JPH08220479A - ファブリー・ペロー・リップル低減器付きオプティカル・アイソレータ - Google Patents
ファブリー・ペロー・リップル低減器付きオプティカル・アイソレータInfo
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- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
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Abstract
減らすためのオプティカル・アイソレータに関する。 【解決手段】 第一と第二の波長の第一と第二の分極の
反射を最小限に抑えるように設計された第一と第二の反
射防止膜(例えば31、37)を有する分極モード分散
補正エレメント(例えば3)を使ってファブリー・ペロ
ー反射によるリップルを減少させるオプティカル・アイ
ソレータ。
Description
ィカル・アイソレータの分野に関し、特に、ファブリー
・ペロー・リップルを減らすためのオプティカル・アイ
ソレータの分野に関する。
常に精密になり、現在では、光ファイバーを使って光学
的に相互に連結された光源と光電検出器に加えて、多く
のエレメントが含まれている。こういったエレメントの
多くは、その表面が反射するために、その反射光線がシ
ステムの操作に悪影響を及ぼすことが分かってきてい
る。不要な反射光線の伝播を防ぐために、オプティカル
・アイソレータが開発された。オプティカル・アイソレ
ータは、光線を一方向だけに伝播させることによって、
片方向弁として機能する。
作について、簡単に説明する。オプティカル・アイソレ
ータは、任意の分極を有する入射光線を取り入れ、その
入射光線を、直角の分極を有する2つの光線(以後、こ
れらをoとeと呼ぶ)に分割する。2つの分極は、光線
の伝播する方向によって、オプティカル・アイソレータ
を通過する際に非可逆経路を取る。光線が前方向に伝播
する場合の経路では、光の損失が少なく、その逆方向の
経路では、損失が大きくなる。2つの光線は、一般に、
普通光線と特殊光線と呼ばれるが、直角の分極を有し、
オプティカル・アイソレータの非可逆部分を、さまざま
な速度で移動し、その結果、経路の長さが異なってく
る。速度が変わることによって、一部で、分極モード分
散を引き起こすことがある。この分散は、好ましくない
ので、分極モード分散補正エレメント(一般に、PMD
CEと略語で呼ばれる)によって、低減される。これに
より、アイソレータを通る両分極の光伝播経路の長さを
同じにすることにより、分極モード分散を減らすことが
できる。PMDCEとは、光伝播経路の長さを、いずれ
の光線でも、アイソレータの非可逆部分において、直角
の分極と同じ長さにすることによって、光伝播経路の長
さを均一にすることができる複屈折板のことである。複
屈折板は、光の入射損失を減らすために、それぞれ平行
に取り付けられた両方の主要表面に、反射防止膜が使わ
れている。PMDCEは、光の伝播する方向にほぼ横切
る形で取り付けられている。パッケージ全体が、しばし
ば、オプティカル・アイソレータと呼ばれることがある
が、アイソレータ・サブアセンブリという用語は、アイ
ソレータの非可逆部分に使われる。
では、通常、多くのオプティカル・アイソレータが使わ
れている。オプティカル・アイソレータの反射率を注意
深く測定した結果、いくつかの残留反射能が示され、こ
の反射能がアイソレータの通過帯域内でファブリー・ペ
ロー・リップルを引き起こした。個々のオプティカル・
アイソレータ内でリップルが一列に並び、これが、所定
の波長で、損失を招く可能性がある。
によると、オプティカル・アイソレータはアイソレータ
のサブアセンブリと、第一および第二の反射防止膜を施
した2つの平行する主要表面を有する分極モード分散補
正エレメント(PMDCE)を有する。第一および第二
の分極は、さまざまな速度で、アイソレータ・サブアセ
ンブリ内を通過し、第一と第二の反射防止膜は、それぞ
れ、第一および第二の分極のPMDCEからの反射を最
小限に抑える。好ましい実施例において、PMDCE
は、ルチル型構造を有する、二酸化チタンから構成され
ている。他の好ましい実施例において、反射防止の膜
は、多層膜になっている。
に説明する。本実施例について議論する前に、前述のリ
ップルの原因となる根源を、どのように見つけたかにつ
いて簡単に説明する。この説明により、本発明について
よりよく理解できるようになると思われる。
となるもとを見つけださなくてはならなかった。そのリ
ップルの原因となるもとを見つけることは、リップルの
原因となりそうな要因がたくさん考えられるので、簡単
なことではなかった。オプティカル・アイソレータが増
幅された自然発光(ASE)によって照らされた時に、
オプティカル・アイソレータの通過帯域について検討し
た。リップルすることは、明白な事実であったが、覆い
はなかった。この点は、重要だと思われる。というの
も、均一の強度でASE内に両方の分極が存在するから
である。2つの分極には、2つの分極に関連する屈折率
が異なるために期間が異なるそれぞれ独立したリップル
ができるはずである。リップルの原因ではないかと考え
られる多くの要因について、調査し、破棄していって、
最終的にリップルを大幅に低減しうると考えられるもと
は、PMDCEの主要表面にある膜に、好ましい分極が
あるということであった。
ば、o の反射率が0.25%で、もう一つの分極eが、
0.0%となるように、PMDCEに4分の1波長膜を
適用するならば、リップル上に何の覆いもできないだろ
うということが示された。こういった作用が、実際に観
察された。しかし、4分の1波長膜に好都合な分極につ
いては、これが実際リップルの原因であることをさらに
示さなくてはならない。屈折率変化の温度係数が、oと
eの光線では異なることが判明した。温度変化について
行なわれた測定の結果、リップルは、oの分極によって
引き起こされることが分かった。
極にマッチした1つの膜および、もう1つの分極にマッ
チしたもう1つに膜と左右相称的ではないことを示唆し
ている。こういった不均整の膜が大幅にリップルを低減
したことが分かった。リップルが少ないオプティカル・
アイソレータは、システムに有利に使われている。両分
極があり、独立した期間があり、オプティカル・アイソ
レータ間の共振の配列は、より困難となり、システムの
性能は、リップルによって悪影響が及ぼされるようなこ
とはなさそうである。
ソレータの略図である。アイソレータのサブアセンブリ
1および、分極モード分散補正エレメント3が図示され
ている。アイソレータ・サブアセンブリ1には、3つの
コンポネーント11、13、15があり、エレメント3
には、第一と第二の反射防止膜31と37が、反対の主
要表面に施されている。
分極を有する、図のようにコリメーター51から入って
くる入射光線を、直角の分極、すなわち、第一と第二の
分極を有する2つの光線に分割する。アイソレータ・サ
ブアセンブリは、2つの分極(一般に、前述の通り、o
とeと呼ばれる)を、前方向では損失が少なく、逆方向
では損失が大きい光伝播の方向によって、強制的にアイ
ソレータ・サブアセンブリを通る非可逆経路を取るよう
にさせる。これにより、第二のコリメーター53は、光
線を受け入れる。
アセンブリ1についての詳細は、熟練者によく知られて
いるので、詳細は省略する。図示されたエレメントは、
複屈折材料で作られている。すなわち、ルチル型構造を
有する二酸化チタンが、望ましいということである。エ
レメントの形状は、一般的に、図示された通りで、正確
な形状は、熟練者には簡単に判定される。コリメーター
51と53も、また、熟練者によく知られており、詳し
い説明は省略する。
ンブリ1により導入された分散を、アイソレータ・サブ
アセンブリ1を通って伝播する光線の光伝播経路の長さ
を均一にすることによって、減らす。PMDCEは、熟
練者によく知られており、簡単に組み立てられる。反対
の主要表面の第一と第二の反射防止31と37は、それ
ぞれ第一と第二の分極に対して反射率が低い設計になっ
ている。膜は、通常、1つの屈折率の高い材料と、1つ
の屈折率の低い材料から形成された多層膜であり、熟練
者には、簡単に作れる。膜は、前述の通り、ルチル型構
造の二酸化チタンのような複屈折材料に適用される。P
MDCE3を通る直角の分極の光伝達経路の長さは、で
きれば完全な分極モード分散補正を確実にするために、
アイソレータ・サブアセンブリ1を通る光伝播経路の長
さを補正するのが望ましい。
mまたは1.5μmいずれか近くの波長を持つ光線を使
う。使われる正確な波長は、システムの考慮点や、使用
する光源によって異なってきそうである。使う波長につ
いて分かっていれば、熟練者は、容易に2つの反射防止
膜を組み立てられる。
熟練者には非常に明白なことである。例えば、二酸化チ
タン以外の材料も使えるし、その材料が、ルチル型構造
以外の構造を有する場合もある。
図である。わかりやすくするために、図示されたエレメ
ントは、縮尺に合わせて描かれたものではない。
Claims (3)
- 【請求項1】 オプティカル・アイソレータであって、 第一と第二の直角の分極に入ってくる光線を分解するよ
う適合されているアイソレータ・サブアセンブリ(例え
ば1)と、 2つの平行する主要表面を持つ分極モード分散補正エレ
メント(例えば3)とを含み、前記表面は、それぞれ、
第一と第二の反射防止膜(例えば31、37)が施され
ており、前記第一の反射防止膜(例えば31)は、第一
の直角分極の反射を最小限に抑えるように配置され、前
記第二の反射防止膜(例えば37)は、第二の直角分極
の反射を最小限に抑えるように、配置されているオプテ
ィカル・アイソレータ。 - 【請求項2】 前記分極モード分散補正エレメント(例
えば3)が、ルチル型構造を有する二酸化チタンを含む
請求項1に記載のオプティカル・アイソレータ。 - 【請求項3】 前記反射防止膜(例えば31、37)
は、多層膜である請求項1に記載のオプティカル・アイ
ソレータ。
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