方向 通信を得ることができることは好ましいことである。Although such isolators are essential in many amplification applications, The isolator has the possibility of carrying 4G in two directions with one fiber, and Denies the possibility of amplification. In a device using an optical amplifier, a single fiber in two directions It is desirable to be able to obtain communications.

本発明の1つの目的は、先行技術の欠点を少なくとも改善した、改良されたアイ ソレータを得ることである。One object of the invention is to provide an improved system which at least ameliorates the drawbacks of the prior art. is to obtain a solatator.

本発明の1つの特徴により、偏光面の回転方向が透過光の伝搬方向に依存する少 なくとも1個の第1偏光面回転装置と、透過光の伝搬方向に依存せずに偏光面を 変更する少なくとも1個の偏光面変化のためのt$2装置とを有し、かっ移相器 の両端部から任意の偏光面を有して伝搬するすへての光の事実上半分が第1偏光 面回転装置と偏光面変化のための第2装置のおのおのを通ることを特徴とする、 非相反移相器が得られる。According to one feature of the present invention, the rotation direction of the polarization plane depends on the propagation direction of the transmitted light. at least one first polarization plane rotating device; at least one device for changing the plane of polarization; Virtually half of all light propagating from both ends of the plane with any plane of polarization is the first polarization. passing through each of the plane rotation device and the second device for changing the plane of polarization; A non-reciprocal phase shifter is obtained.

また別の特徴により、本発明は、入射光が第1光路および第2光路を通って伝搬 しかつ出力において前記光路を再結合する装置を有し、かつ前記光路が任意の偏 光を有する入射光の偏光面を変更するための第1装置および第2装置をそれぞれ 任し、かつ偏光面を変更するための前記装置の少なくとも1つが第1伝搬方向に 対して第1回転を有しおよび第2伝搬方向に対して第2回転を有し、かつ変更す るための前記Sk置の他方または一方か伝搬方向に依存しない偏光面変更を行い 、かつ 光路の間の第1相対位相変化が第1方向に伝搬する光に対して起こり、かつ光路 の間の第2相対位相変化か第2方向に伝搬する光に対して起こるように構成され た、光学的非相反移用器を有する。According to yet another feature, the invention provides a method for transmitting incident light through a first optical path and a second optical path. and a device for recombining the optical paths at the output, and the optical paths have an arbitrary polarization. a first device and a second device, respectively, for changing the plane of polarization of incident light having light; and at least one of said devices for changing the plane of polarization in a first propagation direction. a first rotation relative to the direction of propagation and a second rotation relative to the second propagation direction; Change the plane of polarization independent of the propagation direction at the other or one of the Sk positions to ,and a first relative phase change between the optical paths occurs for light propagating in a first direction; a second relative phase change between or is configured to occur for light propagating in a second direction It also has an optical non-reciprocal transfer device.

さらに別の特徴により、本発明は、入射光が第1光路および第2光路を通って伝 搬しかつ出力において前記光路を再結合する装置を存し、かつ前記第1光路が第 1伝搬方向の中に伝搬方向に依存する回転を行う第1偏光面回転装置と伝搬方向 に依存せずに変更を行う第2偏光面変更装置とを順次に存し、かつ前記第2光路 が前記第1伝搬方向の中に伝搬方向に依存せずに変更を行う第3偏光面変更装置 と伝搬方向に依存する回転を行う第4偏光面装置とを順次に有し、かつ入射光の 事実上半分が前記第1光路および前記第2光路のおのおのを通って伝搬し、かつ 出力光の相対位相変化が入射光の伝搬方向に依存する、光学的非相反移相器を存 する。According to still further features, the invention provides a method for transmitting incident light through a first optical path and a second optical path. a device for transporting and recombining the optical paths at an output, and wherein the first optical path is a first optical path. A first polarization plane rotation device that performs rotation depending on the propagation direction in one propagation direction and the propagation direction. a second polarization plane changing device that changes the plane of polarization independently of the second optical path; a third polarization plane changing device that changes the first propagation direction independently of the propagation direction; and a fourth polarization plane device that rotates depending on the propagation direction, and substantially half propagates through each of said first optical path and said second optical path, and An optical non-reciprocal phase shifter is used in which the relative phase change of the output light depends on the propagation direction of the incident light. do.

本発明のさらに別の特徴により、入射光の事実上半分をおのおのが任意の偏光面 を有する2つの光路を通って伝搬しかつ出力を生ずるために前記光路を再結合す る装置を有し、かつ前記光路のおのおのが伝搬する光の偏光面を変更するための 装置を有し、かつ第」伝搬方向において第1相対位相変化を有する出力を前記光 路が有し、かつ逆方向において異なる相対位相変化を存する出力を前記光路が有 する、光学的非相反移相器が得られる。Yet another feature of the invention provides that substantially half of the incident light can be filtered, each with an arbitrary plane of polarization. propagating through two optical paths with a device for changing the plane of polarization of light propagating in each of the optical paths; and outputting an output having a first relative phase change in a "first" propagation direction of the light beam. said optical path has outputs that have different relative phase changes in opposite directions. An optical non-reciprocal phase shifter is obtained.

本発明のさらに別の特徴により、選定された波長に対し、第1伝搬方向において 出力光が事実上透過し、かつ逆方向において出力光が事実上減衰する、ことを特 徴とする非相反移相器を有する光学的アイソレータが得られる。According to a further feature of the invention, for the selected wavelength, in the first propagation direction characterized in that the output light is effectively transmitted and in the opposite direction the output light is effectively attenuated. An optical isolator having a characteristic non-reciprocal phase shifter is obtained.

本発明のさらに別の特徴により、入射光の事実上半分を第1光路および第2光路 のおのおのを通って伝搬するための装置を有し、かつ少なくとも前記第1光路が 伝搬方向に依存する回転を行う偏光面回転装置を存し、かつ少なくとも前記第2 光路が伝搬方向に依存せずに回転を行う第2偏光面変更装置を有し、かつ前記第 」光路およびflif記第2光第2光路長差を有し、かつ前記第1光路と前記第 2光路を再結合するための装置を有し、かつ第1方向に伝搬する第1波長を存す る光に対し十分な減衰が起こり、一方、逆の第2方向に伝搬する前記第1波長を 有する光に対し事実上完全な透過が起こり、かつiif記第4方向に伝搬する第 2波長を存する光に対し事実上完全な透過が起こり、一方、逆の前記第2方向に 伝搬する前記第2波長を有する光に対し十分な減衰か起こるように構成された、 光学的双方向アイソレータが得られる。Yet another feature of the invention provides that substantially half of the incident light is transmitted between the first and second optical paths. a device for propagating through each of the optical fibers, and at least the first optical path comprises: a polarization plane rotation device that performs rotation depending on the propagation direction, and at least the second a second polarization plane changing device that rotates the optical path without depending on the propagation direction; ” has an optical path and a second optical path length difference, and the first optical path and the second optical path are different from each other. having a device for recombining the two optical paths and having a first wavelength propagating in a first direction; sufficient attenuation occurs for the light that propagates in the opposite second direction, while attenuating the first wavelength that propagates in the opposite second direction. virtually complete transmission occurs for the light that has the Virtually complete transmission occurs for light having two wavelengths, while in the opposite said second direction. configured to cause sufficient attenuation to the propagating light having the second wavelength; An optical bidirectional isolator is obtained.

本発明のさらに別の特徴により、非相反アイソレータに対し少なくとも1つの人 力を有し、かつ前記アイソレータを2個の端子に結合するための装置を存し、か つ第1波長を有する光か第1出力を通して出力するように構成され、かつ第2波 長を有する光か第2出力を通して出力するように構成された、光学的サーキュレ ータが得られる。According to still further features of the invention, at least one person for the non-reciprocal isolator a device for coupling the isolator to two terminals; is configured to output light having a first wavelength through the first output, and a second wavelength an optical circuit configured to output light having a length through a second output; data is obtained.

本発明のさらに別の特徴により、第1方向に伝搬する信号が第1波長を有し、カ リ曲の方向に伝搬する信号か@2波長を存し、かつ両方の信号か同じ光ファイバ の中を伝搬し、かっこの装置り月個または複数個の波長選択双方向アイソレータ を存することを特徴とする、双方向光フアイバ通信装置か得られる。According to still further features of the invention, the signal propagating in the first direction has a first wavelength; Signals propagating in the direction of bending @2 wavelengths, and both signals propagating in the same optical fiber The device propagates through one or more wavelength-selective bidirectional isolators. A bidirectional fiber optic communication device is obtained, characterized in that it comprises:

本発明のさらに別の特徴により、第1方向の第1波長においておよび反対の第2 方向の第2波長において信号を増幅することができ、かつ前記第1波長および第 2波長において利得を誘起する装置を有し、かつ双方向波長依存分離装置が前記 第1方向に伝搬する前記第1波長の信号と前記第2方向に伝搬する前記第2波長 の信号とが透過し、かっ 前記第2方向に伝搬する前記第1波長の信号と前記第1方向に伝搬する前記第2 波長の信号とか減衰し、かっ 前記第1波長および前記第2波長における好ましくないフィードバックか事実上 抑止される、 ように構成された、光学的双方向増幅器が得られる。According to still further features of the invention, at a first wavelength in a first direction and at a second opposite wavelength. amplifying a signal at a second wavelength of the direction; a device for inducing gain at two wavelengths, and a bidirectional wavelength-dependent separation device as described above. A signal of the first wavelength propagating in a first direction and a signal of the second wavelength propagating in the second direction. The signal is transmitted and a signal of the first wavelength propagating in the second direction; and a signal of the second wavelength propagating in the first direction. Wavelength signals are attenuated and Unfavorable feedback at the first wavelength and the second wavelength or virtually be deterred, An optical bidirectional amplifier configured as follows is obtained.

本発明のさらに別の特徴により、入射光の事実上半分をおのおのが任意の偏光面 を有する2つの光路に透過して送る装置を有し、かつ出力を生ずるために前記光 路をilT結合する装置を付し、かつ前記光路のおのおのが面光透過光の偏光面 を変更する装置を存し、かっ伝搬の第1方向において前記光路が同位相である出 力を有し従って入射光を透過することとおよび逆方向において前記光路が180 度位相の異なる出力を有し従って入射光を透過しないこととを特徴とする、光学 的アイソレータか得られる。Yet another feature of the invention provides that substantially half of the incident light can be filtered, each with an arbitrary plane of polarization. a device for transmitting said light into two optical paths having a a device for ILT coupling the optical paths, and each of the optical paths has a plane of polarization of the plane-transmitted light. an output device in which the optical paths are in phase in a first direction of propagation; and that in the opposite direction the optical path is 180 optical system, characterized in that it has outputs with different degrees of phase and therefore does not transmit incident light; A typical isolator can be obtained.

図面の簡単な説明 本発明のいくつかの実施(ダ1を、図面を参照して説明する。Brief description of the drawing Some implementations of the present invention will be described with reference to the drawings.

第」図は、先行技術のアイソレータの概要図。Figure 1 is a schematic diagram of a prior art isolator.

第2図は、また別の先行技術のアイソレータの概要図。FIG. 2 is a schematic diagram of yet another prior art isolator.

第3図は、光学的サーキュレータの概要図。FIG. 3 is a schematic diagram of an optical circulator.

第4図は、波長分岐伝搬装置における双方向分離のための第1技術の図。FIG. 4 is a diagram of a first technique for bidirectional separation in a wavelength branching propagation device.

第5図は、波長分岐伝搬装置における双方向分離のための第2技術の図。FIG. 5 is a diagram of a second technique for bidirectional separation in a wavelength branching propagation device.

第6図は、波長分岐装置における双方向分離のための技術の概念図。FIG. 6 is a conceptual diagram of a technique for bidirectional separation in a wavelength branching device.

第7A図および第7B図は、第10図の装置の中の干渉の図。7A and 7B are diagrams of interference in the apparatus of FIG. 10.

第8図は、第10図の装置の1つの実施例の図。FIG. 8 is a diagram of one embodiment of the apparatus of FIG. 10.

′F、9図は、第10図の装置の別の実施例の図。'F, FIG. 9 is a diagram of another embodiment of the apparatus of FIG. 10;

第1I OA図および第10B図は、非相反移相器の好ましい実施例の図。1I OA and 10B are diagrams of preferred embodiments of non-reciprocal phase shifters.

第」1図は、偏光面分散のないアイソレータの図。Figure 1 is a diagram of an isolator without polarization plane dispersion.

第12図は、均衡した偏光面分散のないアイソレータの図。FIG. 12 is a diagram of an isolator without balanced polarization plane dispersion.

ff113図は、本発明によるサーキュレータ/アイソレータの集積化された実 施例の図。Figure ff113 shows an integrated implementation of a circulator/isolator according to the invention. Example illustration.

第14図は、実験装置の中の波長依存性を示すグラフ。FIG. 14 is a graph showing wavelength dependence in the experimental equipment.

第」5図は、第1O図の装置の好ましい実施例の図。FIG. 5 is a diagram of a preferred embodiment of the apparatus of FIG. 1O.

第16図は、双方向増幅器の概要図。FIG. 16 is a schematic diagram of a bidirectional amplifier.

第17図は、本発明によるファイバ埋め込みサーキュレータの概要図。FIG. 17 is a schematic diagram of a fiber-embedded circulator according to the present invention.

第18図は、第17図の装置の実施例の図。FIG. 18 is a diagram of an embodiment of the apparatus of FIG. 17.

第」9図は、モート変換サーキュレータの図。FIG. 9 is a diagram of a mote conversion circulator.

第20Bは、本発明によるサーキュレータ/アイソレータの溶融マツノトツ工、 ノダ実施例の図。No. 20B is a molten Matsunototsu fabrication of a circulator/isolator according to the present invention; Diagram of Noda embodiment.

第21図は、本発明によるフィルタ作用アイソレータの図。FIG. 21 is a diagram of a filtering isolator according to the present invention.

第22図は、高分離装置の図。FIG. 22 is a diagram of a high separation device.

第23図は、双方向増幅器を用いた回路網の図。FIG. 23 is a diagram of a circuit network using a bidirectional amplifier.

第24図は、低偏光分散増幅器の概要図。FIG. 24 is a schematic diagram of a low polarization dispersion amplifier.

詳細な説明 本発明のこの特徴は、双方向回路網で実施するのに特に適している。この方式の 分離を用いて構想された伝搬装置において、第23図にその原理が示されている ように、第」方向の1云搬は第1の波長で行われ、そして第2方向の伝搬は第2 の波長で行われる。この構成における1つの特有な困難は、波長選択分離を行う 単純なアイソレータを作成することである。もしこのようなアイソレータを作成 することかできるならば、増幅器は反射から適切に分離されることは明らかであ る。それは、このような反射は光の波長を保持するのが通常であるからであり、 したがって、アイソレータに出会った際装置を透過するからである。detailed description This feature of the invention is particularly suited for implementation in bidirectional networks. This method The principle of a propagation device designed using separation is shown in Figure 23. So, one propagation in the first direction is at the first wavelength, and the propagation in the second direction is at the second wavelength. It is carried out at the wavelength of One particular difficulty in this configuration is to perform wavelength selective separation. The idea is to create a simple isolator. If you create an isolator like this It is clear that the amplifier will be adequately isolated from reflections if it is possible to do so. Ru. That's because such reflections usually preserve the wavelength of the light. Therefore, when it encounters the isolator, it passes through the device.

要求された終端を達成するために、いくつかの方式を採用することができる。Several schemes can be adopted to achieve the required termination.

この形式のアイソレータの第1実施例は、第4図に示されているように、回折格 子または波長分割マルチプレクサ34を用いて光を2つの波長に分割することと 、アイソレータ32.33を用いて波長のおのおのをおのおのの方向に別々に分 離することと、その後31で光を再結合することとにより行われる。もう少し精 巧な方式は、第5図に示されているように、光サーキュレータ42と1個の波長 マルチプレクサ素子41とを用いて構成される。A first embodiment of this type of isolator is shown in FIG. splitting the light into two wavelengths using a wavelength division multiplexer 34; , each wavelength is separated separately in each direction using isolators 32 and 33. This is done by separating and then recombining the light at 31. A little more fine An ingenious scheme is shown in FIG. It is configured using a multiplexer element 41.

本発明のこの特徴は、偏光依存性に頼る代わりに干渉の性質を用いて分離を行う 、新規な方式に基づいている。このことからすぐに得られる1つの利点は、説明 されたすべての実施例が全体的に偏光に依存しなく、偏光を分離および再結合す る必要がないことである。例示されたいくつかの実施例は単一モードの導波の応 用に対するものであるが、全体的な概念は多数個のアイソレータに同じように応 用することができる。This feature of the invention uses interference properties to perform the separation instead of relying on polarization dependence. , is based on a novel method. One immediate benefit from this is that the explanation All the examples presented are totally polarization independent and can separate and recombine polarized light. There is no need to do so. Some of the illustrated embodiments are single mode waveguide responses. Although the overall concept applies equally well to many isolators, can be used.

本発明のこの特徴の全体的な形式が、第6図に示されている。位置1に入射する 1つの光ビームが、ビーム・スプリッタ51により、鏡54.55を用いて構成 される2つの光路に分割される。第4の光路には90度ファラデー回転子53が 配置され、そして第2の光路には1対の半波長遅延板52が45度の相対角度を 有して配置される。1対の遅延板52は、任意の偏光面を有する入射光の偏光面 を90度たけ回転する。The general form of this feature of the invention is illustrated in FIG. enter position 1 One light beam is formed by beam splitter 51 using mirrors 54,55. The beam is divided into two optical paths. A 90 degree Faraday rotator 53 is in the fourth optical path. A pair of half-wavelength retardation plates 52 are arranged at a relative angle of 45 degrees in the second optical path. It is arranged with The pair of delay plates 52 adjust the polarization plane of incident light having an arbitrary polarization plane. Rotate by 90 degrees.

適切なジョーンズのマトリックス乗算により、このことを示すことができる。This can be shown by appropriate Jones matrix multiplication.

ここで、光路(1)から光路(4)に向けて進む際に加算的干渉が確実に得られ るために、両方の腕の光路長が等しくなるように調整される。端部4に光が入射 する逆の光路の場合には、2つの光ビームの偏光が逆であるであろう。それは、 ファラデー回転は光の進行方向に無関係てあり、一方、複屈折回転は逆であるか らである。このことは2つの光ビームの電界ベクトルの180度位相変化に対応 し、端部lて減算的干渉か起こるてあろう。その代わり、光は端部2を通って出 射し、アイソレータを形成するであろう。Here, additive interference can be reliably obtained when proceeding from optical path (1) to optical path (4). In order to achieve this, the optical path lengths of both arms are adjusted to be equal. Light enters end 4 In the case of opposite optical paths, the polarization of the two light beams would be opposite. it is, Is Faraday rotation independent of the direction of light travel, while birefringence rotation is the opposite? It is et al. This corresponds to a 180 degree phase change in the electric field vectors of the two light beams. However, subtractive interference may occur at the edges. Instead, the light exits through end 2. will form an isolator.

作成された装置は、マツハ・ツエンダ干渉計と関連している。分離において波長 依存性が得られることは明らかであるであろう。もしマツハ−ツエンダ干渉計の 2つの腕の間に光路長差が導入されるならば、端部1から端部4に向けて進行す る光で干渉か加算的である一定の波長のみが存在するであろう。このことは、端 部4に出射する光の強度にλの関数としてsin”依存性を与えるであろう。The created device is associated with the Matsuha-Zehnder interferometer. wavelength in separation It will be clear that dependencies are obtained. If the Matsuha-Zender interferometer If an optical path length difference is introduced between the two arms, proceeding from end 1 to end 4, There will only be certain wavelengths of light that are either interfering or additive. This is the end This will give the intensity of the light exiting the section 4 a sin'' dependence as a function of λ.

これは、光路長の差のI/ΔIに周期的に比例し、残りの光は端部3に再び進む 。This is periodically proportional to the optical path length difference I/ΔI, and the remaining light goes back to end 3. .

右から左に進む光ビームの間に180度の位相差があるために、第7A図に示さ れた端部lての透過曲線は、第7B図に示された端部4で得られる透過曲線に対 して相補形であるであろう。前方向伝搬の場合、端部4で加算的干渉を行う波長 に対し、逆方向伝搬の場合、加算的干渉は端部4で得られるであろう。There is a 180 degree phase difference between the light beams traveling from right to left, as shown in Figure 7A. The transmission curves at all ends 1 are similar to the transmission curves obtained at end 4 shown in FIG. 7B. would be complementary. In the case of forward propagation, the wavelength for additive interference at end 4 On the other hand, in the case of reverse propagation, additive interference would be obtained at end 4.

これはまさに、波長依存性を存するアイソレータに対し要求された特性である。This is exactly the characteristic required for an isolator with wavelength dependence.

例えば、0.12mmの光路差を用いることにより、1535nmで前方向伝搬 (エルビウムが添加されたファイバ増幅器の第1利得ピークに対応)であり、そ して1555nmて逆方向伝搬(エルビウムか添加されたファイバ増幅器の第2 利得ピークに対応)であるように、装置を構成することができる。両方の波長に 対し、分離か得られる。For example, by using an optical path difference of 0.12 mm, forward propagation at 1535 nm (corresponds to the first gain peak of the erbium-doped fiber amplifier), and its and reverse propagation at 1555 nm (the second phase of the erbium-doped fiber amplifier). The device can be configured such that the gain peak is on both wavelengths On the other hand, separation can be obtained.

解決されなければならない主要な問題点は、外部の摂動に対する装置の安定性で ある。干渉装置であるので、熱的または機械的に誘起される光路長に対するすへ ての変動に対して、潜在的に極めて敏感である。熱的および機械的な安定性を得 ることは可能であるけれども、第6図に従って構成されたすべての固体装置はい ずれも、フィールド装置に対し要求される安定性を有する見込みはない。The main issue to be solved is the stability of the device against external perturbations. be. Since it is an interference device, it has no resistance to thermally or mechanically induced optical path lengths. potentially extremely sensitive to fluctuations in thermal and mechanical stability Although it is possible to Neither is likely to have the stability required for field devices.

1つの解決方法は、熱膨張の効果がすべての腕に(非常に小さな光路差I/Δ1 を除いて)平等に影響するように腕の構成の均衡を考えながら、装置全体を固体 部品で作成することである。このことが第8図に示されている。入射光62が銀 メツキ面63に入射し、そして回転子67および半波長板68を通るか、または 回転子64および半波長板65を通るかのいずれかで、最終的に出射光66にな る。第6図と同様なアイソレータが構成されることは明らかであろう。1つの腕 で90度ファラデー回転か起こる代わりに、第1の腕で45度ファラデー回転が 起こり、そして第2の腕でマイナス45反回転し、そして第1の腕に第1の4分 の1波長板か配置されおよび第2の腕に第2の4分の1波長板が配置されること に注目されたい。これが従来の構成体と等価であることは、ジョーンズ・マトリ ックスにより再び示すことができる。けれとも、光通信に特に関連した多くの波 長において、偏光に敏感でない50%ビーム・スプリット立方体を作成すること は、極めて困難である。One solution is that the effect of thermal expansion affects all arms (with a very small optical path difference I/Δ1 The entire device is solid, considering the balance of the configuration of the arms so that they affect each other equally (with the exception of It is created from parts. This is illustrated in FIG. The incident light 62 is silver incident on the plating surface 63 and passing through the rotor 67 and half-wave plate 68, or It passes either through the rotator 64 or the half-wave plate 65, and finally becomes the output light 66. Ru. It will be clear that an isolator similar to that of FIG. 6 may be constructed. one arm Instead of a 90 degree Faraday rotation occurring in the first arm, a 45 degree Faraday rotation occurs in the first arm. Happens, and minus 45 counter-rotations in the second arm, and the first quarter in the first arm a quarter-wave plate is disposed in the second arm and a second quarter-wave plate is disposed in the second arm. I want to be noticed. The equivalence of this to the traditional construct is that the Jones matrix This can be illustrated again by However, there are many waves specifically related to optical communications. Creating a 50% beam split cube that is polarization insensitive in length is extremely difficult.

第2の解決法は、第9図に示されているように、光ビームを物理的に上半分と下 半分とに分け、そして前と同じように同し回転子と複屈折板を用いることである 。レンズ73は入射光を平行光線の光ビーム75にし、およびレンズ71は光ビ ーム75を集光し、そしてこの光を鏡の組70に投射する。ここでは、この装置 はアイソレータとして動作するはずなのか、またはなんらかの干渉がいったい起 こるはずなのかさえ明確ではない。実際、この装置は固体アイソレータとしては もはや動作しないであろう。干渉または分離が起こるのは、入カフ4および出カ フ2の両方か単一モード・ファイバである時のみである。これは、ファイバのモ ードの量子的性質のためである。The second solution is to physically divide the light beam between the upper and lower halves, as shown in Figure 9. split it in half and use the same rotor and birefringent plate as before. . Lens 73 converts the incident light into a parallel light beam 75, and lens 71 converts the incident light into a parallel light beam 75. beam 75 and projects the light onto a set of mirrors 70. Here, this device is supposed to act as an isolator, or is there any interference at all? It's not even clear if it's supposed to happen. In fact, this device is a solid isolator. It will no longer work. Interference or separation occurs between the input cuff 4 and the output cuff 4. Only when both Fiber 2 are single mode fibers. This is the fiber model. This is due to the quantum nature of the code.

この装置をブラック・ボックスとして考えることにより、定性的で理論的な理解 を得ることかできる。この装置により、前方向に伝搬するフォトンに対し、等し い確率および同し位相の2つの光路が得られる。第2フアイバの中のある位置に フォトンが到達する期待値は、 (可能な異なる波動関数とその波動関数の確率 との積)の和である。前方向の場合、与えられた波長のフォトンに対し波動関数 は同し位相にあるであろう。そして規格化された期待値はl(フォトンが到達す る確率10096)であるてあろう。同じ波長で逆方向の場合、波動関数は逆符 号であるであろう。したがって、フォトンが到達する確率は0であるであろう。Qualitative and theoretical understanding by considering this device as a black box Can you get it? With this device, for photons propagating in the forward direction, equal Two optical paths with high probability and the same phase are obtained. At a certain position in the second fiber The expected value that a photon reaches is (possible different wave functions and the probability of that wave function) It is the sum of the product of In the forward direction, the wave function for a photon of a given wavelength is will be in the same phase. Then, the normalized expected value is l (the photon reaches There is a probability of 10096). For the same wavelength and opposite directions, the wave function has the opposite sign. It would be the number. Therefore, the probability of a photon arriving will be zero.

前記考察は、フーリエ光学の数式を用いて証明することは容易である。仮定され たがウス形モードが、レンズにより、フーリエ空間内のがウス形ビームに変換さ れる。位相の遅延が少しもない場合には、第2レンズは光ビームを元のがウス形 に戻すように変換し、そしてこの変換された光ビームは第2フアイバに基本モー ドを十分に励振する。量子力学の用語を用いていえば、モードと励振光との重な り積分は!である。100%透過が得られる。もしビームの上半分でπだけの位 相遅延を受けるならば、その場合には、このことはフーリエ変換の上半分に−1 を乗算することに等価である。第2レンズに対応するフーリエ変換を実行すると 、奇関数か得られる。奇関数と偶関数との重なり積分は、必然的にゼロである。The above consideration is easy to prove using the formulas of Fourier optics. assumed The cross-shaped mode is converted into a cross-shaped beam in Fourier space by the lens. It will be done. If there is no phase delay, the second lens converts the light beam back to its original shape. and this converted light beam is transferred to the second fiber in the fundamental mode. sufficiently excite the Using the terminology of quantum mechanics, the overlap between the mode and the excitation light is The integral is! It is. 100% transmission is obtained. If the upper half of the beam is only π If subject to a phase delay, then this means that the upper half of the Fourier transform is −1 is equivalent to multiplying by . When we perform the Fourier transform corresponding to the second lens, , an odd function can be obtained. The overlap integral of an odd function and an even function is necessarily zero.

ここで、装置から失われるフォトンに対して起こっていることは明らかである。Here it is clear what is happening to photons being lost from the device.

これらのフォトンは高次モードを単に励振することを試みており、そしてこの高 次モードはカット・オフされていて、ファイバの中を伝搬することはできない。These photons are simply trying to excite higher-order modes, and this higher-order mode The next mode is cut off and cannot propagate through the fiber.

これらのフォトンはファイバのクラツディングの中へ極めて急速に失われる。These photons are lost very quickly into the fiber cladding.

この原理は、非常に単純な干渉計を実験室で構成することにより示された。この 干渉51は飛くほと安定であることが分かった。光学的平面板が、2個の単一モ ード・ファイバの間のビーム拡大器の中のビームの上半分を占めるように挿入さ れた。同位相および反対位相にある2個の光路に対応して、波長の関数として受 け取られた光に明確な変調が存在する。このことは第14図に示されている。This principle was demonstrated by constructing a very simple interferometer in the laboratory. this It was found that the Interference 51 is more stable as it flies. The optical flat plate consists of two single modules. inserted into the beam expander between the lead fibers to occupy the upper half of the beam. It was. The reception as a function of wavelength corresponds to two optical paths that are in phase and out of phase. There is a clear modulation in the ejected light. This is illustrated in FIG.

このことにより、双方向分離に対しまた別の装置が得られる。この場合には、拡 大されたビームは物理的には決して分離されない。90度ファラデー76回転子 と1対の交差半波長板74とで構成される複合素子は、1つの側面を研磨しそし て接合することにより作成される。この複合素子は、第15図に示されているよ うに、ビームの正確に半分を占めるようにビームの中に配置される。ファラデー 回転子と複屈折素子との間にわずかに異なる光路を備えることにより、光路差を 達成することかできる。この装置と概念的に同等な装置が、第9図に示されてい る。素子がビームの中に挿入される角度をわずかに変えることにより、伝搬の正 確な波長か同調することができる。この複合素子の厚さは、最新式のファラデー 回転子の場合、500μmよりさらに大きい必要はない。良好なビーム拡大光学 装置の場合、挿入損失は無視てきる(<0.5dB)はすてあり、そして光路差 を生ずるのは小さな長さく〜Imm)の結晶だけであるので、安定度は最大であ る。This provides yet another arrangement for bidirectional isolation. In this case, the expansion The enlarged beams are never physically separated. 90 degree Faraday 76 rotor and a pair of intersecting half-wave plates 74, one side surface of which is polished and a pair of crossed half-wave plates 74. It is created by joining. This composite element is shown in Figure 15. so that it occupies exactly half of the beam. faraday By providing slightly different optical paths between the rotor and the birefringent element, the optical path difference can be reduced. It is possible to achieve. A conceptually equivalent device to this device is shown in Figure 9. Ru. By slightly changing the angle at which the element is inserted into the beam, the propagation can be modified. Can be tuned to a precise wavelength. The thickness of this composite element is comparable to that of the state-of-the-art Faraday In the case of a rotor, it need not be much larger than 500 μm. Good beam expansion optics For devices, the insertion loss is negligible (<0.5 dB), and the optical path difference Since only crystals of small length ~Imm) give rise to Ru.

前記で説明された実施例の1つの欠点は、分離されるビームの半分のそれぞれに 作用するために、非相反移相器の構成が異なる材料を用いていることである。One drawback of the embodiment described above is that each half of the beam to be separated In order to function, the construction of the non-reciprocal phase shifter uses different materials.

したかって、半分体のそれぞれの熱膨張係数および熱屈折率係数が異なるであろ うから、この装置は温度変化を受けることになる。そのために、分離が最大の波 長が変化するであろう。Therefore, the thermal expansion coefficient and thermal refractive index coefficient of each half body will be different. Therefore, this device will be subject to temperature changes. Therefore, separation is the largest wave. The length will vary.

第10A図および第10B図は、非相反移用器素子の好ましい安定な設計を示し た図面である。Figures 10A and 10B illustrate a preferred stable design of a non-reciprocal transfer element. This is a drawing.

この実施例は、両方の半分体に45度ファラデー回転子101と、両方の半分体 に半波長板100.102とを使用する。第1半分体では、半波長板100はフ ァラデー回転子+01の左側にあり、そして第2半分体では、半波長板102は ファラデー回転子101の右側にある。第2半波長板102の光軸は、第1半波 長板+00の光軸に対し45度の方位にある。This embodiment has a 45 degree Faraday rotator 101 on both halves and half-wave plates 100 and 102 are used. In the first half, the half-wave plate 100 is On the left side of the Faraday rotator +01, and in the second half, the half-wave plate 102 is It is located on the right side of Faraday rotator 101. The optical axis of the second half-wave plate 102 is the first half-wave plate 102. It is oriented at 45 degrees with respect to the optical axis of the long plate +00.

この装置の動作を理解するために、波長依存性のない装置に対し、垂直な偏光+ 04を有して左から右に進行する光の経路を考える。ビームの上半分では、光は 半波長板100の高速軸を通り、それからファラデー回転子+01を通って進み 、偏光面か時計方向に45度回転する。ビームの下半分の光はまずファラデー回 転子101を通って偏光面か時計方向に45度回転し、その偏光面は半波長板1 02の高速軸と整合している。これら2つのビームは、再結合される際、同し位 相にあるであろう。同様に、水平偏光+05を有する光の場合、上側半分と下側 半分とを通って進む光はいずれも半波長板100、+02の低速軸を通り、した かって、同し位相にあるであろう。右から左に進む光は、上側半分では、垂直軸 に対し時計方向に45度回転してファラデー回転子101にまず入射し、そこで 偏光面か水51!軸方向に回転し、次に半波長板100の低速軸を通る。右から 左に進む光は、下側半分ては、垂直軸に対し時計方向に45度回転して半波長板 102の高速軸をまず通り、次にファラデー回転子+01を通って、偏光面が水 平軸方向なるであろう。上側ビームが高速軸を通って進みそして下側ビームが低 速軸を通って進むので、ビームの上側半分と下側半分との間に180度の相対位 相差があるであろう。前方向では、光が再結合すると加算的干渉が起こり、そし て逆方向では、光か再結合すると減算的干渉か起こり従って減衰するであろう。In order to understand the operation of this device, we need to use a device with no wavelength dependence for vertically polarized + + Consider a path of light traveling from left to right with 04. In the upper half of the beam, the light is passes through the fast axis of the half-wave plate 100 and then passes through the Faraday rotator +01. , rotates the plane of polarization 45 degrees clockwise. The light in the lower half of the beam is first Faraday round The plane of polarization rotates 45 degrees clockwise through the trochanter 101, and the plane of polarization rotates through the half-wave plate 1. It is aligned with the high speed axis of 02. When these two beams are recombined, they are It will probably be in phase. Similarly, for light with horizontal polarization +05, the upper half and the lower half The light that passes through both halves passes through the slow axis of the half-wave plates 100 and +02, and Once upon a time, they would be in the same phase. Light traveling from right to left is on the vertical axis in the upper half It rotates 45 degrees clockwise relative to the target and first enters the Faraday rotator 101, where it Polarized plane or water 51! It rotates axially and then passes through the slow axis of the half-wave plate 100. from the right The light traveling to the left is rotated 45 degrees clockwise with respect to the vertical axis, and the lower half is rotated 45 degrees clockwise with respect to the vertical axis. 102, then passes through the Faraday rotator +01, and the plane of polarization becomes water. It will be in the flat axis direction. The upper beam goes through the fast axis and the lower beam goes through the low As it travels through the fast axis, there is a 180 degree relative position between the upper and lower halves of the beam. There will be a difference. In the forward direction, additive interference occurs as the light recombines and In the opposite direction, when the light recombines there will be subtractive interference and therefore attenuation.

これか非伝搬、すなわち、分離の基礎である。すぐに分かるように、このことは 容易に拡張できて、サーキュレータに応用することかできる。This is the basis of non-propagation, that is, separation. As you will soon see, this means It can be easily expanded and applied to circulators.

第10図で説明したアイソレータは、前方向の2つの偏光状態の間に1波長差の 非常に小さな(しかしを限の)偏光分散を有する。これは、1つの偏光力面波長 板の高速軸を通って(上側半分および下側半分)進み、そして他の偏光力面波長 板の低速軸を通って進むからである。結果として得られる偏光分散は、1. 5 μm光に対して、5fsに等しい。この値は、市販されている最良のアイソレー タの値よりもはるかに小さいが、偏光分散力体来ゼロであるアイソレータを設計 することか可能である。このことは、高速軸通過および低速軸通過に等価な前方 1云搬路を作成することにより実行される。第11図は、このことがとのように して達成できるかを示した図面である。上側半分は、垂直偏光に対し高速軸、フ ァラデー回転子:低速軸 水平偏光に対し 低速軸、ファラデー回転子 高速軸 て構成される。The isolator explained in Figure 10 has a one-wavelength difference between the two polarization states in the forward direction. It has a very small (but limited) polarization dispersion. This is one polarization power plane wavelength through the fast axis of the plate (upper and lower halves), and the other polarization power plane wavelength This is because it travels through the slow axis of the plate. The resulting polarization dispersion is 1. 5 For μm light, it is equal to 5 fs. This value is based on the best commercially available isolators. We designed an isolator with essentially zero polarization dispersion power, which is much smaller than the value of It is possible to do so. This means that the forward axis is equivalent to a fast axis pass and a slow axis pass. This is executed by creating one transport path. Figure 11 shows that this This is a drawing showing how this can be achieved. The upper half has fast axis, f-axis for vertical polarization. Faraday rotor: low speed axis for horizontal polarization Low speed axis, Faraday rotor, high speed axis It consists of

下側半分は、高速軸子ファラデー回転子十低速軸に等価な光路長の両方の偏光で 構成される。The lower half has an optical path length equivalent to the fast axis and the Faraday rotator ten to the slow axis for both polarizations. configured.

固在の偏光分散は存在しない。There is no inherent polarization dispersion.

第12図は、設計か再び完全に均衡している以外は第11図に等価である。Figure 12 is equivalent to Figure 11 except that the design is again fully balanced.

第」9図に示されているように、ビーム分離アイソレータを基本として用いたJ IL純な光学的サーキュレータを容易に実施することができる。アイソレータの 場合、非伝搬方向で()[除される光は界面の軸に関して非対称であり、したが って、華−モート・ファイバに基本モードを励振することができない。けれども 、同じ対称性を有することかてきる多重モート・ファイバ110の第1高次モー ドを励振することができる。この高次モードを保持するファイバを用いることに より、そして次にこの高次モードを第2フアイバに結合する結合器115を作成 することにより、3端子または4端子のサーキュレータの機能を実行することが できる。As shown in Figure 9, J IL-pure optical circulators can be easily implemented. of isolator If in the non-propagating direction () [the light to be divided is asymmetric with respect to the axis of the interface, but Therefore, it is not possible to excite the fundamental mode in the Hua-Moat fiber. However , the first higher-order moat of the multi-moat fiber 110 can have the same symmetry. can be excited. By using a fiber that maintains this higher-order mode, and then create a coupler 115 that couples this higher order mode to the second fiber. By doing so, it is possible to perform the function of a 3-terminal or 4-terminal circulator. can.

単一モード・ファイバ+16は、多重モード・ファイバ+18、+10に結合l 14.115される。レンズ111、+13および移相器冊2は、前記のように ビーム拡大アイソレータを形成する。このような結合器は、正しい対称性の高次 モートから単一モード・ファイバの基本モードに光を結合することができる。Single mode fiber +16 is coupled to multimode fibers +18, +10 14.115. The lenses 111, +13 and phase shifter book 2 are as described above. Forms a beam expanding isolator. Such a coupler can be used for higher orders of correct symmetry. Light can be coupled from the moat into the fundamental mode of a single mode fiber.

この場合、伝搬係数は結合領域で整合している。溶融結合法または研磨結合法の いずれも用いることができる。拡大された平行なビームの中の結晶の界面で、高 次モー1−の非最適励賑かこの装置に対して失われた残りの充て達成される。こ のことは、光ビームか近視野像から遠視野像に遷移する界面を備えることにより 政庁することができる。レンズの間の光を集光することにより、および非相反移 相器結晶を適切な位置に配置することにより、このことが達成される。In this case, the propagation coefficients are matched in the coupling region. Fusion bonding method or polishing bonding method Either can be used. At the interface of the crystal in the expanded parallel beam, the height The second mode 1 - non-optimal excitation activity is achieved to fill the remaining amount lost for this device. child This is because the light beam has an interface that transitions from a near-field image to a far-field image. It can be a government office. By concentrating the light between the lenses and non-reciprocal transfer This is achieved by placing the phase crystal in the appropriate position.

第」3図において、この実施例では、マツハ・ツエンダ導波器は集積化された光 学装置で作成される。これらの装置は市販されている。マツハ・ツエンダ113 の両方の腕を通る溝か作成され、そしてこの溝の中に非相反移相器112の2個 の半分体力寸ITI人される。それにより、第1腕からの光は第1半分体を通り 、そして第2腕からの光は第2半分体を通る。この領域にわたって非導波的伝搬 によるtlを失を小さくするために1、もし必要ならばビーム拡大技術を用いる ことができる。通常のように、ファラデー回転子に磁界を加えなければならない 。この装置は、集積化されたスプリッタとそれを組み合わせるように、通常の方 式で他の集積化された光学装置と組み合わせることかできる。In Figure 3, in this example, the Matsuha-Zehnder waveguide is an integrated optical Created with academic equipment. These devices are commercially available. Matsuha Tsuenda 113 A groove is created passing through both arms of the Half of the physical strength of an ITI person. As a result, the light from the first arm passes through the first half. , and the light from the second arm passes through the second half. Non-guided propagation over this region 1, use beam expansion techniques if necessary to reduce the loss of tl due to be able to. As usual, a magnetic field must be applied to the Faraday rotator . This device is commonly used to combine it with an integrated splitter. It can be combined with other integrated optical devices in the formula.

第20図は、溶融結合器技術を用いた2個のファイバを有するまた別のマツノド ツエンダ実施例の図面である。図示された実施例は、ファイバのクラッドの屈折 率よりも小さな屈折率のガラス管114の中に2個のファイバ115が挿入され 、そしてこの管か2個の近接した領域113にまてテーバが付いていて、2個の 5050結合器か形成される。まわりのつぶされたガラス管+14により所定の 位置にしっかりと保持されたファイバ+15の場合、非相反移相素子112はフ ァイバ導波器の間に配置される前に、この装置を切断および研磨することができ る。または、第13図に示された集積化された光学装置に対するように、溝11 6を用いることができる。この実施例は、非相反移相器を通る光の低損失結合を ilる潜在能力を有する。基本モードを拡大することにより、回折効果か小さく なり、そして非導波領域を通る伝搬を低714失で達成することができる。ビー ム拡大は、テーバfFき領域を備えたファイバを用いることにより、またはコア 拡散技術により、J1成することかてきる。Figure 20 shows another pine needle with two fibers using fused coupler technology. 1 is a drawing of a Zehnder embodiment. The illustrated embodiment is based on the refraction of the cladding of the fiber. Two fibers 115 are inserted into a glass tube 114 with a refractive index smaller than the , and this tube is tapered across two adjacent regions 113, and has two adjacent regions 113. A 5050 coupler is formed. The surrounding crushed glass tube +14 allows the specified With the fiber +15 held firmly in position, the non-reciprocal phase shift element 112 This device can be cut and polished before being placed between the fiber waveguides. Ru. Alternatively, as for the integrated optical device shown in FIG. 6 can be used. This example provides low-loss coupling of light through a non-reciprocal phase shifter. It has the potential to be ill. By enlarging the fundamental mode, the diffraction effect can be reduced. and propagation through the non-guided region can be achieved with low 714 losses. Bee The beam expansion can be achieved by using a fiber with a tapered fF region or by using a fiber with a core With diffusion technology, it is possible to make it to J1.

単一偏光ファイハ埋め込みアイソレータは、科学文献に開示されている。けれと も、単一偏光装置の応用は極めて限られている。第15図に示された装置により 、偏光に敏感でないアイソレータが得られる。単一モード・ファイバからの光は レンズ73により拡大されて、拡大ビームになる。非相反移相器112は、ビー ム75の1つの半分の中のファラデー回転子76と、他の半分の中の1対の半波 長板77とて形成される。レンズ71は、光をファイバ72の中に伝搬する。Single polarization fiber embedded isolators have been disclosed in the scientific literature. Kereto However, the applications of single polarization devices are extremely limited. By the device shown in Figure 15 , an isolator that is not sensitive to polarization is obtained. The light from a single mode fiber is It is expanded by a lens 73 to become an expanded beam. The non-reciprocal phase shifter 112 A Faraday rotator 76 in one half of the system 75 and a pair of half-waves in the other half. It is formed as a long plate 77. Lens 71 propagates light into fiber 72 .

この動作の原理は、第6図の装置の動作原理に似ていることが分かるであろう。It will be seen that this principle of operation is similar to that of the apparatus of FIG.

これらは、潜在的に、分離されたコネクタに作成することができる。このような 装置は、波長に依存しない、または波長に敏感である、のいずれかであることが できる。These could potentially be made into separate connectors. like this The device can be either wavelength independent or wavelength sensitive. can.

スプリット・ビーム型のアイソレータ(または、その問題に対する標準的なアイ ソレータ)に取り込むことができるまた別の特徴は、ズブ1ルノト・ビーム技術 を用いたフィルタ作用である。非複屈折性の逆素子、例えば、非複屈折性の波長 板117てビームを分離することにより、両側の異なる光路長で、正弦的フィル タ作用を適用することができる。図21にこのことが示されている。増幅器の応 用において、一定の帯域幅にわたって利得を等化するために、このことは特に有 用である。これと前記で説明した型のアイソレータとを組み合わせるために、逆 フイルタ作用素子の界面は、非相反移相器112の界面に直角でなければならな い。5050以外の比を用いてビームを分離することにより、必要な程度の励振 を得ることかできる。A split beam isolator (or standard eye for that problem) Another feature that can be incorporated into the Solator is the Zub1 Lunoto Beam Technology. This is a filter effect using . Non-birefringent inverse element, e.g. non-birefringent wavelength By separating the beams using plate 117, a sinusoidal filter is created with different optical path lengths on each side. A data effect can be applied. This is shown in FIG. Amplifier response This is particularly useful for equalizing the gain over a fixed bandwidth in applications. It is for use. To combine this with the type of isolator described above, the reverse The interface of the filter acting element must be perpendicular to the interface of the non-reciprocal phase shifter 112. stomach. By separating the beams using a ratio other than 5050, the desired degree of excitation can be achieved. Can you get it?

さらに高度の分離の特性、または温度にさらに高度に依存しない特性を得るため に、これらの装置を縦続接続する性能は極めて単純である。装置の界面が相互に 垂直であることを確実に得ることにより、2個の非相反移相器112.122を 同しビーム拡大器の中て縦続接続することかできる。このことが第22図に示さ れている。装置の特性の一定の同調はまた、90度の相対方位からのわずかな変 化で達成することができる。装置のピークの分離および分離幅を増大するために 、2個の同し装置を縦続接続することができる。または中心波長がわずかに異な る2Hの装置を縦続接続して、さらに広い分離帯域幅を得ることができる。To obtain properties of a higher degree of separation or properties that are more independent of temperature Additionally, the ability to cascade these devices is extremely simple. The device interfaces are mutually The two non-reciprocal phase shifters 112, 122 are They can also be cascaded within the same beam expander. This is shown in Figure 22. It is. Constant tuning of the device characteristics also allows for slight variations from 90 degree relative orientation. This can be achieved by To increase instrument peak separation and separation width , two identical devices can be cascaded. or with slightly different center wavelengths. 2H devices can be cascaded to obtain even wider separation bandwidths.

ピーク分離波長同調 45度ファラデー回転の波長と異なるようにピーク分離の波長を同調できること は、製造の際に(r用である。要求されたピーク分離の波長において、半波長板 の光軸の間の相対角度をファラデー回転角に等しいように選定することにより、 本発明に従ってこのことを達成することができる。この特性は、広帯域分離に対 する前記特性と組み合わせることができ、または十分に分離された波長に対し逆 方向に達成するために組み合わせることができる。Peak separation wavelength tuning The wavelength of peak separation can be tuned to be different from the wavelength of 45 degree Faraday rotation. is for (r) at the wavelength of the required peak separation, a half-wave plate By choosing the relative angle between the optical axes of to be equal to the Faraday rotation angle, This can be achieved according to the invention. This property is suitable for wideband separation. can be combined with the above characteristics to be or vice versa for well separated wavelengths. Can be combined to achieve direction.

装置の同調 ピーク分離の波長とは別個の1つの重要な実際的な問題は、要求される1個また は複数個の波長において最大の消光が起こることを確実に得るための装置の同調 である。非相反位相素子のそれぞれの半分体からの光が、伝搬方向に対し、着目 する1個または複数個の波長において正確に同位相にあることを確実に得ること により、このことか達成される。結晶の角度を変えることにより最も容易に、そ れぞれの半分体の間の相対位相を同調することができる。両方の半分体の光路長 が異なる場合、または両方の半分体の角度方位が異なる場合、装置全体を回転す ることによりこのことを達成することができる。スプリット・ビーム実施例の場 合、結晶の界面がビームに垂直のままであるように、1つの平面内でこの回転が 行われなけれはならない。Equipment synchronization One important practical issue, separate from the wavelength of peak separation, is the required single or is the tuning of the instrument to ensure that maximum extinction occurs at multiple wavelengths. It is. The light from each half of the non-reciprocal phase element is to ensure that they are exactly in phase at one or more wavelengths This is achieved by: This is most easily achieved by changing the angle of the crystal. The relative phase between each half can be tuned. Optical path length of both halves If the two halves have different angular orientations, rotate the entire device. This can be achieved by: Split beam implementation case If this rotation occurs in one plane, such that the interface of the crystal remains perpendicular to the beam must be done.

また別の同調機構が可能である。フーリエ面(すなわち、拡大されたビームの中 )の半分の中の小さな位相の変化は、像面の中の界面に垂直な方向の横変位に等 価である。したがって、もう1つの方法は、位相を同調するために、ファイバを 真の像位置から横方向に変位することである。この同調機構は小さな損失をある 程度受けるか、微細同調に対して有用である。Other tuning mechanisms are also possible. in the Fourier plane (i.e. in the expanded beam) ) is equivalent to a lateral displacement perpendicular to the interface in the image plane. It is worth it. Therefore, another method is to tune the fiber to It is a lateral displacement from the true image position. This tuning mechanism has a small loss Useful for degree or fine tuning.

材料の均衡による位相変化の温度非依存性広帯域の場合に対し、均衡設計は非相 反移相器のそれぞれの半分体に正確に同じ材料を備えるけれども、双方向設計は イ]加的な光路長を必要とし、したがって、均衡していない部分の熱膨張および 屈折率の温度依存性により、位相に対するある程度の温度依存性が潜在的に存在 することに注目すべきである。少なくとも2つの方式を採用することができる。In contrast to the temperature-independent broadband case of phase change due to material equilibrium, the equilibrium design is non-reciprocal. Although each half of the antiphase shifter has exactly the same material, the bidirectional design b] requires additional optical path length and therefore reduces the thermal expansion of the unbalanced part. Due to the temperature dependence of the refractive index, there is potentially some degree of temperature dependence on the phase. It should be noted that At least two methods can be adopted.

1つの方式は、移相器に非常に小さな温度依存性を有する材料を用いることであ る。別の方式は、光路差を得るために、非相反移用器のそれぞれの半分体に2つ の異なる材料を用いることである。これらの材料は、小さな光路長か大きな熱係 数ををするように、わずかに異なる熱係数を有するように選定される。この方法 を用いて、広い温度範囲にわたって相対位相が事実上一定であるように作成する ことができる。One method is to use a material with very small temperature dependence for the phase shifter. Ru. Another scheme uses two in each half of the non-reciprocal transfer device to obtain optical path difference. using different materials. These materials have small optical path lengths or large thermal coefficients. They are selected to have slightly different thermal coefficients, so that the number of this method to make the relative phase virtually constant over a wide temperature range. be able to.

ファイバ埋め込み光学的サーキュレータ第17図は、ビームの分離か光学的結合 器を用いたファイバで実行される以外は、前記で説明した装置、例えば第6図の 装置、の原理を利用したサーキュレータの図面である。90度ファラデー回転子 88がマツハ−ツエンダの1つの腕の中に埋め込まれ、そして他の腕の中に90 度複屈折回転子88が埋め込まれ、それにより(または、前記で説明されたよう な他の組み合わせにより)サーキュレータが形成される。Fiber-embedded optical circulator Figure 17 shows beam separation or optical coupling. The apparatus described above, such as that of FIG. This is a drawing of a circulator using the principle of the device. 90 degree faraday rotator 88 is embedded in one arm of the Matsuha Zenda, and 90 in the other arm. A degree birefringence rotator 88 is embedded, thereby (or as described above) and other combinations) form a circulator.

この装置を製造し、および腕の長さを絶対最少量に保持する1つの方法が、第1 8図に説明されている。それぞれのファイバを整合するために、溶融石英のV形 溝90.92が用いられ、そして90度ファラデー回転子93が溶融石英に沿っ て半分だ1月つのファイバ130の中に埋め込まれ、および90度偏光面回転複 屈折板94が池のファイバ+31の中に埋め込まれる。次に、石英のV形溝を用 いて、100パーセントの結合が前方向に達成されるまで持続的に研磨すること により、研磨された結合器が作成される。このことは、回転装置の前におよび後 での50%結合に対応する。この装置は第17図に示された装置と動作が同じで あるが、極めて小型であり、そして環境に対し耐性を存する。この装置はサーキ ュレータとして動作するであろう。そして大量生産が可能であるであろう。すへ てのサーキュレータはまたアイソレータでもあるので、この装置はもちろん、ア イソレータのまた別の実施例である。結晶埋め込みが行われる位置でファイバを 石英の中にわずかに埋め込むことが必要であるか、このことは装置の動作に現実 的な影響をなんら及はさないであろう。One method of manufacturing this device and keeping the arm length to an absolute minimum is the first This is explained in Figure 8. V-shape of fused silica to align each fiber Grooves 90,92 are used and a 90 degree Faraday rotator 93 is aligned along the fused silica. is embedded in one fiber 130, and the plane of polarization is rotated by 90 degrees. A refractor plate 94 is embedded within the pond fiber +31. Next, use a quartz V-shaped groove. and polish continuously until 100 percent bond is achieved in the forward direction. creates a polished coupler. This must be done before and after the rotating equipment. This corresponds to 50% binding. This device is identical in operation to the device shown in Figure 17. However, it is extremely small and resistant to the environment. This device is It will work as a controller. And mass production would be possible. Suheh Since all circulators are also isolators, this device is of course 2 is another embodiment of an isolator. Place the fiber at the location where the crystal embedding will take place. Is it necessary to slightly embed it in the quartz or is this practical for the operation of the device? It will not have any negative impact.

第24図は、本発明のアイソレータを用いた増幅器構成体の図面である。この構 成体は小さな偏光分散を有する。ポンプ源131および入力信号142が波長分 割マルチプレクサ135に入射し、そして低複屈折エルビウム添加ファイバ13 2を通り、そして(例えば、第1+図および第12図で説明されたような)偏光 分散アイソレータ138に入射する。その後、信号は低複屈折エルビウム添加フ ァイバ+34と波長分割マルチプレクサ+36を通り、そして出力143に進む 。ポンプ源137はエルビウム・ファイバ増幅器を駆動する。FIG. 24 is a diagram of an amplifier arrangement using the isolator of the present invention. This structure Adults have a small polarization dispersion. Pump source 131 and input signal 142 input into the splitting multiplexer 135 and into the low birefringence erbium-doped fiber 13. 2 and polarized light (e.g. as described in Figures 1+ and 12) incident on the dispersion isolator 138. The signal is then transferred to the low-birefringence erbium-doped film. passes through fiber +34 and wavelength division multiplexer +36 and then to output 143 . Pump source 137 drives the erbium fiber amplifier.

両方の波長に対し同じ増幅器を用いた双方向通信が単一ファイバで可能な形式の 双方向増幅器が、第25図に示されている。その構成は第24図のものと同しで あるが、(例えば、第6図で説明したような)双方向波長依存アイソレータ13 3が組み込まれている。アイソレータ133は、2個のエルビウム添加ファイバ 増幅23132、+34の間に配置される。140において、λ1の信号は入力 であり、モしてλ2の信号が出力である。141ては、λ2の信号は入力であり 、そしてλ1の13号が出力である。異なる周波数において、例えば141にお けるλ、大入力おいて、許容方向に対応する信号が抑止される。したがって、増 幅器に対し問題点になる好ましくないフィードバックがない、真の双方向増幅器 として、真の双方向装置が可能である。A format that allows bidirectional communication in a single fiber using the same amplifier for both wavelengths. A bidirectional amplifier is shown in FIG. Its configuration is the same as that in Figure 24. However, a bidirectional wavelength-dependent isolator 13 (e.g., as described in FIG. 6) 3 is included. The isolator 133 consists of two erbium-doped fibers. It is placed between the amplifiers 23132 and +34. At 140, the signal at λ1 is input , and the signal of λ2 is the output. 141, the signal of λ2 is the input , and No. 13 of λ1 is the output. At different frequencies, e.g. At a large input λ, the signal corresponding to the permissible direction is suppressed. Therefore, the increase True bidirectional amplifier with no undesirable feedback to cause problems with amplifiers As such, a truly bidirectional device is possible.

本発明の範囲内において、種々の変更および付加が可能であることはすぐに分か るであろう。It will be readily apparent that various modifications and additions can be made within the scope of the invention. There will be.

浄書(内容に変更なし) 回転子 偏光子 偏光子 透A率 透過率 半波長板 45°フアラデ一回転 ■*べ衿くシ コ ツ? + マヘ 2軸 半波長板 垂直軸 1:l1iiilll 光路長を均衡するための1II II+ 光学的平面板 水平軸 1.466 1j36 1.586 5nm 10nm/dlv 補正書の写しく翻訳文)提出書(特許法@184条の8ン平成 6年10 月  3 日V ’4=’r ;T午I″J″′長′自゛ 殿1 、41i、、i出願の表示 P CT/AU931001462 発IUIの名称 光学的移相器の改良 31’i許出願人 氏名(名称) テルストラ コーポレイション リミテッド氏 名 (66f3 9) ン曵 オサ 化4移lF(内容に変更なし] nij記第1方向に伝搬する前記第1波長の信号と前記第2方向に伝搬する前記 第2波長の信号とが透過し、かつ nif記第2方向に伝搬する前記第1波長の13号と前記第1方向に伝搬する前 記第2波長の18号とか減衰し、かつ 前記第1長および前記第2波長における好ましくないフィードバックが事実上抑 止される、 光学的双方向増幅器。Engraving (no changes to the content) rotor Polarizer Polarizer Transmittance A rate Transmittance half wave plate 45° full rotation Tips? + Mahe 2 axes half wave plate Vertical axis 1:l1iiill 1II II+ to balance the optical path length optical flat plate horizontal axis 1.466 1j36 1.586 5nm 10nm/dlv Copy and translation of amendment) Submission (Patent Act @ Article 184-8, October 1994) 3 day V ’4=’r ;TōI″J″′long′self゛゛ 1 , 41i,, i Application indication P CT/AU931001462 Name of IUI issued Improvement of optical phase shifter 31'i applicant Name (Name) Telstra Corporation Limited Name (66f3 9) N-Hen Osa 4th Transfer IF (No change in content) The signal of the first wavelength propagating in the first direction and the signal of the first wavelength propagating in the second direction. The signal of the second wavelength is transmitted, and 13 of the first wavelength propagating in the second direction and before propagating in the first direction. 18 of the second wavelength is attenuated, and Unwanted feedback at said first length and at said second wavelength is effectively suppressed. be stopped, Optical bidirectional amplifier.

(I2) 入射光の事実上半分をおのおのか任意の偏光面を存する2つの光路に 透過する装置を有し、かつ出力を生ずるために前記光路を再結合する装置を有し 、かつ前記光路のおのおのが前記透過光の偏光面を変更する装置を存し、かつ伝 搬の第1方向において前記光路か同位相である出力を存し従って入射光を透過す ることおよび逆方向において前記光路が180度位相の異なる出力を存し従って 入射光を透過しないことを特徴とする、光学的アイソレータ。(I2) Virtually half of the incident light is sent to two optical paths, each with an arbitrary plane of polarization. a device for transmitting light, and a device for recombining the optical paths to produce an output. , and each of the optical paths includes a device for changing the plane of polarization of the transmitted light, and In the first direction of propagation, the optical path has an output that is in phase and therefore transmits the incident light. and in the opposite direction the optical path has outputs with a 180 degree phase difference, thus An optical isolator characterized by not transmitting incident light.

(13) 非相反移相器を有し、かつ遭定された波長に対し第1伝搬方向におい て出力光か事実上透過することおよび逆方向において出力光が事実上減衰するこ とを特徴とする、光学的アイソレータ。(13) It has a non-reciprocal phase shifter and is in the first propagation direction for the encountered wavelength. effectively transmitting the output light in the opposite direction and effectively attenuating the output light in the opposite direction. An optical isolator characterized by:

(I4) 任意の偏光面を存する入射光を光ビームに拡大する装置を有し、かつ 出力を生ずるために前記光を再集光する装置を有し、かつ、前記ビームの中間に 少なくとも第1部分および第2部分を仔する非相反移相器が配置されることと、 伝搬方向に依存する回転を有する偏光面回転装置を前記第」部分が有することと 、伝搬方向に依rγしない変更を行う偏光面変更のための第2装置を少なくとも 前記第2光路が存することとを特徴とし、かつ入射光の伝搬の第1方向において 出力は事実上減衰されかつ逆方向において出力は入射光を事実上透過するように 構成された、光学的アイソレータ。(I4) It has a device that expands incident light with an arbitrary plane of polarization into a light beam, and a device for refocusing the light to produce an output; and a device in the middle of the beam. a non-reciprocal phase shifter having at least a first portion and a second portion; the third section has a polarization plane rotation device having a rotation that depends on the propagation direction; , at least a second device for changing the plane of polarization that does not depend on the propagation direction rγ. characterized in that the second optical path exists, and in the first direction of propagation of the incident light. The output is effectively attenuated and in the opposite direction the output is effectively transparent to the incident light. constructed of optical isolators.

手続補正書(自発) 氏名(名称) テルストラ コーポレイシ腫ン リミテッド明細書、請求の範囲 及び要約書目訳文の浄書(内容に変更なし)手続補正書(自発)Procedural amendment (voluntary) Name Telstra Corporate Limited Specification, Scope of Claims and engraving of the abstract title translation (no change in content) procedural amendment (voluntary)

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)偏光面の回転方向が透過光の伝搬方向に依存する少なくとも1個の第1偏 光面回転装置と、透過光の伝搬方向に依存せずに偏光面を変更する少なくとも1 個の偏光面変化のための第2装置とを有し、かつ移相器の両端部から任意の偏光 面を有して伝搬するすべての光の事実上半分が前記第1偏光面回転装置および偏 光面変化のための前記第2装置のおのおのを通って伝搬することを特徴とする光 学的非相反移相器。(1) at least one first polarization whose rotation direction of the polarization plane depends on the propagation direction of the transmitted light; a light plane rotation device; and at least one for changing the plane of polarization independent of the propagation direction of transmitted light. and a second device for changing the polarization plane of the phase shifter, and the polarization plane can be changed from both ends of the phase shifter. Virtually half of all light propagating through the first polarization plane rotation device and polarization light propagating through each of said second devices for changing the light plane; Non-reciprocal phase shifter. (2)入射光が第1光路および第2光路を通って伝搬しかつ出力において前記光 路を再結合する装置を有し、かつ前記光路のおのおのが任意の偏光面を有する入 射光の偏光面を変更するための第1装置および第2装置をそれぞれ有し、かつ変 更のための前記装置の少なくとも1つの装置が第1伝搬方向に対して第1回転を 有しおよび第2伝搬方向に対して第2回転を有し、かつ変更のための前記装置の 他方または一方が伝搬方向に依存しない変更を行い、かつ光路の間の第1相対位 相変化が第1方向に伝搬する光に対して起こり、かつ光路の間の第2相対位相変 化が第2方向に伝搬する光に対して起こるように構成された、光学的非相反移相 器。(2) the incident light propagates through the first optical path and the second optical path and at the output the said light a device for recombining optical paths, each of said optical paths having an arbitrary plane of polarization; each has a first device and a second device for changing the polarization plane of the emitted light, and at least one of said devices for further rotation makes a first rotation relative to a first propagation direction; and a second rotation relative to a second propagation direction, and of said device for modification. the other or one makes a change independent of the direction of propagation, and a first relative position between the optical paths; a phase change occurs for light propagating in a first direction, and a second relative phase change occurs between the optical paths; an optical non-reciprocal phase shift configured such that the change occurs for light propagating in a second direction; vessel. (3)入射光が第1光路および第2光路を通って伝搬しかつ出力において前記光 路を再結合する装置を有し、かつ前記第1光路が第1伝搬方向の中に伝搬方向に 依存する回転を行う第1偏光面回転装置と伝搬方向に依存せずに回転を行う偏光 面変更のための第2装置とを順次に有し、かつ前記第2光路が前記第1伝搬方向 の中に伝搬方向に依存せずに変更を行う偏光面変更のための第3装置と伝搬方向 に依存する回転を行う第4偏光面装置とを順次に有し、かつ入射光の事実上半分 が前記第1光路および前記第2光路のおのおのを通って伝搬し、かつ出力光の相 対位相変化が入射光の伝搬方向に依存する、光学的非相反移相器。(3) the incident light propagates through the first optical path and the second optical path and at the output the said light a device for recombining optical paths, and wherein the first optical path is in a first propagation direction. A first polarization plane rotation device that rotates depending on the direction of polarization and a polarization plane that rotates independently of the propagation direction. a second device for changing the surface, and the second optical path is in the first propagation direction. A third device for changing the plane of polarization and the direction of propagation, which changes the plane of polarization independently of the direction of propagation. and a fourth polarization plane device with a rotation dependent on propagates through each of the first optical path and the second optical path, and the phase of the output light is Optical non-reciprocal phase shifter in which the phase change depends on the direction of propagation of the incident light. (4)第3項記載の光学的非相反移相器において、前記第1偏光面回転装置およ び前記第3偏光面回転装置が両方の光路の中に配置された1個のファラデー回転 子により得られる前記光学的非相反移相器。(4) In the optical non-reciprocal phase shifter according to item 3, the first polarization plane rotation device and and the third polarization plane rotation device is arranged in both optical paths. The optical non-reciprocal phase shifter obtained by the following method. (5)入射光の事実上半分をおのおのが任意の偏光面を有する2つの光路を通っ て伝搬しかつ出力において前記光路を再結合する装置を有し、かつ前記光路のお のおのが伝搬する光の偏光面を変更するための装置を有し、かつ第1伝搬方向に おいて第1相対位相変化を有する出力を前記光路が有し、かつ逆方向において異 なる相対位相変化を有する出力を前記光路が有する、光学的非相反移相器。(5) Virtually half of the incident light passes through two optical paths, each with an arbitrary plane of polarization. a device for propagating through and recombining said optical paths at an output; each having a device for changing the plane of polarization of the propagating light, and in the first propagation direction; the optical path has an output having a first relative phase change in the opposite direction; an optical non-reciprocal phase shifter, wherein the optical path has an output having a relative phase change of (6)入射光の事実上半分を第1光路および第2光路のおのおのを通って伝搬す る装置を有し、かつ少なくとも前記第1光路が伝搬方向に依存する回転を行う偏 光面回転装置を有し、かつ少なくとも前記第2光路が伝搬方向に依存せずに変更 を行う偏光面変更のための第2装置を有し、かつ前記第1光路および前記第2光 路が光路長差を有し、かつ前記第1光路と前記第2光路を再結合するための装置 を有し、かつ 第1方向に伝搬する第1波長を有する光に対し完全な減衰が起こり、一方、逆の 第2方向に伝搬する前記第1波長を有する光に対し事実上完全な透過が起こり、 かつ前記第1方向に伝搬する第2波長を有する光に対し事実上完全な透過が起こ り、一方逆の前記第2方向に伝搬する前記第2波長を有する光に対し事実上完全 な減衰が起こるように構成された、光学的双方向アイソレータ。(6) propagating virtually half of the incident light through each of the first and second optical paths; and a polarization device in which at least the first optical path rotates depending on the propagation direction. an optical surface rotation device, and at least the second optical path is changed without depending on the propagation direction. a second device for changing the plane of polarization, and the first optical path and the second optical path a device for recombining the first optical path and the second optical path, the paths having an optical path length difference; has, and Complete attenuation occurs for light with the first wavelength propagating in the first direction, while substantially complete transmission occurs for light having said first wavelength propagating in a second direction; and virtually complete transmission occurs for light having a second wavelength propagating in the first direction. On the other hand, the light having the second wavelength propagating in the opposite second direction is substantially completely Optical bi-directional isolator configured to provide maximum attenuation. (7)第13項記載のアイソレータに対し少なくとも1つの入力を有し、かつ前 記アイソレータを2個の端子に結合するための装置を有し、かつ1つの方向に伝 搬する光が前記アイソレータと1つの端子とを通って伝搬するように構成され、 かつ他の方向に伝搬する光が他の端子と前記アイソレータとを通って伝搬するよ うに構成された、光学的サーキュレータ。(7) has at least one input to the isolator described in paragraph 13, and having a device for coupling the isolator to the two terminals and transmitting in one direction. configured such that light propagating through the isolator and one terminal; and allows light propagating in other directions to propagate through the other terminal and the isolator. An optical circulator configured as follows. (8)第13項記載のアイソレータに対し少なくとも1つの入力を有し、かつ前 記アイソレータを2個の端子に結合するための装置を有し、かつ第1モードを有 する光が第1端子を通して出力するように構成され、かつ第2モードを有する光 が第2端子を通して出力するように構成された、光学的サーキュレータ。(8) has at least one input to the isolator described in paragraph 13, and a device for coupling the isolator to the two terminals, and has a first mode. The light is configured such that the light is output through the first terminal, and has a second mode. an optical circulator configured to output through a second terminal. (9)第1方向に伝搬する信号が第1波長を有し、かつ他の方向に伝搬する信号 が第2波長を有し、かつ両方の信号が同じ光ファイバの中を伝搬し、かつ1個ま たは複数個の波長選択双方向アイソレータを有することを特徴とする、双方向光 ファイバ通信装置。(9) A signal propagating in the first direction has the first wavelength and a signal propagating in the other direction has a second wavelength, and both signals propagate in the same optical fiber, and one or or a plurality of wavelength-selective bidirectional isolators. Fiber communication equipment. (10)第9項記載の双方向光ファイバ通信装置において、前記アイソレータが 第12項記載のアイソレータである前記双方向光ファイバ通信装置。(10) In the bidirectional optical fiber communication device according to item 9, the isolator 13. The bidirectional optical fiber communication device which is the isolator according to item 12. (11)第1方向の第1波長においておよび反対の第2方向の第2波長において 信号を増幅することができ、かつ前記第1波長および第2波長において利得を誘 起する装置を有し、かつ双方向波長依存分離装置が前記第1方向に伝搬する前記 第1波長の信号と前記第2方向に伝搬する前記第2波長の信号とが透過し、かつ 前記第2方向に伝搬する前記第1波長の信号と前記第1方向に伝搬する前記第2 波長の信号とが減衰し、かつ 前記第1波長および前記第2波長における好ましくないフィードバックが事実上 抑止される、 光学的双方向増幅器。(11) At a first wavelength in a first direction and at a second wavelength in an opposite second direction. amplifying a signal and inducing a gain at the first wavelength and the second wavelength; and a bidirectional wavelength dependent separation device propagating in the first direction. A signal of a first wavelength and a signal of the second wavelength propagating in the second direction are transmitted, and a signal of the first wavelength propagating in the second direction; and a signal of the second wavelength propagating in the first direction. wavelength signal is attenuated and Unfavorable feedback at the first wavelength and the second wavelength is effectively be deterred, Optical bidirectional amplifier. (12)入射光の事実上半分をおのおのが任意の偏光面を有する2つの光路に透 過する装置を有し、かつ出力を生ずるために前記光路を再結合する装置を有し、 かつ前記光路のおのおのが前記透過光の偏光面を変更する装置を有し、かつ伝搬 の第1方向において前記光路が同位相である出力を有し従って入射光を透過する ことおよび逆方向において前記光路が180度位相の異なる出力を有し従って入 射光を透過しないことを特徴とする、光学的アイソレータ。(12) Transmit virtually half of the incident light into two optical paths, each with an arbitrary plane of polarization. and a device for recombining the optical paths to produce an output; and each of the optical paths has a device for changing the polarization plane of the transmitted light, and in a first direction, the optical paths have outputs that are in phase and thus transmit the incident light. and that in the opposite direction the optical path has outputs that are 180 degrees out of phase; An optical isolator characterized by not transmitting incident light. (13)非相反移相器を有し、かつ選定された波長に対し第1伝搬方向において 出力光が事実上透過することおよび逆方向において出力光が事実上減衰すること を特徴とする、光学的アイソレータ。(13) having a non-reciprocal phase shifter and in the first propagation direction for the selected wavelength; Effective transmission of output light and effective attenuation of output light in the opposite direction An optical isolator featuring: (14)光を平行にして光ビームする装置と、光の一部分が素子のおのおのを通 って伝搬するように光ビームの中間に配置された複数個の光学素子と、光を集光 する装置とを有する、干渉効果を生ずる装置。(14) A device that collimates light into a light beam, and a part of the light passes through each element. Multiple optical elements are placed in the middle of the light beam so that it propagates, and the light is focused. A device for producing an interference effect, comprising a device for producing an interference effect.
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