JPH0933872A - 光ファイバ偏波制御器 - Google Patents
光ファイバ偏波制御器Info
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- JPH0933872A JPH0933872A JP20406095A JP20406095A JPH0933872A JP H0933872 A JPH0933872 A JP H0933872A JP 20406095 A JP20406095 A JP 20406095A JP 20406095 A JP20406095 A JP 20406095A JP H0933872 A JPH0933872 A JP H0933872A
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- Japan
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- optical fiber
- polarization
- rotator
- side optical
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ファイバを伝わる直線偏光の偏波面の方向
を高速に切り替えたり連続的に回転させることができ、
偏波依存性がなく、挿入損失が小さく、消費電力も小さ
い光ファイバ偏波制御器を提供すること 【解決手段】 偏波保持光ファイバからなる入力側光フ
ァイバ１と出力側光ファイバ５との間に旋光器を配設し
たものであり、この旋光器はファラデー回転子３とこれ
に磁界を印加する電磁石６，７からなり、この電磁石の
ヨーク６は半硬質磁性体からなり、前記旋光器のファラ
デー回転角を４５度としたときに、入力側光ファイバ１
の応力付与方向８ａと出力側光ファイバ５の応力付与方
向８ｂとが４５度をなしている。
を高速に切り替えたり連続的に回転させることができ、
偏波依存性がなく、挿入損失が小さく、消費電力も小さ
い光ファイバ偏波制御器を提供すること 【解決手段】 偏波保持光ファイバからなる入力側光フ
ァイバ１と出力側光ファイバ５との間に旋光器を配設し
たものであり、この旋光器はファラデー回転子３とこれ
に磁界を印加する電磁石６，７からなり、この電磁石の
ヨーク６は半硬質磁性体からなり、前記旋光器のファラ
デー回転角を４５度としたときに、入力側光ファイバ１
の応力付与方向８ａと出力側光ファイバ５の応力付与方
向８ｂとが４５度をなしている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光デバイスの特性
測定・評価の目的や、光ファイバ伝送系におけるＳＮ比
の改善などの目的で、光ファイバを伝わる直線偏光の偏
波面の方向を高速に切り替えたり連続的に回転させるた
めの光ファイバ偏波制御器に関する。
測定・評価の目的や、光ファイバ伝送系におけるＳＮ比
の改善などの目的で、光ファイバを伝わる直線偏光の偏
波面の方向を高速に切り替えたり連続的に回転させるた
めの光ファイバ偏波制御器に関する。
【０００２】
【従来の技術】光導波路や光スイッチなどの光デバイス
あるいは光ファイバ増幅システムなどの偏波依存性を測
定し評価する際には、光ファイバを伝わる直線偏光の偏
波面の方向を高速に切り替える偏波切替器が必要とな
る。また、超長距離の光増幅中継伝送システムでは、伝
送特性を向上するために、送信信号光を伝送速度以上で
偏波スクランブリングする（偏波面を連続的に回転させ
る）方式が知られている。この場合は偏波面を高速で回
転させる偏波スクランブラが必要となる。なお、偏波ス
クランブリングについては１９９４年電子情報通信学会
春季大会レポートＢ−１０１３（ＮＴＴ伝送システム研
究所、深田陽一、今井崇雅）で詳しく解説されている。
あるいは光ファイバ増幅システムなどの偏波依存性を測
定し評価する際には、光ファイバを伝わる直線偏光の偏
波面の方向を高速に切り替える偏波切替器が必要とな
る。また、超長距離の光増幅中継伝送システムでは、伝
送特性を向上するために、送信信号光を伝送速度以上で
偏波スクランブリングする（偏波面を連続的に回転させ
る）方式が知られている。この場合は偏波面を高速で回
転させる偏波スクランブラが必要となる。なお、偏波ス
クランブリングについては１９９４年電子情報通信学会
春季大会レポートＢ−１０１３（ＮＴＴ伝送システム研
究所、深田陽一、今井崇雅）で詳しく解説されている。
【０００３】前述の光ファイバ系の偏波切替器や偏波ス
クランブラ（これらを本明細書では光ファイバ偏波制御
器と呼ぶ）は、基本的に、偏波保持光ファイバからなる
入力側光ファイバと出力側光ファイバとの間に旋光器を
配設したものである。そして従来においては、旋光器と
しては、ネマチック液晶セルを用いたものと音響光学式
変調器を用いたものとが知られている。
クランブラ（これらを本明細書では光ファイバ偏波制御
器と呼ぶ）は、基本的に、偏波保持光ファイバからなる
入力側光ファイバと出力側光ファイバとの間に旋光器を
配設したものである。そして従来においては、旋光器と
しては、ネマチック液晶セルを用いたものと音響光学式
変調器を用いたものとが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ネマチック液晶セルを
用いた旋光器は、偏波面の切替速度が数１０ｍ秒ときわ
めて遅い。また、偏波回転状態を維持するために制御電
圧を印加し続けなければならない（消費電力が大き
い）。さらにセル自身の偏波依存性が大きいといった種
々の問題がある。
用いた旋光器は、偏波面の切替速度が数１０ｍ秒ときわ
めて遅い。また、偏波回転状態を維持するために制御電
圧を印加し続けなければならない（消費電力が大き
い）。さらにセル自身の偏波依存性が大きいといった種
々の問題がある。
【０００５】また音響光学式変調器を用いた旋光器は、
液晶セル式のものよりははるかに高速な動作が実現でき
るが、音響光学式変調器はそれ自体の偏波依存性が大き
いし、挿入損失も相当に大きい。そのため、現状では偏
波スクランブリングは、実験段階の域を出ず、実用に供
し得ない。
液晶セル式のものよりははるかに高速な動作が実現でき
るが、音響光学式変調器はそれ自体の偏波依存性が大き
いし、挿入損失も相当に大きい。そのため、現状では偏
波スクランブリングは、実験段階の域を出ず、実用に供
し得ない。
【０００６】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題点を解
決し、光ファイバを伝わる直線偏光の偏波面の方向を高
速に切り替えたり連続的に回転させることができ、偏波
依存性がなく、挿入損失が小さく、消費電力も小さい光
ファイバ偏波制御器を提供することにある。
もので、その目的とするところは、上記した問題点を解
決し、光ファイバを伝わる直線偏光の偏波面の方向を高
速に切り替えたり連続的に回転させることができ、偏波
依存性がなく、挿入損失が小さく、消費電力も小さい光
ファイバ偏波制御器を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】第１の発明の光ファイバ
偏波制御器は、偏波保持光ファイバからなる入力側光フ
ァイバと出力側光ファイバとの間に旋光器を配設したも
のであり、この旋光器はファラデー回転子とこれに磁界
を印加する電磁石からなり、この電磁石のヨークは半硬
質磁性体からなり、前記旋光器のファラデー回転角を４
５度としたときに、前記入力側光ファイバの応力付与方
向と前記出力側光ファイバの応力付与方向とが４５度を
なしている（請求項１）。
偏波制御器は、偏波保持光ファイバからなる入力側光フ
ァイバと出力側光ファイバとの間に旋光器を配設したも
のであり、この旋光器はファラデー回転子とこれに磁界
を印加する電磁石からなり、この電磁石のヨークは半硬
質磁性体からなり、前記旋光器のファラデー回転角を４
５度としたときに、前記入力側光ファイバの応力付与方
向と前記出力側光ファイバの応力付与方向とが４５度を
なしている（請求項１）。
【０００８】また第２の発明の光ファイバ偏波制御器
は、入力側光ファイバと出力側光ファイバとの間に旋光
器を配設したものであり、入力側光ファイバおよび出力
側光ファイバはそれぞれ２本の同じ特性・長さの偏波保
持光ファイバを互いの応力付与方向を直交させてつなげ
たものであり、前記旋光器はファラデー回転子とこれに
磁界を印加する電磁石からなり、この電磁石の励磁電流
によってファラデー回転角を±９０度の範囲で任意に制
御可能である（請求項２）。
は、入力側光ファイバと出力側光ファイバとの間に旋光
器を配設したものであり、入力側光ファイバおよび出力
側光ファイバはそれぞれ２本の同じ特性・長さの偏波保
持光ファイバを互いの応力付与方向を直交させてつなげ
たものであり、前記旋光器はファラデー回転子とこれに
磁界を印加する電磁石からなり、この電磁石の励磁電流
によってファラデー回転角を±９０度の範囲で任意に制
御可能である（請求項２）。
【０００９】なお第１または第２の発明において、前記
ファラデー回転子としては液相エピタキシャル法により
育成されたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板から
なり、あらかじめ熱消磁されたものを用いる（請求項
３）。または、前記ファラデー回転子としては液相エピ
タキシャル法により育成されたビスマス置換鉄ガーネッ
ト単結晶の薄板を用い、前記電磁石により励磁された状
態においても光路以外の部分に未飽和領域が残るような
構成を採用できる（請求項４）。
ファラデー回転子としては液相エピタキシャル法により
育成されたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板から
なり、あらかじめ熱消磁されたものを用いる（請求項
３）。または、前記ファラデー回転子としては液相エピ
タキシャル法により育成されたビスマス置換鉄ガーネッ
ト単結晶の薄板を用い、前記電磁石により励磁された状
態においても光路以外の部分に未飽和領域が残るような
構成を採用できる（請求項４）。
【００１０】
［第１発明の実施例］第１の発明の実施例を図１に示し
ている。同図（Ａ）に示すように、入力側光ファイバ１
および出力側光ファイバ５はＰＡＮＤファイバなどの偏
波保持光ファイバ（複屈折光ファイバとも称する）を用
いて構成している。入力側光ファイバ１の出射端および
出力側光ファイバ５の入射端にはそれぞれコリメートレ
ンズ２および４が配設され、両レンズ２と４の間に旋光
器のファラデー回転子３が配設されている。光ファイバ
１から出射した光ビームがレンズ２→ファラデー回転子
３→レンズ４を透過して光ファイバ５に入射する光学的
配置関係になっている。そして、同図（Ｂ）に示すよう
に、入力側光ファイバ１の応力付与方向（パンダの目を
結ぶ方向）８ａと出力側光ファイバ５の応力付与方向
（パンダの目を結ぶ方向）８ｂとは４５度の角度をなす
ように配置されている。
ている。同図（Ａ）に示すように、入力側光ファイバ１
および出力側光ファイバ５はＰＡＮＤファイバなどの偏
波保持光ファイバ（複屈折光ファイバとも称する）を用
いて構成している。入力側光ファイバ１の出射端および
出力側光ファイバ５の入射端にはそれぞれコリメートレ
ンズ２および４が配設され、両レンズ２と４の間に旋光
器のファラデー回転子３が配設されている。光ファイバ
１から出射した光ビームがレンズ２→ファラデー回転子
３→レンズ４を透過して光ファイバ５に入射する光学的
配置関係になっている。そして、同図（Ｂ）に示すよう
に、入力側光ファイバ１の応力付与方向（パンダの目を
結ぶ方向）８ａと出力側光ファイバ５の応力付与方向
（パンダの目を結ぶ方向）８ｂとは４５度の角度をなす
ように配置されている。
【００１１】ファラデー回転子３は液相エピタキシャル
法により育成されたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の
薄板からなり、あらかじめ熱消磁し、ヒステリシスをな
くしている。これにヨーク６にコイル７を巻いた電磁石
が組み合わされている。ヨーク６はＣ字型であり、その
磁気ギャップ部分にファラデー回転子３を配置し、コイ
ル７に流す励磁電流を反転させることでファラデー回転
子３に印加する磁界の向きを反転させる。
法により育成されたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の
薄板からなり、あらかじめ熱消磁し、ヒステリシスをな
くしている。これにヨーク６にコイル７を巻いた電磁石
が組み合わされている。ヨーク６はＣ字型であり、その
磁気ギャップ部分にファラデー回転子３を配置し、コイ
ル７に流す励磁電流を反転させることでファラデー回転
子３に印加する磁界の向きを反転させる。
【００１２】このファラデー回転子（旋光器）の特性を
図２に示している。正方向の磁界を印加した場合はファ
ラデー回転角は−４５°であり、負方向の磁界を印加し
た場合はファラデー回転角は＋４５°となる。つまり、
コイル７に流す電流の向きによりファラデー回転角を９
０°切り替えることができる。
図２に示している。正方向の磁界を印加した場合はファ
ラデー回転角は−４５°であり、負方向の磁界を印加し
た場合はファラデー回転角は＋４５°となる。つまり、
コイル７に流す電流の向きによりファラデー回転角を９
０°切り替えることができる。
【００１３】なお、電磁石のヨーク６としてクロム・ス
テンレス鋼ＳＵＳ420J2 などの半硬質磁性体を使用し、
コイル７に所定の励磁電流パルス（±ｈ１の磁界を素子
３に印加する）を供給した後もヨーク６の残留磁気によ
りファラデー回転子３に所定値以上の磁界±ｈ２を印加
し続けるように構成する。つまり、ファラデー回転角を
切り替えるときにだけ励磁電流パルスを供給すればよ
い。
テンレス鋼ＳＵＳ420J2 などの半硬質磁性体を使用し、
コイル７に所定の励磁電流パルス（±ｈ１の磁界を素子
３に印加する）を供給した後もヨーク６の残留磁気によ
りファラデー回転子３に所定値以上の磁界±ｈ２を印加
し続けるように構成する。つまり、ファラデー回転角を
切り替えるときにだけ励磁電流パルスを供給すればよ
い。
【００１４】いまファラデー回転子３のファラデー回転
角が＋４５度とする。そして入力側光ファイバ１には偏
波面がその応力付与方向と平行の（または直交する）直
線偏光が伝わってくる。その直線偏光の偏波面がファラ
デー回転子３を透過する際に−４５度回転するので、そ
の偏波面は出力側光ファイバ５の応力付与方向に対して
直交することとなり（または平行となる）、出力側光フ
ァイバ５に入射して伝送される。なぜなら、前述のよう
に光ファイバ１と５の応力付与方向は４５度をなしてい
るからである。そこでコイル７に正の励磁電流パルスを
流し、ファラデー回転子３に正の磁界を印加し、ファラ
デー回転角を−４５度に切り替えたとする。この場合
は、ファラデー回転子３を透過して直線偏光の偏波面は
出力側光ファイバ５の応力付与方向に対して平行になり
（または直交する）、出力側光ファイバ５に入射して伝
送される。
角が＋４５度とする。そして入力側光ファイバ１には偏
波面がその応力付与方向と平行の（または直交する）直
線偏光が伝わってくる。その直線偏光の偏波面がファラ
デー回転子３を透過する際に−４５度回転するので、そ
の偏波面は出力側光ファイバ５の応力付与方向に対して
直交することとなり（または平行となる）、出力側光フ
ァイバ５に入射して伝送される。なぜなら、前述のよう
に光ファイバ１と５の応力付与方向は４５度をなしてい
るからである。そこでコイル７に正の励磁電流パルスを
流し、ファラデー回転子３に正の磁界を印加し、ファラ
デー回転角を−４５度に切り替えたとする。この場合
は、ファラデー回転子３を透過して直線偏光の偏波面は
出力側光ファイバ５の応力付与方向に対して平行になり
（または直交する）、出力側光ファイバ５に入射して伝
送される。
【００１５】ここで、液相エピタキシャル法により育成
されたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板からなる
ファラデー回転子３のファラデー回転の動作速度はきわ
めて速く、数１０〜数１００μ秒程度の高速化が容易に
達成できる。また、ファラデー回転子３自身には偏波依
存性がなく、挿入損失もごく小さい。さらに、ファラデ
ー回転角を切り替えるときにだけ励磁電流パルスを供給
すればよいので、消費電力が小さい。なお、ファラデー
回転子としては液相エピタキシャル法により育成された
ビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板を用い、前記電
磁石により励磁された状態においても光路以外の部分に
未飽和領域が残るような構成を採用することで、その動
作応答性はさらに向上することがわかっている。
されたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板からなる
ファラデー回転子３のファラデー回転の動作速度はきわ
めて速く、数１０〜数１００μ秒程度の高速化が容易に
達成できる。また、ファラデー回転子３自身には偏波依
存性がなく、挿入損失もごく小さい。さらに、ファラデ
ー回転角を切り替えるときにだけ励磁電流パルスを供給
すればよいので、消費電力が小さい。なお、ファラデー
回転子としては液相エピタキシャル法により育成された
ビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板を用い、前記電
磁石により励磁された状態においても光路以外の部分に
未飽和領域が残るような構成を採用することで、その動
作応答性はさらに向上することがわかっている。
【００１６】従来の液晶式のタイプと、上記した実施例
の装置を用い、バイアス電圧を印加した時の切替時間の
差を測定したところ、下記表１のようになった。
の装置を用い、バイアス電圧を印加した時の切替時間の
差を測定したところ、下記表１のようになった。
【００１７】
【表１】 表から明らかなように、本発明品の方が切替速度が極め
て早いことが確認できた。さらに、本発明品の方は、バ
イアス電圧は切替時のみで良いが、従来品の液晶方式で
は、上記バイアス電圧を印加し続けなければならない。
て早いことが確認できた。さらに、本発明品の方は、バ
イアス電圧は切替時のみで良いが、従来品の液晶方式で
は、上記バイアス電圧を印加し続けなければならない。
【００１８】次に、本実施例の用途の一例について説明
すると、図３に示すように光ファイバアンプＥＤＦＡの
偏光依存性の評価用デバイスに適用できる。すなわち、
光ファイバアンプは、入力する信号光の偏光方向によっ
て偏波ホールバーニンク効果を起こし、その雑音に偏波
依存性がある。したがって、正確にＥＤＦＡの評価を行
うためには、係る偏波依存性の影響をなくした状態で測
定を行う必要がある。そこで、入射させる信号光の偏波
面を高速に切替することにより平滑化することが考えら
れる。
すると、図３に示すように光ファイバアンプＥＤＦＡの
偏光依存性の評価用デバイスに適用できる。すなわち、
光ファイバアンプは、入力する信号光の偏光方向によっ
て偏波ホールバーニンク効果を起こし、その雑音に偏波
依存性がある。したがって、正確にＥＤＦＡの評価を行
うためには、係る偏波依存性の影響をなくした状態で測
定を行う必要がある。そこで、入射させる信号光の偏波
面を高速に切替することにより平滑化することが考えら
れる。
【００１９】そこで、図３に示すような測定系を構成す
ることにより測定が可能となる。すなわち、図中ブラッ
クボックスで示した符号１０が光ファイバ偏波制御器で
ある。そして、係る制御器１０に対して、光源（レーザ
ーダイオード）１１から出射された光を入射させる。こ
の制御器１０は、電気的変調器１２からの制御信号に基
づき、制御器１０内のコイル７に対する通電方向を高速
で反転させ、制御器１０から出射させる光の偏波を高速
に切り替えられるようになっている。そして、制御器１
０から出射させる信号光を次段の光ファイバアンプ（Ｅ
ＤＦＡ：エルビューム・ドープ・ファイバ・アンプ）１
３に入射させるようにする。
ることにより測定が可能となる。すなわち、図中ブラッ
クボックスで示した符号１０が光ファイバ偏波制御器で
ある。そして、係る制御器１０に対して、光源（レーザ
ーダイオード）１１から出射された光を入射させる。こ
の制御器１０は、電気的変調器１２からの制御信号に基
づき、制御器１０内のコイル７に対する通電方向を高速
で反転させ、制御器１０から出射させる光の偏波を高速
に切り替えられるようになっている。そして、制御器１
０から出射させる信号光を次段の光ファイバアンプ（Ｅ
ＤＦＡ：エルビューム・ドープ・ファイバ・アンプ）１
３に入射させるようにする。
【００２０】すると、制御器１０から出射させる信号光
の偏波は高速に切替えられるので、偏波依存性の影響が
なくなる。そして、具体的には偏波を１０ｋＨｚ程度の
周期で切り替えることが必要で、これは直交偏波を５０
μｓ程度で切替えることになる。そして、係る切替時間
は、上記表１に示す実験結果より、十分可能な切替時間
である。 ［第２発明の実施例］第２の発明の実施例を図４，図５
に示している。入力側光ファイバ１は、２本の同じ特性
・長さの偏波保持光ファイバ１ａ，１ｂを互いの応力付
与方向８ｃ，８ａ′を直交させて融着によりつなげたも
のである（図５参照）。同様に、出力側光ファイバ５
は、２本の同じ特性・長さの偏波保持光ファイバ５ａ，
５ｂを互いの応力付与方向８ｂ′８ｄを直交させて融着
によりつなげたものである。
の偏波は高速に切替えられるので、偏波依存性の影響が
なくなる。そして、具体的には偏波を１０ｋＨｚ程度の
周期で切り替えることが必要で、これは直交偏波を５０
μｓ程度で切替えることになる。そして、係る切替時間
は、上記表１に示す実験結果より、十分可能な切替時間
である。 ［第２発明の実施例］第２の発明の実施例を図４，図５
に示している。入力側光ファイバ１は、２本の同じ特性
・長さの偏波保持光ファイバ１ａ，１ｂを互いの応力付
与方向８ｃ，８ａ′を直交させて融着によりつなげたも
のである（図５参照）。同様に、出力側光ファイバ５
は、２本の同じ特性・長さの偏波保持光ファイバ５ａ，
５ｂを互いの応力付与方向８ｂ′８ｄを直交させて融着
によりつなげたものである。
【００２１】入力側光ファイバ１の出射端および出力側
光ファイバ５の入射端にはそれぞれコリメートレンズ
２，４が配設され、両レンズ２，４の間に旋光器のファ
ラデー回転子３が配設されている。光ファイバ１から出
射した光ビームがレンズ２→ファラデー回転子３→レン
ズ４を透過して光ファイバ５に入射する光学的配置関係
になっている。入力側光ファイバ１ｂの応力付与方向８
ａと出力側光ファイバ５ａの応力付与方向８ｂとは特定
の角度に配置する必要性はないが、一般的には両応力付
与方向を平行に配置する。
光ファイバ５の入射端にはそれぞれコリメートレンズ
２，４が配設され、両レンズ２，４の間に旋光器のファ
ラデー回転子３が配設されている。光ファイバ１から出
射した光ビームがレンズ２→ファラデー回転子３→レン
ズ４を透過して光ファイバ５に入射する光学的配置関係
になっている。入力側光ファイバ１ｂの応力付与方向８
ａと出力側光ファイバ５ａの応力付与方向８ｂとは特定
の角度に配置する必要性はないが、一般的には両応力付
与方向を平行に配置する。
【００２２】この実施例におけるファラデー回転子（フ
ァラデー回転子３，ヨーク６，コイル７）の特性を図６
に示している。同図にように、コイル７に流す励磁電流
によりファラデー回転角を±９０度の範囲で任意にリニ
アに制御可能である。
ァラデー回転子３，ヨーク６，コイル７）の特性を図６
に示している。同図にように、コイル７に流す励磁電流
によりファラデー回転角を±９０度の範囲で任意にリニ
アに制御可能である。
【００２３】入力側光ファイバ１は２本の同じ特性・長
さの偏波保持光ファイバ１ａ，１ｂを互いの応力付与方
向を直交させてつなげたものなので、両偏波保持光ファ
イバ１ａ，１ｂを伝わる速い成分と遅い成分の伝搬速度
差が相殺され、偏波面の方向に関わらずどの方向の直線
偏波でも入力側光ファイバ１から偏波保持状態で出射す
る。偏波保持光ファイバ５ａ，５ｂからなる出射側光フ
ァイバ５についてもまったく同じで、偏波依存性がない
（すべての角度で３０ｄＢ程度の消光比が得られる）。
さの偏波保持光ファイバ１ａ，１ｂを互いの応力付与方
向を直交させてつなげたものなので、両偏波保持光ファ
イバ１ａ，１ｂを伝わる速い成分と遅い成分の伝搬速度
差が相殺され、偏波面の方向に関わらずどの方向の直線
偏波でも入力側光ファイバ１から偏波保持状態で出射す
る。偏波保持光ファイバ５ａ，５ｂからなる出射側光フ
ァイバ５についてもまったく同じで、偏波依存性がない
（すべての角度で３０ｄＢ程度の消光比が得られる）。
【００２４】コイル７に適当な周波数・波形の交流電流
を流し、ファラデー回転子３のファラデー回転角を＋９
０度と−９０度との間で連続的に繰り返し変化させる。
その状態で入力側光ファイバ１に直線偏光を入力すれ
ば、出力側光ファイバ５から出射する光の偏波面は前記
交流電流に同期して回転することになる（±９０度の回
転、すなわち１８０度の回転であり、したがって３６０
度連続した偏波面の回転となる）。
を流し、ファラデー回転子３のファラデー回転角を＋９
０度と−９０度との間で連続的に繰り返し変化させる。
その状態で入力側光ファイバ１に直線偏光を入力すれ
ば、出力側光ファイバ５から出射する光の偏波面は前記
交流電流に同期して回転することになる（±９０度の回
転、すなわち１８０度の回転であり、したがって３６０
度連続した偏波面の回転となる）。
【００２５】ここで、液相エピタキシャル法により育成
されたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板からなる
ファラデー回転子３のファラデー回転の動作速度はきわ
めて速く、数１０〜数１００μ秒程度の高速化が容易に
達成できる。また、ファラデー回転子３自身には偏波依
存性がなく、挿入損失もごく小さい。さらに、入力側光
ファイバ１および出力側光ファイバ５の偏波依存性もな
くなる。
されたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板からなる
ファラデー回転子３のファラデー回転の動作速度はきわ
めて速く、数１０〜数１００μ秒程度の高速化が容易に
達成できる。また、ファラデー回転子３自身には偏波依
存性がなく、挿入損失もごく小さい。さらに、入力側光
ファイバ１および出力側光ファイバ５の偏波依存性もな
くなる。
【００２６】従来の液晶式のタイプと、上記した実施例
の装置を用い、バイアス電圧を印加した時の切替時間の
差を測定したところ、下記表２のようになった。
の装置を用い、バイアス電圧を印加した時の切替時間の
差を測定したところ、下記表２のようになった。
【００２７】
【表２】 表から明らかなように、本発明品の方が切替速度が極め
て早いことが確認できた。
て早いことが確認できた。
【００２８】次に、本実施例の用途の一例について説明
すると、図７に示すように光増幅伝送しステムの伝送特
性改善に用いることができる。すなわち、光ファイバ
（ＥＤＦＡも含む）内を伝送される信号光は、そのファ
イバの設置状態等によってランダムに偏光状態が変えら
れてしまう。したがって、送信パルス信号群が何等かの
影響で偏光面が９０度回転したとすると、偏光面の変化
の前後では受信された信号群のパワーが２つの平均値を
持ち、検出される確率密度関数は劣化し、変動幅が大き
くなり、ＳＮＲが劣化する。そこで、偏波面を高速に回
転させる（スクランブルする）と、検出波形は平滑化さ
れ、確率密度関数は向上し、たとえ光ファイバ内で偏波
面が変化しても係る影響が現われず正確に検出可能とな
る。
すると、図７に示すように光増幅伝送しステムの伝送特
性改善に用いることができる。すなわち、光ファイバ
（ＥＤＦＡも含む）内を伝送される信号光は、そのファ
イバの設置状態等によってランダムに偏光状態が変えら
れてしまう。したがって、送信パルス信号群が何等かの
影響で偏光面が９０度回転したとすると、偏光面の変化
の前後では受信された信号群のパワーが２つの平均値を
持ち、検出される確率密度関数は劣化し、変動幅が大き
くなり、ＳＮＲが劣化する。そこで、偏波面を高速に回
転させる（スクランブルする）と、検出波形は平滑化さ
れ、確率密度関数は向上し、たとえ光ファイバ内で偏波
面が変化しても係る影響が現われず正確に検出可能とな
る。
【００２９】具体的には、送信器１５から出力される信
号光を偏波スクランブラ（光ファイバ偏波制御器）１６
に与え、そこにおいて偏波を高速に切替える（スクラン
ブル速度＞伝送速度）。そして、スクランブル後の信号
を光ファイバ増幅器を適宜間隔に配置した光ファイバか
らなる長距離中継システム１７を介して受信器１８に与
え、受信信号を検出器１９で検出するようになってい
る。なお、このスクランブルの原理自体は、従来技術で
も説明したように公知の技術であり、上記した文献中に
説明されたものと同様であるので説明を省略する。そし
て、係る原理を実現するために、本発明に係る光ファイ
バ偏波制御器を適用することができる。
号光を偏波スクランブラ（光ファイバ偏波制御器）１６
に与え、そこにおいて偏波を高速に切替える（スクラン
ブル速度＞伝送速度）。そして、スクランブル後の信号
を光ファイバ増幅器を適宜間隔に配置した光ファイバか
らなる長距離中継システム１７を介して受信器１８に与
え、受信信号を検出器１９で検出するようになってい
る。なお、このスクランブルの原理自体は、従来技術で
も説明したように公知の技術であり、上記した文献中に
説明されたものと同様であるので説明を省略する。そし
て、係る原理を実現するために、本発明に係る光ファイ
バ偏波制御器を適用することができる。
【００３０】
【発明の効果】第１の発明によれば、光ファイバを伝わ
る直線偏光の偏波面の方向を高速に切り替えることがで
き、偏波依存性がなく、挿入損失が小さく、消費電力も
小さい。また第２の発明によれば、光ファイバを伝わる
直線偏光の偏波面の方向を高速に切り替えたり連続的に
回転させることができ、偏波依存性がなく、挿入損失が
小さい。そして、請求項３，４のように構成すると、よ
り高速に切り替えることができる。
る直線偏光の偏波面の方向を高速に切り替えることがで
き、偏波依存性がなく、挿入損失が小さく、消費電力も
小さい。また第２の発明によれば、光ファイバを伝わる
直線偏光の偏波面の方向を高速に切り替えたり連続的に
回転させることができ、偏波依存性がなく、挿入損失が
小さい。そして、請求項３，４のように構成すると、よ
り高速に切り替えることができる。
【図１】第１の発明による光ファイバ偏波制御器の一実
施例を示す概略構成図である。
施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の実施例におけるファラデー回転子（旋光
器）の特性図である。
器）の特性図である。
【図３】図１の実施例の具体的な用途の一例を示す図で
ある。
ある。
【図４】第２の発明による光ファイバ偏波制御器の一実
施例を示す概略構成図である。
施例を示す概略構成図である。
【図５】図４の実施例における各ファイバの応力付与方
向の関係を示す図である。
向の関係を示す図である。
【図６】図４の実施例におけるファラデー回転子（旋光
器）の特性図である。
器）の特性図である。
【図７】図４の実施例の具体的な用途の一例を示す図で
ある。
ある。
１ 入力側光ファイバ １ａ，１ｂ 偏波保持光ファイバ ２，４ コリメータレンズ ３ ファラデー回転子 ５ 出力側光ファイバ ５ａ，５ｂ 偏波保持光ファイバ ６ ヨーク ７ コイル
Claims (4)
- 【請求項１】 偏波保持光ファイバからなる入力側光フ
ァイバ（１）と出力側光ファイバ（５）との間に旋光器
を配設したものであり、 この旋光器はファラデー回転子（３）とこれに磁界を印
加する電磁石からなり、この電磁石のヨーク（６）は半
硬質磁性体からなり、 前記旋光器のファラデー回転角を４５度としたときに、
前記入力側光ファイバの応力付与方向（８ａ）と前記出
力側光ファイバの応力付与方向（８ｂ）とが４５度をな
していることを特徴とする光ファイバ偏波制御器。 - 【請求項２】 入力側光ファイバと出力側光ファイバと
の間に旋光器を配設したものであり、 入力側光ファイバおよび出力側光ファイバはそれぞれ２
本の同じ特性・長さの偏波保持光ファイバ（１ａと１
ｂ，５ａと５ｂ）を互いの応力付与方向を直交させてつ
なげたものであり、 前記旋光器はファラデー回転子とこれに磁界を印加する
電磁石からなり、 この電磁石の励磁電流によってファラデー回転角を±９
０度の範囲で任意に制御可能であることを特徴とする光
ファイバ偏波制御器。 - 【請求項３】 請求項１または請求項２において、前記
ファラデー回転子は液相エピタキシャル法により育成さ
れたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板からなり、
あらかじめ熱消磁されていることを特徴とする光ファイ
バ偏波制御器。 - 【請求項４】 請求項１または請求項２において、前記
ファラデー回転子は液相エピタキシャル法により育成さ
れたビスマス置換鉄ガーネット単結晶の薄板からなり、 前記電磁石により励磁された状態においても光路以外の
部分に未飽和領域が残ることを特徴とする光ファイバ偏
波制御器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20406095A JPH0933872A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 光ファイバ偏波制御器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20406095A JPH0933872A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 光ファイバ偏波制御器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0933872A true JPH0933872A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16484096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20406095A Withdrawn JPH0933872A (ja) | 1995-07-19 | 1995-07-19 | 光ファイバ偏波制御器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0933872A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7130495B2 (en) * | 2001-03-08 | 2006-10-31 | Japan Science And Technology Corporation | Variable lightwave function circuit and variable lightwave function device |
| CN114257303A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-29 | 武汉邮电科学研究院有限公司 | 一种抑制光纤通信非线性效应的方法和系统 |
-
1995
- 1995-07-19 JP JP20406095A patent/JPH0933872A/ja not_active Withdrawn
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7130495B2 (en) * | 2001-03-08 | 2006-10-31 | Japan Science And Technology Corporation | Variable lightwave function circuit and variable lightwave function device |
| US7231104B2 (en) | 2001-03-08 | 2007-06-12 | Japan Science And Technology Agency | Variable lightwave functional circuit and variable lightwave functional apparatus |
| CN114257303A (zh) * | 2021-12-10 | 2022-03-29 | 武汉邮电科学研究院有限公司 | 一种抑制光纤通信非线性效应的方法和系统 |
| CN114257303B (zh) * | 2021-12-10 | 2023-10-03 | 武汉邮电科学研究院有限公司 | 一种抑制光纤通信非线性效应的方法和系统 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20021001 |