JPH10510636A

JPH10510636A - 光学サーキュレータ

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Publication number: JPH10510636A
Application number: JP9507049A
Authority: JP
Inventors: チュンイハオ
Original assignee: ジェイディーエスファイテルインコーポレーテッド
Priority date: 1995-07-27
Filing date: 1996-07-24
Publication date: 1998-10-13
Anticipated expiration: 2016-07-24
Also published as: JP2980179B2; WO1997005518A1; AU6410796A; DE69618204D1; EP0840902B1; DE69618204T2; EP0840902A1; US5878176A

Abstract

(57)【要約】投入ビームを直交偏光性(polarization)を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するために、互いに隣接状態で配置されている単一または複数の複屈折水晶板(10)を含む、入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチポートサーキュレータ。偏光ビーム分離キューブ(14)がビームの偏光方向に基づきそれと反対方向にビームを導入することにより、実質的にビームの s-偏光または p-偏光の何れか一方のみを反射させる。第１分割(10)および結合(30)複屈折水晶と当該偏光依存形ビーム分離キューブとの間に設定されている偏光回転子(32、34)により、互いに平行となる２つの直交偏光ベクトルまたは互いに直交となる平行偏光ベクトルが作り出される。

Description

【発明の詳細な説明】光学サーキュレータ発明分野本発明は光通信で使用する光学サーキュレータに関連する。発明の背景現行の一方向光ファイバ通信のビット積載量を２倍にするためには、光学サーキュレータを使用してそれを実現している。光学サーキュレータは、全二重通信を一本の光ファイバリンク上で行う受動非可逆装置である。従って２本のファイバ上で動作する代表的な光ファイバ通信リンクは、各リンク端部に光学サーキュレータを設置することにより、迅速且つ経済的に２方向単一ファイバ通信リンクへと変換することができる。伝統的な3dBカップラよりはるかに大きな光学サーキュレータの主たる利点の一つは、損失の不利を非常に小さく抑えることができる点にある。3dB カップラをファイバリンクの各端部に取り付けた場合、最低でも6dBの挿入損失が発生する。検出限界付近で動作する接続部に於いては、この追加的な6dB損失により２方向通信を実行不能とする。真の光学サーキュレータに於ける挿入損失および漏話は、装置が単純であることまた経費が安いことと同様に重要な要素である。挿入損失とは、光学サーキュレータ内部に発射された光と装置から出てくる電力との間の電力差である。また挿入損失の大きな原因は、光の吸収と結合損失にある。光学サーキュレータに関する先行技術としては、Kuwaharaに発行された米国特許第4,650,289号、Emkeyに発行された米国特許第4,464,022 号、Schmittらに発行された米国特許第4,859,014号がある。但しこれらの参照文献に於いて説明されている通りに作製した光学サーキュレータについては、その挿入損失および /または漏話が非常に高いか、或いは非常に複雑で高価なものとなっている。このため現在の光学サーキュレータよりも挿入損失や漏話が小さく、より単純な構造の光学サーキュレータが必要となっている。本発明により構造の単純さおよび挿入損失や漏話が先行技術の光学サーキュレータより小さくなっている一つの要因は、複屈折水晶や偏光分離キューブを有する折り曲げ構造を使用していることにある。偏光回転子等のその他のエレメントと接触状態にある複屈折水晶を使用しているより最近の先行技術光学サーキュレータとしては、1993年４月20日に発行されたKoga名義の米国特許第5,204,771号がある。この発明ではそれが目的とする機能を十分に発揮するように思われるが、Kogaの構造では本発明の折り曲げ構造よりも大型の装置となっている。Kogaの構造には別の意味に於いても制限がある。例えばどのポートを逆方向に循環できるかについて限界がある。Kogaの装置ではポート数が４カ所の装置に於いて逆方向の制御を可能としているが、ポート数が３カ所の装置の場合、ポート３からポート１への逆方向信号伝達が用意されていないかまたは不可能となっている。更により最近に発行された1995年11月28日付けのChengらを名義人とする米国特許第5,471,340号では、その装置はKogaの構造よりも単純な構造となっているが、必要とされる複屈折水晶のサイズが大きいために製造コストが非常に高価となっている。またこの装置の場合、十分に循環機能を実行することができないと言う制限もある。このため既知の先行技術装置に於ける多くの限界を克服することが、本発明の目的である。また折り曲げ構造のコンパクトな光学サーキュレータを供給することも、もう一つの発明の目的である。発明の概要本発明に従い以下を構成要素とする、入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチポート光学サーキュレータ：投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割および結合手段；少なくともビームのs-偏光およびp- 偏光の一つのみを実質的に反射する手段から構成される、ビームの偏光方向によりビームを実質的にその反対方向に導入するための折り曲げ手段；および当該第１分割結合手段と当該偏光依存形ビーム折り曲げ手段との間に設定されている、互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための偏光回転手段。また本発明の別の局面に従い以下を構成要素とする、入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチポート光学サーキュレータ：投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための第１分割結合手段；投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための第２分割結合手段；ビームの偏光方向によりビームを実質的にその反対方向に導入するための偏光依存形ビーム折り曲げ手段；当該第１分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に配置されている、互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための第１偏光回転手段；および当該第２分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に配置されている、互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための第２偏光回転手段。図面の簡単な説明ここで発明の実施態様を以下の図面と共に説明することにする。第１図は、本発明の第１実施態様に従った光学サーキュレータの概要図である。第1a図は、ポート１からポート２へと送られる第１図の装置の異なるインターフェースに於ける光の状態を示す概略図である。第1b図は、ポート２からポート３へと送られる第１図の装置の異なるインターフェースに於ける光の状態を示す概略図である。第1c図は、光学サーキュレータの別の実施態様に従った概要図である。第1d図は第1c図で示されている光学サーキュレータに類似する別の実施態様の光学サーキュレータの概要図であるが、この実施態様では水晶板の向きが各もう一方のポートグループに於いて転換されている。第２図および第３図は、本発明に従った別の実施態様の光学サーキュレータの概要図である。第3a図は第1a図および第1b図と同様の概略図であるが、第３図で示されているサーキュレータの動作状態を示す図である。第４図、第５図および第６図は、本発明に従った光学サーキュレータの別の実施態様である。第5a図および第5b図は第1a図および第1b図と同様の概略図であるが、第５図で示されているサーキュレータの動作状態を示す図である。詳細説明ここで第1a図を参照するが、第1a図では第１〜第３の投入送出ボート8a〜8cを有する光学サーキュレータが示されている。この実施態様ではY.I.G水晶またはB i追加薄膜水晶を使用しているファラデー回転素子形式の複屈折水晶板10が、第１投入送出ポート8aおよび第２投入送出ポート8bと非可逆回転手段13aとの間に配置されている。Bi追加薄膜水晶の構成としては、例えば(YbTbBi)₃Fe₅O₁₂と(Gd Bi)₃(GeAlGa)₅O₁₂の組合せまたはY.I.GとY_3xBi_xFe₅O₁₂との組合せを含む。方解石、ルチルまたはYVO₄複屈折水晶を屈折水晶板10として使用するのが好ましい。また波長板形式の可逆住回転手段12aおよび12bが水晶板10に隣接して設定されている。このほか偏光ビーム分離器14を組み合わせた鏡または直角プリズム 13形式のビーム折り曲げ手段が、第３ポートと回転手段13aとの間に配置されている。第３ポート8cは複屈折水晶板30に連結されており、非可逆および可逆回転手段32と34が水晶板30とビーム折り曲げ手段13および14との間に配置されている。次に動作中に於いては第１ポート8aに入った光は、その後入射出射ポート１側から仕向先である第２ポート8bまでの通路上の各光学素子に入射し出射する。第 1a図にはZ10、Z12a、12b、Z13、Z14の状態と同時に、端面10〜端面14を示す。右下の小文字「F」および「R」は、第1a図で示されている光学素子の正面および背面に対応する。入射出射ポート１から注入される光はZ10_F状態にあり、第１屈折水晶板10によりL11光とL12光に分離された後Z10_R状態になる。互いに直角をなす L11光およびL12光の電界振動は、L11光とL12光が可逆波長板12aを通過するため同一方向に進む。この時の偏光状態はZ12a_Rに示すとおりである。また13aにより 45度回転させられたL11とL12は、Z13a_Rで示されているとおり垂直配向となっている。ビーム折り曲げ手段13および14は、その偏光状態を保持しているZ13/14に於いてL11光およびL12光の方向を反転させる。次にZ13a_FおよびZ12b_Fでの各12a 回転子と12b回転子により、ビームを結合用複屈折水晶に対して直交となるように回転させZ10_Fで示されている状態とする。8bから8cに向かってポート２からポート３まで光が伝達されたときに同様の事象が発生するが、偏光ビーム分離器が水平方向に偏光された光(Z13a_R状態)をZ32とZ34の状態で各回転子32と34a、34b まで通過させて、Z30の複屈折水晶30により結合させる。ここで第1c図に移る。第1c図では別の配置が示されているが、小さめの複屈折水晶板10aおよび10bが第1a図で示されている単一で大型の複屈折板10と置き換えられている。また10aおよび10bに続いて追加水晶板10c、10d.....10jが互いに並列状態で設定されており、Ｎポート光学サーキュレータを提供している。都合の良いことには、これにより大型で高価な複屈折水晶を用意する必要性が排除される。光はプリズム13、15、16．....22により各ポートから次のポートまで指向される。複屈折水晶板10a〜10jに隣接して、可逆回転手段12a〜12jが波長板形式で取り付けられている。また非可逆回転手段13a〜13jが、各々回転手段12a〜12j と隣接状態で設置されている。第1d図に別の実施態様を示すが、ここではプリズム形式のビーム折り曲げ手段 13および14が、第1a図で示されているこれらの手段とは別の配向となっている。この配置の場合ポート１、ポート２、ポート５およびポート７が装置の第一位側にあるが、第1c図に於いてはポート１、ポート２、ポート４が提示されている装置の第一位側にある。第２図、第３図、第４図、第５図および第６図では、完全折り曲げ構造を有する本発明による別の実施態様が示されている。折り曲げ構造を使用することにより装置の製造に必要となるエレメント数が少なくなり、これにより装置の製作費用が実質的に軽減されるほか、都合が良いことには、全てのポートが装置の一方の側に配置されることになる。第２図および第３図で示されている光学サーキュレータには、第１〜第３の投入送出ポート8a〜8cが装備されている。また複屈折水晶板10が第１投入送出ポート8aと第２投入送出ポート8bの間に配置されており、光は水晶板10を通って8aから8bへと移動して波長板形状の可逆回転手段12aに入る。次に光は非可逆回転子1 3aに入り、偏光ビーム分離器16を通過してから第２ビーム分離器20を通る。これら二つのビーム分離器16および18はビームを折り曲げたあと、ビームを第２ポートに向かって実質的に反対方向へ導入するための手段として機能する。次にビームは13aと第２回転子12bを通り、第２ポート8bに於いて複屈折水晶板10により結合される。第２ポート8bから第３ポート8cに移動する光は同様の方法で伝達されるが、第３図の90度回転鏡20aおよび第２図の20bがビーム分離器 18の端面部に取り付けられており、偏光された光を第３のビーム分離器22に向ける。18、20aおよび22が共同でビームの折り曲げを行い、第２ポート8bから第３ポート8cへと反対方向へとビームを案内する。そのあとビームは14と第３の回転子12cを通り、ポート8cに於いて水晶板10により結合される。次に第３図と動作時の状態を示す第3a図、第3b図を参照する。第１ポート8aに入った光は、その後入射出射ポート１側から仕向先である第２ポート8bまでの通路上の各光学素子に入射し出射する。第３図にはZ10、Z12a、12b、Z13a、Z16およびZ18の状態と同時に、端面10〜端面18を示す。右下の小文字「F」および「R 」は、第２図で示されている光学素子の正面および背面に対応する。入射出射ポート１から注入される光はZ10_F状態にあり、第１屈折水晶板10によりL11光とL12 光に分離された後Z10_R状態になる。互いに直角をなすL11光およびL12光の電界振動は、L11光とL12光が可逆波長板12aを通過するため同一方向に進む。この時の偏光状態はZ12a_Rに示すとおりである。また13aにより45度回転させられたL11とL 12は、Z13a_Rで示されているとおり垂直配向となっている。ビーム折り曲げ手段1 6および18は、その偏光状態を保持しているZ16/18に於いてL11光およびL12光の方向を反転させる。次にビームはZ13a_FおよびZ12b_Fの各13a回転子と12b回転子により、Z10F状態で示される結合用複屈折水晶に対して直交するビームとなる。8b から8cに向かってポート２からポート３まで光が伝達されたときに同様の事象が発生するが、偏光ビーム分離器18が水平方向に偏光された光を鏡20aまたは20b( 第３図または第２図)まで通過させ、ビーム分離器22および回転子13aおよび12c を通る通路に従いL11とL12を8cのポータ３へ反射させ、水晶板30により結合させる。勿論第２図および第３図で示されている装置の場合、ポート１やポート２またはポート３と同様の方法で折り曲げられる複数の別のポートを設定し得る構造であるため、第３のポートの下に第４のポートというようにポートを追加することができる。その他第２図および第３図で示されている方法と同じ方法で実質的に機能する様々な実施態様については、第４図および第５図にて見ることができる。第４図では、第２図および第３図のポート１とポート３に隣接する２台のビーム分離器が、鏡または直角プリズムに置き換えられている。この置き換えにより、ポート３に発射された光がポート１に循環反射される完全３ポートサーキュレータが提供される。第５図の装置には更に多くの光学素子が取り付けられている。例えば単一の水晶板10を使用する代わりに、10a、10b、10cの３枚の板が使われている。第3a図や第3b図と異なり、第5c図および第5d図では投入ポートが送出ポートと異なる水晶板内にあるため、光路長のバランスを取るほか偏光モードの分散を実質的に最小限としている。ここで第5a図に移る。第5a図には第５図と似通った別の実施態様が示されているが、第５図の実施態様では単一ファラデー回転子13bのみが取り付けられているため、第5a図のサーキュレータよりも分離能力が劣る１段階サーキュレータとなっている。第5b図にも更に本発明による別の実施態様を示しているが、この実施態様では第５図の装置ではあるがビーム分離手段16a〜16dが取り付けられている。第６図には、第５図の実施態様に基づくＮポート折り曲げ光学サーキュレータの別の取り合わせが示されているが、ここでは全てのＮポートが装置の同一側に配置されている。勿論この実施態様ではプリズム16、18、22.....N と組み合わされている鏡形式の屈折面20a〜20_N-1が、装置の折り曲げ手段としてその役割を果たしている。本発明によるサーキュレータの様々な実施態様により、先行技術を越える数多くの利点が説明されている。これらの実施態様は高価なコンポーネントをあまり必要としないため、その構築費は多くの先行技術のサーキュレータより安価となる。本発明の意図および範囲を逸脱することなく、このほか数多くの実施態様を構想し得る。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項【提出日】１９９７年６月１９日【補正内容】第3a図は第1a図および第1b図と同様の概略図であるが、第３図で示されているサーキュレータの動作状態を示す図である。第４図、第５図および第６図は、本発明に従った光学サーキュレータの別の実施態様である。第5a図および第5b図は第1a図および第1b図と同様の概略図であるが、第５図で示されているサーキュレータの動作状態を示す図である。詳細説明ここで第１図を参照するが、第１図では第１〜第３の投入送出ポート8a〜8cを有する光学サーキュレータが示されている。この実施態様ではY.I.G水晶またはB i追加薄膜水晶を使用しているファラデー回転素子形式の複屈折水晶板10が、第１投入送出ポート8aおよび第２投入送出ポート8bと非可逆回転手段13aとの間に配置されている。Bi追加薄膜水晶の構成としては、例えば(YbTbBi)₃Fe₅O₁₂と(Gd Bi)₃(GeAlGa)₅O₁₂の組合せまたはY.I.GとY_3xBi_xFe₅O₁₂との組合せを含む。方解石、ルチルまたはYVO₄複屈折水晶を屈折水晶板として使用するのが好ましい。また波長板形式の可逆性回転手段12aおよび12bが水晶板10に隣接して設定されている。このほか偏光ビーム分離器14を組み合わせた鏡または直角プリズム13 形式のビーム折り曲げ手段が、第３ポートと回転手段13aとの間に配置されている。第３ポート8cは複屈折水晶板30に連結されており、非可逆および可逆回転手段32と34が水晶板30とビーム折り曲げ手段13および14との間に配置されている。次に動作中に於いては第１ポート8aに入った光は、その後入射出射ポート１側から仕向先である第２ポート8bまでの通路上の各光学素子に入射し出射する。第 1a図にはZ10、Z12a、12b、Z13、Z14の状態と同時に、端面10〜端面14を示す。右下の小文字「F」および「R」は、第1a図で示されている光学素子の正面および背面に対応する。入射出射ポート１から注入される光はZ10_F状態にあり、第１屈折水晶板10によりL11光とL12光に分離された後Z10_R状態になる。互いに直角をなすL11光およびL12光の電界振動は、L11光とL12光が可逆波長板12aを通過するため同一方向に進む。この時の偏光状態はZ12a_Rに示すとおりである。また1 3aにより45度回転させられたL11とL12は、Z13a_Rで示されているとおり垂直配向となっている。ビーム折り曲げ手段13および14は、その偏光状態を保持している Z13/14に於いてL11光およびL12光の方向を反転させる。次にZ13a_FおよびZ12b_Fでの各13a回転子と13b回転子により、ビームを結合用複屈折水晶に対して直交となるように回転させZ10_Fで示されている状態とする。8bから8cに向かってポート２からポート３まで光が伝達されたときに同様の事象が発生するが、偏光ビーム分離器が水平方向に偏光された光(Z13a_R状態)をZ32とZ34の状態で各回転子32と34a 、34bまで通過させて、Z30の複屈折水晶30により結合させる。ここで第1c図に移る。第1c図では別の配置が示されているが、小さめの複屈折水晶板10aおよび10bが第1a図で示されている単一で大型の複屈折板10と置き換えられている。また10aおよび10bに続いて追加水晶板10_c、10d.....10jが互いに並列状態で設定されており、N ポート光学サーキュレータを提供している。都合の良いことには、これにより大型で高価な複屈折水晶を用意する必要性が排除される。光はプリズム13、15、16.....22により各ポートから次のポートまで指向される。複屈折水晶板10a〜10jに隣接して、可逆回転手段12a〜12jが波長板形式で取り付けられている。また非可逆回転手段13a〜13jが、各々回転手段12a〜12jと隣接状態で設置されている。第1d図に別の実施態様を示すが、ここではプリズム形式のビーム折り曲げ手段 13および14が、第1a図で示されているこれらの手段とは別の配向となっている。この配置の場合ポート１、ポート２、ポート５およびポート７が装置の第一位側にあるが、第1c図に於いてはポート１、ポート２、ポート４が提示されている装置の第一位側にある。ここで第5a図に移る。第5a図には第５図と似通った別の実施態様が示されているが、第５図の実施態様では単一ファラデー回転子13bのみが取り付けられているため、第5a図のサーキュレータよりも分離能力が劣る１段階サーキュレータとなっている。第5b図にも更に本発明による別の実施態様を示しているが、この実施態様では第５図の装置であるがビーム分離手段16a〜16dが取り付けられている。第６図には、第５図の実施態様に基づくＮポート折り曲げ光学サーキュレータの別の取り合わせが示されているが、ここでは全てのＮポートが装置の同一側に配置されている。勿論この実施態様ではプリズム16、18、22.....N と組み合わされている鏡形式の屈折面20a〜20_N-1が、装置の折り曲げ手段としてその役割を果たしている。本発明によるサーキュレータの様々な実施態様により、先行技術を越える数多くの利点が説明されている。これらの実施態様は高価なコンポーネントをあまり必要としないため、その構築費は多くの先行技術のサーキュレータより安価となる。請求の範囲１．以下を構成要素とする、入射口(8a、8b；8a、8b、8c、8d.....8j)および出射口(8b、8c；8b、8c、8d....8h)からの光を循環的に伝達するためのマルチポート光学サーキュレータで、投入ポート(8a、8b；8a、8b、8c、8d.....8j)内に発射された投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを別のポート(8b、8c；8b、8c、8d....8h)で１本のビームに結合するための分割および結合手段(10；10a；10b；10c；10j；30)；ビーム折り曲げ手段(13、14；13、14、15；13、14、15．....22)；および互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、当該分割(10；10a；10b；10c；10j；30)結合(10；10a；10b；10c；10 j；30)手段と当該ビーム折り曲げ手段(13、14；13、14、15；13、14、15.....22 )との間に設定されている偏光回転手段(13a、13a、13b.....13j；12a、12b；12a 、12b、12.....12j)で、ビーム折り曲げ手段が少なくともビームのs-偏光および p-偏光の一つのみを実質的に反射する手段から構成される、ビームの偏光方向によりその２本のビームを出射口(8b；8c；.....8h)に向けて実質的に反対方向に案内する目的に於いて、入射口(8a；8b；.....8j)からの２本のビームを受光するために光学的に連結されていると言う特性を有するもの。２．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、ビーム折り曲げ手段(13、14；13、14、15；13、14、15.....22)に少なくとも偏光依存形部分反射体が含まれるもの。３．以下を構成要素とする、入射口(8a)および出射口(8b；8c)からの光を循環的に伝達するためのマルチポート光学サーキュレータで、投入ポート(8a)内に発射された投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを別のポート(8b；8c)で１本のビームに結合するための第1分割結合手段(10；10a)；投入ポート(8b；8c)内に発射された投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを別のポート(8b；8c)で１本のビームに結合するための第２分割結合手段(10b； 30)；ビーム折り曲げ手段(13、14)；互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、当該第１分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に配置されている第１偏光回転手段(12a)；および互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、当該第２分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に配置されている第２偏光回転手段(12b；34a)で、当該ビーム折り曲げ手段が偏光依存形の手段であり、また第１分割結合手段(10；10a)により分割された２本のビームを、ビームの偏光方向により実質的に反対方向に案内するための手段となっているという特性を有するもの。４．クレーム３で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、少なくとも偏光依存形部分反射体をビーム折り曲げ手段(13、14；13、14、15；13、14、1 5.....22)の構成要素とするもの。５．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、複屈折結晶板を、投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割(10;10a;10b；1 0c；10j；30)および結合(10；10a；10b；10c；10j；30)手段の構成要素とするもの。６．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、互いに隣接する状態で配置されている複数の複屈折水晶板(10a、10b；10a、10b.....10j) を、投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割および結合手段の構成要素とするもの。７．クレーム６で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、折り曲げ構造とするための反射手段(20a.....20_N-1および16、18、22.....N)を含むもの。８．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、分割結合手段とビーム折り曲げ手段との間に配置されている可逆回転手段(12a、12b、12a .....12j)および非可逆回転手段(13a、13b、12a.....13j)を、偏光回転手段の構成要素とするもの。９．複数の隣接状態で連続するモジュールを構成要素とするマルチポート光学サーキュレータで、各モジュールがマルチポート(8a;8b;.....8j)の一つを提供するほか、各モジュールが、投入ビームを直交偏光住を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割および結合手段(10a、10b.....10j)を構成要素とするもの；ビーム折り曲げ手段が、少なくともビームの s-偏光および p-偏光の一つのみを実質的に反射する手段から構成される、ビームの偏光方向によりビームを実質的に反対方向に導入するための偏光依存形手段であるという特性を有するビーム折り曲げ手段(13；1 4；.....22)；および互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、当該分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段(13;14;.....22)との間に設定されている偏光回転手段(12a;12b;13a；1 3b)を構成要素とするもの。 10．クレーム９で定義されている装置で、全てのマルチポートが装置の同一側に配置されているもの。 11．クレーム９で定義されている装置で、少なくとも分割結合手段(10a、10b... ..10j)とビーム折り曲げ手段(13；14；.....22)との間に配置された可逆(12a、1 2b；12a.....12j)および非可逆(13a、13b、13a.....13j)回転手段が、サーキュレータに含まれるもの。【図１】【手続補正書】【提出日】１９９８年１月２７日【補正内容】明細書光学サーキュレータ発明分野本発明は光通信で使用する光学サーキュレータに関連する。発明の背景現行の一方向光ファイバ通信のビット積載量を２倍にするためには、光学サーキュレータを使用してそれを実現している。光学サーキュレータは、全二重通信を一本の光ファイバリンク上で行う受動非可逆装置である。従って２本のファイバ上で動作する代表的な光ファイバ通信リンクは、各リンク端部に光学サーキュレータを設置することにより、迅速且つ経済的に２方向単一ファイバ通信リンクへと変換することができる。伝統的な3dBカップラよりはるかに大きな光学サーキュレータの主たる利点の一つは、損失の不利を非常に小さく抑えることができる点にある。3dBカップラをファイバリンクの各端部に取り付けた場合、最低でも6dBの挿入損失が発生する。検出限界付近で動作する接続部に於いては、この追加的な6dB損失により２方向通信を実行不能とする。真の光学サーキュレータに於ける挿入損失および漏話は、装置が単純であることまた経費が安いことと同様に重要な要素である。挿入損失とは、光学サーキュレータ内部に発射された光と装置から出てくる電力との間の電力差である。また挿入損失の大きな原因は、光の吸収と結合損失にある。光学サーキュレータに関する先行技術としては、Kuwaharaに発行された米国特許第 4,650,289号、Emkeyに発行された米国特許第 4,464,022 号、Schmittらに発行された米国特許第4,859,014号がある。但しこれらの参照文献に於いて説明されている通りに作製した光学サーキュレータについては、その挿入損失および/または漏話が非常に高いか、或いは非常に複雑で高価なものとなっている。このため現在の光学サーキュレータよりも挿入損失や漏話が小さく、より単純な構造の光学サーキュレータが必要となっている。本発明により構造の単純さおよび挿入損失や漏話が先行技術の光学サーキュレータより小さくなっている一つの要因は、複屈折水晶や偏光分離キューブを有する折り曲げ構造を使用していることにある。偏光回転子等のその他のエレメントと接触状態にある複屈折水晶を使用しているより最近の先行技術光学サーキュレータとしては、1993年４月20日に発行されたKoga名義の米国特許第5,204,771号がある。この発明ではそれが目的とする機能を十分に発揮するように思われるが、Kogaの構造では本発明の折り曲げ構造よりも大型の装置となっている。Kogaの構造には別の意味に於いても制限がある。例えばどのポートを逆方向に循環できるかについて限界がある。Kogaの装置ではポート数が４カ所の装置に於いて逆方向の制御を可能としているが、ポート数が３カ所の装置の場合、ポート３からポート１への逆方向信号伝達が用意されていないかまたは不可能となっている。更により最近に発行された1995年11月28日付けのChengらを名義人とする米国特許第5,471,340号では、その装置はKogaの構造よりも単純な構造となっているが、必要とされる複屈折水晶のサイズが大きいために製造コストが非常に高価となっている。またこの装置の場合、十分に循環機能を実行することができないと言う制限もある。このため既知の先行技術装置に於ける多くの限界を克服することが、本発明の目的である。また折り曲げ構造のコンパクトな光学サーキュレータを供給することも、もう一つの発明の目的である。発明の概要本発明に従い以下を構成要素とする、入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチポートサーキュレータ。投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割および結合手段；少なくともビームの s-偏光および p-偏光の一つのみを実質的に反射する手段から構成される、ビームの偏光方向によりビームを実質的にその反対方向に導入するための折り曲げ手段；および当該第１分割結合手段と当該偏光依存形ビーム折り曲げ手段との間に設定されている、互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための偏光回転手段。また本発明の別の局面に従い以下を構成要素とする、入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチポートサーキュレータ。投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための第１分割結合手段；投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための第２分割結合手段；ビームの偏光方向によりビームを実質的にその反対方向に導入するための偏光依存形ビーム折り曲げ手段；当該第１分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に配置されている、互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための第１偏光回転手段；および当該第２分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に配置されている、互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための第２偏光回転手段。図面の簡単な説明ここで発明の実施態様を以下の図面と共に説明することにする。第１図は、本発明の第１実施態様に従った光学サーキュレータの概要図である。第1a図は、ポート１からポート２へと送られる第１図の装置の異なるインターフェースに於ける光の状態を示す概略図である。第1b図は、ポート２からポート３へと送られる第１図の装置の異なるインターフェースに於ける光の状態を示す概略図である。第1c図は、光学サーキュレータの別の実施態様に従った概要図である。第1d図は第1c図で示されている光学サーキュレータに類似する別の実施態様の光学サーキュレータの概要図であるが、この実施態様では水晶板の向きが各もう一方のポートグループに於いて転換されている。第２図および第３図は、本発明に従った別の実施態様の光学サーキュレータの概要図である。第3a図は第1a図および第1b図と同様の概略図であるが、第３図で示されているサーキュレータの動作状態を示す図である。第４図、第５図および第６図は、本発明に従った光学サーキュレータの別の実施態様である。第5a図および第5b図は第1a図および第1b図と同様の概略図であるが、第５図で示されているサーキュレータの動作状態を示す図である。詳細説明ここで第１図を参照するが、第１図では第１〜第３の投入送出ポート8a〜8cを有する光学サーキュレータが示されている。この実施態様ではY.I.G水晶またはB i追加薄膜水晶を使用しているファラデー回転素子形式の複屈折水晶板10が、第１投入送出ポート8aおよび第２投入送出ポート8bと非可逆回転手段13aとの間に配置されている。Bi追加薄膜水晶の構成としては、例えば(YbTbBi)₃Fe₅O₁₂と(Gd Bi)₃(GeAlGa)₅O₁₂の組合せまたはY.I.GとY_3xBi_xFe₅O₁₂との組合せを含む。方解石、ルチルまたはYVO₄複屈折水晶を屈折水晶板10として使用するのが好ましい。また波長板形式の可逆性回転手段12aおよび12bが水晶板10に隣接して設定されている。このほか偏光ビーム分離器14を組み合わせた鏡または直角プリズム 13形式のビーム折り曲げ手段が、第３ポートと回転手段13aとの間に配置されている。第３ポート8cは複屈折水晶板30に連結されており、非可逆および可逆回転手段32と34が水晶板30とビーム折り曲げ手段13および14との間に配置されている。次に動作中に於いては第１ポート8aに入った光は、その後入射出射ポート１側から仕向先である第２ポート8bまでの通路上の各光学素子に入射し出射する。第 1a図にはZ10、Z12a、Z12b、Z13、Z14の状態と同時に、端面10〜端面14を示す。右下の小文字「F」および「R」は、第１図で示されている光学素子の正面および背面に対応する。入射出射ポート１から注入される光はZ10_F状態にあり、第１屈折水晶板10によりL11光とL12光に分離された後Z10_R状態になる。互いに直角をなすL11光およびL12光の電界振動は、L11光とL12光が可逆波長板12aを通過するため同一方向に進む。この時の偏光状態はZ12a_Rに示すとおりである。また13aにより45度回転させられたL11とL12は、Z13a_Rで示されているとおり垂直配向となっている。ビーム折り曲げ手段13および14は、その偏光状態を保持しているZ13/14に於いてL11光およびL12光の方向を反転させる。次にZ13a_FおよびZ12 b_Fの各13a回転子と12b回転子により、ビームを結合用複屈折水晶に対して直交となるように回転させZ10_Fで示されている状態とする。8bから8cに向かってポート２からポート３まで光が伝達されたときに同様の事象が発生するが、偏光ビーム分離器が水平方向に偏光された光(Z13a_R状態)をZ32とZ34の状態で各回転子32と3 4a、34bまで通過させて、Z30の複屈折水晶30により結合させる。ここで第1c図に移る。第1c図では別の配置が示されているが、小さめの複屈折水晶板10aおよび10bが第１図で示されている単一で大型の複屈折板10と置き換えられている。また10aおよび10bに続いて追加水晶板10c、10d.....10jが互いに並列状態で設定されており、Ｎポート光学サーキュレータを提供している。都合の良いことには、これにより大型で高価な複屈折水晶を用意する必要性が排除される。光はプリズム13、15、16.....22により各ポートから次のポートまで指向される。複屈折水晶板10a〜10jに隣接して、可逆回転手段12a〜12jが波長板形式で取り付けられている。また非可逆回転手段13a〜13jが、各々回転手段12a〜12jと隣接状態で設置されている。第1d図に別の実施態様を示すが、ここではプリズム形式のビーム折り曲げ手段 13および14が、第1c図で示されているこれらの手段とは別の配向となっている。この配置の場合ポート１、ポート２、ポート５が装置の第一位側にあるが、第1c 図に於いてはポート１、ポート２、ポート４が提示されている装置の第一位側にある。第２図、第３図、第４図、第５図および第６図では、完全折り曲げ構造を有する本発明による別の実施態様が示されている。折り曲げ構造を使用することにより装置の製造に必要となるエレメント数が少なくなり、これにより装置の製作費用が実質的に軽減されるほか、都合が良いことには、全てのポートが装置の一方の側に配置されることになる。第２図および第３図で示されている光学サーキュレータには、第１〜第３の投入送出ポート8a〜8cが装備されている。また複屈折水晶板10が第１投入送出ポート8aと第２投入送出ポート8bの間に配置されており、8aから光は水晶板10を通って波長板形状の可逆回転手段12aに入る。次に光は非可逆回転子13aに入り、偏光ビーム分離器16を通過してから第２ビーム分離器18を通る。これら二つのビーム分離器16および18はビームを折り曲げたあと、ビームを第２ポートに向かって実質的に反対方向へ導入するための手段として機能する。次にビームは13aと第２回転子12bを通り、第２ポート8bへ複屈折水晶板10により結合される。第２ポート8bから第３ポート8cに移動する光は同様の方法で伝達されるが、第３図の90度回転鏡20aおよび第２図の20bがビーム分離器18の端面部に取り付けられており、偏光された光を第３のビーム分離器22に向ける。18、20a（20b）および22が共同でビームの折り曲げを行い、第３のビーム分離器22から第３ポート8cへと反対方向へとビームを案内する。そのあとビームは13aと第３の回転子12cを通り、ポート8cへ水晶板10により結合される。次に第２図、第３図と動作時の状態を示す第3a図、第3b図を参照する。第１ポート8aに入った光は、その後入射出射ポート１側から仕向先である第２ポート8b までの通路上の各光学素子に入射し出射する。第3a図にはZ10、Z12a、12b、Z13a、Z16およびZ18の状態と同時に、端面10〜端面 18を示す。右下の小文字「F」および「R」は、第２図、第３図で示されている光学素子の正面および背面に対応する。入射出射ポート１から注入される光はZ10_F 状態にあり、第１屈折水晶板10によりL11光とL12光に分離された後Z10_R状態になる。互いに直角をなすL11光およびL12光の電界振動は、L11光とL12光が可逆波長板12aを通過するため同一方向に進む。この時の偏光状態はZ12a_Rに示すとおりである。また13aにより45度回転させられたL11とL12は、Z13a_Rで示されているとおり垂直配向となっている。ビーム折り曲げ手段16および18は、その偏光状態を保持しているZ16/18に於いてL11光およびL12光の方向を反転させる。次にビームは Z13a_FおよびZ12b_Fの各13a回転子と12b回転子により、Z10F状態で示される結合用複屈折水晶に対して直交するビームとなる。8bから8cに向かってポート２からポート３まで光が伝達されたときに同様の事象が発生するが、偏光ビーム分離器18 が水平方向に偏光された光を鏡20aまたは20b(第３図または第２図)まで通過させ、ビーム分離器22および回転子13aおよび12cを通る通路に従いL11とL12を8cのポータ３へ反射させ、水晶板10により結合させる。勿論第２図および第３図で示されている装置の場合、ポート１やポート２またはポート３と同様の方法で折り曲げられる複数の別のポートを設定し得る構造であるため、第３のポートの下に第４のポートというようにポートを追加することができる。その他第２図および第３図で示されている方法と同じ方法で実質的に機能する様々な実施態様については、第４図および第５図にて見ることができる。第４図では、第２図および第３図のポート１とポート３に隣接する２台のビーム分離器が、鏡または直角プリズムに置き換えられている。この置き換えにより、ポート３に発射された光がポート１に循環反射される完全３ポートサーキュレータが提供される。第５図の装置には更に多くの光学素子が取り付けられている。例えば単一の水晶板10を使用する代わりに、10a、10b、10cの３枚の板が使われている。第3a 図や第3b図と異なり、第5c図および第5d図では投入ポートが送出ポートと異なる水晶板面にあるため、光路長のバランスを取るほか偏光モードの分散を実質的に最小限としている。ここで第5a図に移る。第5a図には第５図と似通った別の実施態様が示されているが、第5a図の実施態様では単一ファラデー回転子13bのみが取り付けられているため、第５図のサーキュレータよりもアイソレーション能力が劣る１段階サーキュレータとなっている。第5b図にも更に本発明による別の実施態様を示しているが、この実施態様では第５図の装置とは配置が異なるビーム分離手段16a〜16d が取り付けられている。第６図には、第５図の実施態様に基づくＮポート折り曲げ光学サーキュレータの別の取り合わせが示されており、全てのＮポートが装置の同一側に配置されている。勿論この実施態様ではプリズム16、18、22.....Nと組み合わされている鏡形式の屈折面20b〜20_N-1が、装置の折り曲げ手段としてその役割を果たしている。本発明によるサーキュレータの様々な実施態様により、先行技術を越える数多くの利点が説明されている。これらの実施態様は高価なコンポーネントをあまり必要としないため、その構築費は多くの先行技術のサーキュレータより安価となる。請求の範囲１．入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチポート光学サーキュレータで、投入ポート内に発射された投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを別のポートで１本のビームに結合するための分割結合手段と；ビーム折り曲げ手段と；互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、前記分割結合手段と前記ビーム折り曲げ手段との間に配置されている偏光回転手段と；を有し、ビーム折り曲げ手段は少なくともビームのs-偏光およびp-偏光の一つのみを実質的に反射する構成と成し、前記ビーム折り曲げ手段は入射口から第一方向に於いて伝達されている２本のビームを受光するために光学的に連結されているが、ビームの偏光方向によりその２本のビームを出射口に向けて第一方向と実質的に反対方向へ案内する目的に於いて設定されていると言う特性を有するマルチポート光学サーキュレータ。２．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、ビーム折り曲げ手段に少なくとも偏光依存形部分反射体が含まれているマルチポート光学サーキュレータ。３．入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチボート光学サーキュレータで、投入ポート内に発射された投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを別のポートで１本のビームに結合するための第１分割結合手段と；投入ポート内に発射された投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを別のポートで１本のビームに結合するための第２分割結合手段と；ビーム折り曲げ手段と；互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、前記第１分割結合手段と前記ビーム折り曲げ手段との間に配置されている第１偏光回転手段と；互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、前記第２分割結合手段と前記ビーム折り曲げ手段との間に配置されている第２偏光回転手段と；を有し、前記ビーム折り曲げ手段は偏光依存形の手段であり、また前記第１分割結合手段により分割され、第一方向に於いてそこに入射される２本のビームを、ビームの偏光方向によりその第一方向とは実質的に反対方向に案内するための手段となっているという特性を有するマルチポート光学サーキュレータ。４．クレーム３で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、少なくとも偏光依存形部分反射体をビーム折り曲げ手段の構成要素とするマルチポート光学サーキュレータ。５．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、複屈折結晶板を、投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割結合手段の構成要素とするマルチポート光学サーキュレータ。６．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、互いに隣接する状態で配置されている複数の複屈折水晶板を、投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割結合手段の構成要素とするマルチポート光学サーキュレータ。７．クレーム６で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、折り曲げ構造とするための反射手段を含むマルチポート光学サーキュレータ。８．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、分割結合手段とビーム折り曲げ手段との間に配置されている可逆回転手段および非可逆回転手段を、偏光回転手段の構成要素とするマルチポート光学サーキュレータ。９．複数の隣接状態で連続するモジュールを構成要素とするマルチポート光学サーキュレータで、各モジュールがマルチポートの一つを提供するほか、各モジュールが、投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割結合手段を構成し、ビーム折り曲げ手段と；互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、前記分割結合手段と前記ビーム折り曲げ手段との間に配置されている偏光回転手段と；を有し、ビーム折り曲げ手段は少なくともビームの s-偏光および p-偏光の一つのみを実質的に反射する手段から構成されて、ビームの偏光方向に依存して第一方向に於いてそこに入射されているビームを、その第一方向とは実質的に反対方向に導入するための偏光依存形手段となっている特性を有するマルチポート光学サーキュレータ。 10．クレーム９で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、全てのマルチポートが装置の同一側に配置されているマルチポート光学サーキュレータ。 11．クレーム９で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、少なくとも分割結合手段とビーム折り曲げ手段との間に配置された可逆および非可逆回転手段が、サーキュレータに含まれているマルチポート光学サーキュレータ。【図１】【図１】【図１】【図１】【図２】【図３】【図３】【図４】【図５】【図５】【図５】【図６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ)，ＵＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ)，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims

【特許請求の範囲】１．以下を構成要素とする、入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチポート光学サーキュレータで：投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割および結合手段；少なくともビームの s-偏光および p-偏光の一つのみを実質的に反射する手段から構成される、ビームの偏光方向によりビームを実質的に反対方向に導入するためのビーム折り曲げ手段；および互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、当該第１分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に設定されている偏光回転手段。２．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、ビーム折り曲げ手段に少なくとも偏光依存形部分反射体が含まれるもの。３．以下を構成要素とする、入射口および出射口からの光を循環的に伝達するためのマルチポート光学サーキュレータで：投入ビームを直交偏光住を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための第１分割結合手段；投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための第２分割結合手段；ビームの偏光方向によりビームを実質的に反対方向に導入するためのビーム折り曲げ手段；互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、当該第１分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に配置されている第１偏光回転手段；および互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、当該第２分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に配置されている第２偏光回転手段。４．クレーム３で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、少なくとも偏光依存形部分反射体をビーム折り曲げ手段の構成要素とするもの。５．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、複屈折結晶板を、投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光住を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割および結合手段の構成要素とするもの。６．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、互いに隣接する状態で配置されている複数の複屈折水晶板を、投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割および結合手段の構成要素とするもの。７．クレーム６で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、全てのポートが当該ビーム折り曲げ手段に隣接する状態で配置されているほか、当該反射手段が当該ビーム折り曲げ手段に隣接するような折り曲げ構造とするための反射手段を含むもの。８．クレーム１で定義されているマルチポート光学サーキュレータで、分割結合手段とビーム折り曲げ手段との間に配置されている可逆回転手段および非可逆回転手段を、偏光回転手段の構成要素とするもの。９．複数の隣接状態で連続するモジュールを構成要素とするマルチポート光学サーキュレータで、各モジュールがマルチポートの一つを提供するほか、各モジュールが、投入ビームを直交偏光性を有する２本のビームに分けると共に、直交偏光性を有する２本のビームを１本のビームに結合するための分割および結合手段を構成要素とするもの；少なくともビームの s-偏光および p-偏光の一つのみを実質的に反射する手段から構成される、ビームの偏光方向によりビームを実質的に反対方向に導入するためのビーム折り曲げ手段；および互いに平行な二つの直交ベクトルまたは互いに直交する二つの平行偏光ベクトルを成立させるための、当該第１分割結合手段と当該ビーム折り曲げ手段との間に設定されている偏光回転手段を構成要素とするもの。 10．クレーム９で定義されている装置で、全てのマルチポートが装置の同一側に配置されているもの。 11．クレーム９で定義されている装置で、少なくとも分割結合手段とビーム折り曲げ手段との間に配置された可逆および非可逆回転手段が、サーキュレータに含まれるもの。