JPH09189886A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JPH09189886A
JPH09189886A JP8343749A JP34374996A JPH09189886A JP H09189886 A JPH09189886 A JP H09189886A JP 8343749 A JP8343749 A JP 8343749A JP 34374996 A JP34374996 A JP 34374996A JP H09189886 A JPH09189886 A JP H09189886A
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JP
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polarization
beams
walk
parallel
light
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JP8343749A
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Ernest Eisenhardt Bergmann
エイゼンハード バーグマン アーネスト
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LE-SENTO TECHNOL Inc
Nokia of America Corp
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LE-SENTO TECHNOL Inc
Lucent Technologies Inc
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    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/01Devices 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 
    • G02F1/09Devices 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  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G02F1/093Devices 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  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置外には偏光独立の光線を出力するが装置
内では偏光依存性の機能を実行する装置を提供する。 【解決手段】 本発明の光学装置は、偏光していない来
入光を受領する第1ポートとこの第1ポートに接続され
準偏光を有する平行ビームを生成する装置とを有する。
本発明において、光ビームは直線偏光で、準偏光は平行
偏光である。その後平行ビームは、偏光依存性の装置に
より処理される。さらに本発明の装置は、処理後の光ビ
ームを再結合する装置を有し、その結果、第2ポートか
ら光ビームが出力される、そして偏光していないビーム
を出力する機能を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学装置に関し、
特に来入光ビームの偏光に依存しない(独立した)光学
機能を実行する光学装置に関する。
【0002】
【従来の技術】光通信システムおよび他の光学技術で
は、光線列の形態の光学信号を走査する装置が必要であ
る。このような走査を行う公知の装置は、長距離および
短距離の光学伝送の両方に用いられるシリカベースの光
ファイバである。さらにまた他の公知の装置は、フィル
タ,マルチプレクサ,変調器,パワースプリッタ,パワ
ーコンバイナ,等を含む。これらのフィルタおよびマル
チプレクサは、例えば複数の波長でもって情報を伝送す
ることにより、通信システムの容量を増加するために開
発された波長分割多重化システムに用いられる。
【0003】これらの機能の性能は複雑であるが、その
理由は、装置が偏光依存性があるためである。即ち光
は、実行されるべき所望の機能に対し、特定の偏光を有
さなければならないからである。したがって、入力光ビ
ームが特定の偏光を有するよう注意しなければならな
い。当然のことながらこの要件は、光学素子およびシス
テムのデザインの両方にとって極めて複雑な要件であ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、偏光
依存性の機能を実行するが、装置外に対しては偏光独立
(無依存)の装置を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の一実施例によれ
ば、本発明の光学装置は、偏光していない来入光を受領
する第1ポートと、この第1ポートに接続され、準偏光
(like polarization)を有する平行ビームを生成する
装置を有する。本発明において、光ビームは直線偏光さ
れ、準偏光は平行偏光である。その後平行ビームは、偏
光依存性の装置により処理され、例えばパワースプリッ
ト(分割)とパワー結合,フィルタリング,波長分割多
重化および変調等の機能(他の機能も同時に実行され)
を実行する。そして本発明の装置は、これら様々な結合
した機能を実行する。さらに本発明の装置は、これらの
処理後の光ビームを再結合する装置を有し、その結果こ
の装置の第2ポートから光ビームが出力される、そして
この装置は、偏光していないビームを出力する機能を有
する。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明の一実施例は、平行偏光を
有する平行ビームを生成する装置である。図1には、ウ
ォークオフデバイス1と偏光フリッパ3が示されてい
る。来入ビームの伝播方向は、矢印により示されてい
る。ウォークオフデバイス1は、来入ビームを常(O)
ビームと異常(E)ビームに分離する。来入ビームは、
ウォークオフデバイス1のポート5から入る。ポート5
は来入光を受領し、入力として機能する。
【0007】Eビームは、偏光フリッパ3を通過し、そ
してこのE成分は、O成分に変換されて2本の平行Oビ
ームが生成される。この装置から出る2本のOビームは
平行であり、偏光フリッパ3による偏光フリッピングの
後は、平行偏光を有する。ウォークオフデバイス1は、
方解石あるいはルチルのような複屈折材料から形成され
る。このような複屈折材料は公知であり、そしてウォー
クオフデバイス1と偏光フリッパ3は、等業者がこれら
の材料から容易に形成できる。
【0008】図1においては、光ビームは、偏光スプリ
ッタとして動作するデバイスに関し、左から右に進行す
るが、このようなデバイスは、同時にまた右から左に進
行し、デバイスの右側から入射する2本のOビームを結
合する偏光結合器として動作することもできる。偏光フ
リッパを用いると結合する際にO成分がE成分に変換さ
れる。その結合する際に、ウォークオフデバイス1はE
ビームとOビームを共にウォークし、その結果2本のビ
ームは結合しポート5から出力する。そしてポート5
は、この場合出力端として機能する。上記のデバイス
は、OPSOCデバイスと称する。そしてこのOPSO
Cは、"O Polarization Splitter Or Combiner" の頭文
字である。
【0009】図2の偏光フリッパ3は、ウォークオフデ
バイス1から出たOビームの偏光をフリップする(Eビ
ーム変換する)。この図2のデバイスは、図1のデバイ
スに類似するが、ただし、2本の出力ビームは両方とも
Eビームである。その理由は、Oビームは、第1の偏光
フリッパ3を通過するからである。したがってデバイス
は、この場合EPSOCと称する。そしてこのEPSO
Cは、"E Polarization Splitter Or Combiner" の頭文
字である。このEPSOCデバイスは、分離する際に
は、O偏光成分をE偏光成分に変換し、結合する際には
E偏光成分をO偏光成分に変換する。
【0010】図3に本発明の一実施例によるパワースプ
リッタを示す。光ファイバ31からの来入ビームは、レ
ンズ32を通過した後、ウォークオフデバイス1のポー
ト5で受領される。レンズ32は、ポート5の上にコリ
メートした(平行)ビームを生成する。図1に関し説明
したOPSOCデバイス(ウォークオフデバイス1と偏
光フリッパ3を含む)により生成された平行ビームは、
偏光修正装置33に入射し、両方のビームの偏光を特定
の方向に特定の量だけ回転させる。偏光修正装置33を
出た後、ビームはウォークオフデバイス35に入力さ
れ、ウォークオフデバイス35を通過する。
【0011】好ましい実施例においては、このウォーク
オフデバイス35は複屈折材料製である。偏光修正装置
33による効果が入射エネルギがウォークオフデバイス
35内でOビームとEビームに分離される程度を決定す
る。この偏光修正装置33は、ファラデー回転子を含
む。そしてその効果は、図面の面に対しウォークオフデ
バイス35の捻れに依存する。2本のOビームあるいは
2本のEビームは、複屈折材料通過後再結合される。例
えばウォークオフデバイス35からのOビームは、ウォ
ークオフデバイス37と偏光フリッパ39を有する第2
のOPSOCデバイスに入射され、OビームがEビーム
に変換される。この2本のビームは、共にウォークさ
れ、その結果この2本ビームは同時に出口ポート43か
ら出射される。その後ビームは、公知の方法によりレン
ズ(図示せず)を介して光ファイバに結合される。
【0012】ウォークオフデバイス35の右側のEビー
ムは、さらに別のEPSOCデバイスに結合され、さら
にフォトディテクタに入射されるかあるいは廃棄され
る。可変偏光修正子により、偏光してない来入ビームを
連続的に自由な割合でもって複屈折材料内のOビームあ
るいはEビームのいずれかに結合させ、そして出口ポー
ト43から出る偏光していない光の割合を変化させる。
この割合が0%から100%の間で変化する場合には、
この装置はスイッチ(切り換え機)として機能する。
【0013】図4は、本発明によるフィルタを表す。図
面を明瞭にするために、入力点で一対の平行ビームを生
成する装置と、この平行ビームを出力点で結合する装置
とは示されていない。しかし例えば図3に示したような
装置をが用いることができる。図4にはN個の波板40
1,403,405,407,…499が示され、それ
らは垂直方向に対し、累進的に増加する角度でもって傾
斜する軸を有する。即ちこれらの波板は、平行ビームに
関し、その方向が順次変化している。
【0014】図面を明瞭にするためにN個の波板の個々
の層は、図示しておらず、また全ての波板を図示してい
ない。ここでNは整数で、通常100で、これ以上大き
な数もアプリケーションによっては用いられる。このN
個の波板は、複屈折材料製で設計波長、即ちフィルタが
偏光状態を変化させずに通過させるような波長に対して
は、複屈折性を示さない。Nの数は、所望のフィルタ動
作に依存するが、Nが8の場合に多くの応用例において
良好な結果を示す。もちろん1でもあるアプリケーショ
ンに対しては、満足し得るものである。
【0015】所望の伝送波長以外の波長では、波板は複
屈折性を示し、一連の波板を通過する際に修正される。
徐々に傾斜を増加させるような場合には、極性はその方
向にドラッグする。最後の波板が第1の波板にほぼ直行
する場合には、出口での偏光は、入り口での偏光にほぼ
直交する。ただし、設計波長に対しては、波板は、有効
な偏光を示さない。
【0016】本発明の変形例として図1,2に示された
デバイス以外のデバイスを用いて、平行偏光を有する平
行ビームを生成することもできる。さらにビームは、全
てのアプリケーションに対し、平行偏光を生成する必要
はない。準偏光で充分の場合がある。例えばビームは、
円状偏光が特別な場合では、楕円偏光を有してもよい。
さらに変調機は、図3の偏光修正装置33のようなポッ
ケルスセルを用いることによって形成できる。ある出力
ビームは、フォトディテクタに入射され、そしてこのフ
ォトディテクタが、入射ビームを収集する。さらにまた
複数の偏光依存性機能を実行することもできる。例え
ば、ビームは変調と分離とが同時に行われる。
【0017】
【発明の効果】本発明は、来入光ビームの偏光から独立
した光学機能を実行する光学装置に関し、偏光依存性の
機能を実行し、装置外においては偏光独立の装置を提供
するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】疑似偏光を有する平行ビームを生成するために
用いられるデバイスの断面図
【図2】疑似偏光を有する平行ビームを生成するために
用いられるデバイスの断面図
【図3】本発明によるパワースプリッタを表す図
【図4】本発明によるフィルタを表す図
【符号の説明】
1,35,37 ウォークオフデバイス 3,39 偏光フリッパ 5 ポート 31 光ファイバ 32 レンズ 33 偏光修正装置 401,403,405,407,…499 波板 43 出口ポート
フロントページの続き (71)出願人 596077259 600 Mountain Avenue, Murray Hill, New Je rsey 07974−0636U.S.A.

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)来入光を受光する入力(5)を有
    し、疑似偏光を有する平行ビームを生成する装置(1,
    3)と、 (B)前記疑似偏光を有する平行ビームに依存する偏光
    依存性機能を実行する装置(33)とを有することを特
    徴とする光学装置。
  2. 【請求項2】 (C)前記(B)の装置を出力後、前記
    光ビームを再結合する装置(37)をさらに有し、 前記ビームが、偏光を有しないビームとして前記(C)
    の装置から出射することを特徴とする請求項1の装置。
  3. 【請求項3】 前記(B)の装置は、偏光修正装置(3
    3)を有することを特徴とする請求項1の装置。
  4. 【請求項4】 前記偏光修正装置は、ファラデー偏光修
    正装置を有することを特徴とする請求項3の装置。
  5. 【請求項5】 前記(B)の装置は、複屈折材料から形
    成される少なくとも1つの多波板(401)を有するこ
    とを特徴とする請求項1の装置。
  6. 【請求項6】 前記平行ビームに対し、その配置方向が
    傾斜している少なくとも2枚の波板(403,405)
    を有することを特徴とする請求項5の装置。
  7. 【請求項7】 前記疑似偏光は、線形偏光であり、 前記ビームは、平行偏光であることを特徴とする請求項
    1の装置。
  8. 【請求項8】 前記(A)の装置は、少なくとも第1の
    ウォークオフデバイス(1)を有し、 前記ウォークオフデバイスは、 来入ビームを2本の直交偏光の平行出力ビームに分離す
    るか、 あるいは2本の来入平行ビームまたは直交偏光ビームを
    1本の出力ビームに結合し、 (D)前記第1のウォークオフデバイスからの2本のビ
    ームの内の1本のビームの偏光を変化するように配置さ
    れた少なくとも第1の偏光フリッパ(3)をさらに有
    し、 前記第1の偏光フリッパから出射する2本のビームの偏
    光は、同一か、又は前記2本の出射ビームの1つの偏光
    を変化させ、 その結果、第1のウォークオフデバイスからの出射する
    ビームは偏光を有しないことを特徴とする請求項1の装
    置。
  9. 【請求項9】 前記疑似偏光は、平行偏光であることを
    特徴とする請求項8の装置。
  10. 【請求項10】 (E)前記ポート(5)に接続された
    光ファイバ(31)をさらに有することを特徴とする請
    求項9の装置。
  11. 【請求項11】 (F)前記出力ビームを収集するフォ
    トディテクタをさらに有することを特徴とする請求項1
    の装置。
  12. 【請求項12】 前記(B)の装置は、ポッケルスセル
    を有することを特徴とする請求項1の装置。
JP8343749A 1995-12-26 1996-12-24 光学装置 Pending JPH09189886A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/578,844 US5771120A (en) 1995-12-26 1995-12-26 Optical apparatus with combined polarization functions
US578844 1995-12-26

Publications (1)

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JPH09189886A true JPH09189886A (ja) 1997-07-22

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ID=24314554

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JP8343749A Pending JPH09189886A (ja) 1995-12-26 1996-12-24 光学装置

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EP (1) EP0782028A1 (ja)
JP (1) JPH09189886A (ja)

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