JPH11160653A - 光サーキュレータ - Google Patents
光サーキュレータInfo
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- JPH11160653A JPH11160653A JP33949497A JP33949497A JPH11160653A JP H11160653 A JPH11160653 A JP H11160653A JP 33949497 A JP33949497 A JP 33949497A JP 33949497 A JP33949497 A JP 33949497A JP H11160653 A JPH11160653 A JP H11160653A
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- optical
- light
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- optical fiber
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Abstract
(57)【要約】
【課題】レンズを用いず光軸調整が不要な新規な構造の
光サーキュレータを提供することを課題とする。 【解決手段】 基板外への引き出し部を有する複数のシ
ングルモード光ファイバと該光ファイバの一部より構成
した複数の方向性結合器とを基板に埋め込んで構成され
た干渉系と、前記方向性結合器の間で前記光ファイバを
横断して前記基板に形成した少なくとも一つの溝と、前
記溝内に配置されたファラデー回転子及び複屈折性素子
とを備えた光サーキュレータであり、前記干渉系を形成
する分枝光路が、第１の方向性結合器から出て第２の方
向性結合器へ向かう光に対するものと、第２の方向性結
合器から出て第１の方向性結合器へ向かう光に対するも
のとで、偏光によらずに半波長の光路差をもつことを特
徴とする。
光サーキュレータを提供することを課題とする。 【解決手段】 基板外への引き出し部を有する複数のシ
ングルモード光ファイバと該光ファイバの一部より構成
した複数の方向性結合器とを基板に埋め込んで構成され
た干渉系と、前記方向性結合器の間で前記光ファイバを
横断して前記基板に形成した少なくとも一つの溝と、前
記溝内に配置されたファラデー回転子及び複屈折性素子
とを備えた光サーキュレータであり、前記干渉系を形成
する分枝光路が、第１の方向性結合器から出て第２の方
向性結合器へ向かう光に対するものと、第２の方向性結
合器から出て第１の方向性結合器へ向かう光に対するも
のとで、偏光によらずに半波長の光路差をもつことを特
徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光通信、光計測によ
って使用される、偏光無依存型の光サーキュレータに関
する。
って使用される、偏光無依存型の光サーキュレータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】光サーキュレータは、通常、特公昭５８
−１０７２６号にその一例が記載されているように複屈
折素子、ファラデー回転子、レンズ、光ファイバにより
構成される。光アイソレータと異なりサーキュレータで
は光の入出力のポートが３つ以上と多くなるために、従
来その煩雑さが問題となっている光ファイバとレンズの
位置調整もアイソレータよりもさらに煩雑になってしま
う。また、特開平８−５０２６１号では二つの方向性結
合器によって干渉系を構成し、ファラデラー回転子と、
半波長板を用いるマッハツェンダー型の光サーキュレー
タが提案されている。この提案では方向性結合器はプレ
ーナ型の光導波路によって構成されているが、光導波路
と光ファイバの接続が容易ではないという問題があっ
た。これに対して、特開平４−３０７５１２号では光フ
ァイバを基板の凹部に樹脂などで埋め込んだ後、ダイシ
ングソー等によって光ファイバ部分を横切る溝を形成
し、その溝にファラデー回転子や複屈折素子などを挿入
し埋め込んで作製される、いわゆる埋込型の光アイソレ
ータが提案されている。これによれば光アイソレータの
作製に光軸合わせが不要となり作製時間が大幅に短縮さ
れる。しかしながら、光サーキュレータでは、光アイソ
レータと異なり、入出力とは別の第３のポートを必要と
するため、この埋込型をそのまま適用することは難し
い。
−１０７２６号にその一例が記載されているように複屈
折素子、ファラデー回転子、レンズ、光ファイバにより
構成される。光アイソレータと異なりサーキュレータで
は光の入出力のポートが３つ以上と多くなるために、従
来その煩雑さが問題となっている光ファイバとレンズの
位置調整もアイソレータよりもさらに煩雑になってしま
う。また、特開平８−５０２６１号では二つの方向性結
合器によって干渉系を構成し、ファラデラー回転子と、
半波長板を用いるマッハツェンダー型の光サーキュレー
タが提案されている。この提案では方向性結合器はプレ
ーナ型の光導波路によって構成されているが、光導波路
と光ファイバの接続が容易ではないという問題があっ
た。これに対して、特開平４−３０７５１２号では光フ
ァイバを基板の凹部に樹脂などで埋め込んだ後、ダイシ
ングソー等によって光ファイバ部分を横切る溝を形成
し、その溝にファラデー回転子や複屈折素子などを挿入
し埋め込んで作製される、いわゆる埋込型の光アイソレ
ータが提案されている。これによれば光アイソレータの
作製に光軸合わせが不要となり作製時間が大幅に短縮さ
れる。しかしながら、光サーキュレータでは、光アイソ
レータと異なり、入出力とは別の第３のポートを必要と
するため、この埋込型をそのまま適用することは難し
い。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のように特公昭５
８−１０７２６号に示された型のサーキュレータでは、
光ファイバーの光軸合わせをレンズを使用して行う必要
があり、位置調整が煩雑である。又特開平８−５０２６
１号に示されたマッハツェンダー型の光サーキュレータ
では、光導波路と光ファイバの接続が容易ではないとい
う問題があった。一方、特開平４−３０７５１２号での
ような光アイソレータにおいての光ファイバを基板に埋
め込む技術は、光サーキュレータでは多重ポートが必要
なために試みられたことがない。そこで、本発明は、レ
ンズを用いず光軸調整が不要な新規な構造の光サーキュ
レータを提供することを目的とする。
８−１０７２６号に示された型のサーキュレータでは、
光ファイバーの光軸合わせをレンズを使用して行う必要
があり、位置調整が煩雑である。又特開平８−５０２６
１号に示されたマッハツェンダー型の光サーキュレータ
では、光導波路と光ファイバの接続が容易ではないとい
う問題があった。一方、特開平４−３０７５１２号での
ような光アイソレータにおいての光ファイバを基板に埋
め込む技術は、光サーキュレータでは多重ポートが必要
なために試みられたことがない。そこで、本発明は、レ
ンズを用いず光軸調整が不要な新規な構造の光サーキュ
レータを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による光サーキュ
ーレータは、基板外への引き出し部を有する複数のシン
グルモード光ファイバと該光ファイバの一部より構成し
た複数の方向性結合器とを基板に支持させて構成された
干渉系と、少なくとも前記方向性結合器の間で前記基板
に設けた前記光ファイバの埋め込み部と、前記基板に前
記埋め込み部を横断するように形成された少なくとも一
つの溝と、前記溝内に配置されたファラデー回転子及び
複屈折性素子とからなり、前記二つの方向性結合器によ
って干渉系が構成され、前記ファラデー回転子と複屈折
素子は、光の透過方向によって波長の半分の光路長差を
生じるように配置されていることを特徴とする。光ファ
イバ及び方向性結合器はいずれも基板に埋め込まれても
良いが、方向性結合器と基板の光学的な干渉を避けるた
めに、方向性結合器は基板に直接埋め込まない方が好ま
しい。しかし、組込み時の軸合わせの作業をなくするた
めには、少なくとも溝の前後の光ファイバは基板に埋め
込まれていなければならない。
ーレータは、基板外への引き出し部を有する複数のシン
グルモード光ファイバと該光ファイバの一部より構成し
た複数の方向性結合器とを基板に支持させて構成された
干渉系と、少なくとも前記方向性結合器の間で前記基板
に設けた前記光ファイバの埋め込み部と、前記基板に前
記埋め込み部を横断するように形成された少なくとも一
つの溝と、前記溝内に配置されたファラデー回転子及び
複屈折性素子とからなり、前記二つの方向性結合器によ
って干渉系が構成され、前記ファラデー回転子と複屈折
素子は、光の透過方向によって波長の半分の光路長差を
生じるように配置されていることを特徴とする。光ファ
イバ及び方向性結合器はいずれも基板に埋め込まれても
良いが、方向性結合器と基板の光学的な干渉を避けるた
めに、方向性結合器は基板に直接埋め込まない方が好ま
しい。しかし、組込み時の軸合わせの作業をなくするた
めには、少なくとも溝の前後の光ファイバは基板に埋め
込まれていなければならない。
【０００５】
【発明の実施の形態】実施例１ 本発明の光サーキュレータを図１、図２、及び図４を用
いて説明する。２本のシングルモード光ファイバが基板
に埋め込まれ、また第１の方向性結合器７ａと第２の方
向性結合器７ｂがこれら２本のシングルモード光ファイ
バを近接させた一部から構成され且つ縦列に接続された
ものが基板に埋め込まれる。また、第１及び第２の方向
結合器の間で光ファイバを横断するように基板に溝が切
られ、干渉系を構成する第１の分枝光路８ａと第２の分
枝光路８ｂそれぞれに光ファイバを横断する偏光回転角
４５度のファラデー回転子６が、また、第１の分枝光路
８ａには第１の方向性結合器側７ａには第１の１／２波
長板５ａ、第２の分枝光路８ｂには第２の方向性結合器
側７ｂに第２の１／２波長板５ｂが、その光学軸が互い
に４５度の角度を有するように配置されている。素子の
配置は図２に示すものとなる。なお、方向性結合器の具
体的な構成は周知であるので説明しない。以下では図１
に記載のようにｘ、ｙ、ｚ軸と光路に垂直に軸を選び、
角度は第１の方向性結合器の側から見てｙ軸から時計回
りに測った値を正とする。
いて説明する。２本のシングルモード光ファイバが基板
に埋め込まれ、また第１の方向性結合器７ａと第２の方
向性結合器７ｂがこれら２本のシングルモード光ファイ
バを近接させた一部から構成され且つ縦列に接続された
ものが基板に埋め込まれる。また、第１及び第２の方向
結合器の間で光ファイバを横断するように基板に溝が切
られ、干渉系を構成する第１の分枝光路８ａと第２の分
枝光路８ｂそれぞれに光ファイバを横断する偏光回転角
４５度のファラデー回転子６が、また、第１の分枝光路
８ａには第１の方向性結合器側７ａには第１の１／２波
長板５ａ、第２の分枝光路８ｂには第２の方向性結合器
側７ｂに第２の１／２波長板５ｂが、その光学軸が互い
に４５度の角度を有するように配置されている。素子の
配置は図２に示すものとなる。なお、方向性結合器の具
体的な構成は周知であるので説明しない。以下では図１
に記載のようにｘ、ｙ、ｚ軸と光路に垂直に軸を選び、
角度は第１の方向性結合器の側から見てｙ軸から時計回
りに測った値を正とする。
【０００６】まず、第１の方向性結合器７ａの光ファイ
バ１から入射する光のうち、ｙ軸方向の偏波成分を考え
る。第１の方向性結合器７ａによって分割された光のう
ち、第１の分子光路８ａに進むものは、まずｙ軸に対し
て＋２２．５度傾いた第１の１／２波長板５ａによって
＋４５度だけ回転する。そしてファラデー回転子６によ
って−４５度回転し、素子通過前後の偏波面の変化は０
となる。第２の分子光路８ｂに進むものは、まずファラ
デー回転子６によって−４５度回転し次にｙ軸に対して
−２２．５度傾いた第２の１／２波長板５ｂによって＋
４５度回転する。素子通過前後の偏波面の変化は同様に
０となる。
バ１から入射する光のうち、ｙ軸方向の偏波成分を考え
る。第１の方向性結合器７ａによって分割された光のう
ち、第１の分子光路８ａに進むものは、まずｙ軸に対し
て＋２２．５度傾いた第１の１／２波長板５ａによって
＋４５度だけ回転する。そしてファラデー回転子６によ
って−４５度回転し、素子通過前後の偏波面の変化は０
となる。第２の分子光路８ｂに進むものは、まずファラ
デー回転子６によって−４５度回転し次にｙ軸に対して
−２２．５度傾いた第２の１／２波長板５ｂによって＋
４５度回転する。素子通過前後の偏波面の変化は同様に
０となる。
【０００７】次に、第１の方向性結合器７ａの光ファイ
バ１から入射する光のうち、ｘ軸方向の偏波成分を考え
る。第１の方向性結合器７ａによって分割された光のう
ち、第１の分枝光路８ａに進むものは、まずｙ軸に対し
て＋２２．５度（ｘ軸に対しては−６７．５度）傾いた
第１の１／２波長板５ａによって＋４５度だけ回転す
る。そしてファラデー回転子６によって−４５度回転
し、素子通過前後の偏波面の変化は同様に０となる。第
２の分枝光路８ｂに進むものは、まずファラデー回転し
６によって−４５度回転し次にｙ軸に対して−２２．５
度（ｘ軸に対しては＋６７．５度）傾いた第２の１／２
波長板５ｂによって＋４５度回転する。素子通過前後の
偏波面の変化は同様に０となる。
バ１から入射する光のうち、ｘ軸方向の偏波成分を考え
る。第１の方向性結合器７ａによって分割された光のう
ち、第１の分枝光路８ａに進むものは、まずｙ軸に対し
て＋２２．５度（ｘ軸に対しては−６７．５度）傾いた
第１の１／２波長板５ａによって＋４５度だけ回転す
る。そしてファラデー回転子６によって−４５度回転
し、素子通過前後の偏波面の変化は同様に０となる。第
２の分枝光路８ｂに進むものは、まずファラデー回転し
６によって−４５度回転し次にｙ軸に対して−２２．５
度（ｘ軸に対しては＋６７．５度）傾いた第２の１／２
波長板５ｂによって＋４５度回転する。素子通過前後の
偏波面の変化は同様に０となる。
【０００８】従って、ファラデー回転子６と、第１の１
／２波長板５ａと、第２の１／２波長板５ｂによって、
第１の分枝光路８ａと第２の分枝光路８ｂの光路長差は
生じず、第１の分枝光路８ａと第２の分枝光路８ｂの光
路長を等しくなるように配置されているとき、第１の方
向性結合器７ａの光ファイバ１から入射する光は光ファ
イバ３から出力される。
／２波長板５ａと、第２の１／２波長板５ｂによって、
第１の分枝光路８ａと第２の分枝光路８ｂの光路長差は
生じず、第１の分枝光路８ａと第２の分枝光路８ｂの光
路長を等しくなるように配置されているとき、第１の方
向性結合器７ａの光ファイバ１から入射する光は光ファ
イバ３から出力される。
【０００９】一方、第２の方向性結合器７ｂの光ファイ
バ３から入射する光のうち、ｙ軸方向の偏波成分を考え
る。第２の方向性結合器７ｂによって分割された光のう
ち、第２の分枝光路８ｂに進むものは、まずｙ軸に対し
て−２２．５度傾いた第１の１／２波長板５ａによって
−４５度だけ回転する。そしてファラデー回転子６によ
って−４５度回転し、素子通過前後の偏波面は−９０度
変化する。第１の分枝光路８ａに進むものは、まずファ
ラデー回転子６によって−４５度回転し次にｙ軸に対し
て＋２２．５度傾いた第２の１／２波長板５ｂによって
＋１３５度回転する。素子通過前後の偏波面の変化は＋
９０度となり、２分枝間で１８０度の偏波面変化、すな
わち、波長の半整数倍の光路長差が生じる。
バ３から入射する光のうち、ｙ軸方向の偏波成分を考え
る。第２の方向性結合器７ｂによって分割された光のう
ち、第２の分枝光路８ｂに進むものは、まずｙ軸に対し
て−２２．５度傾いた第１の１／２波長板５ａによって
−４５度だけ回転する。そしてファラデー回転子６によ
って−４５度回転し、素子通過前後の偏波面は−９０度
変化する。第１の分枝光路８ａに進むものは、まずファ
ラデー回転子６によって−４５度回転し次にｙ軸に対し
て＋２２．５度傾いた第２の１／２波長板５ｂによって
＋１３５度回転する。素子通過前後の偏波面の変化は＋
９０度となり、２分枝間で１８０度の偏波面変化、すな
わち、波長の半整数倍の光路長差が生じる。
【００１０】次に、第２の方向性結合器７ｂの光ファイ
バ３から入射する光のうち、ｘ軸方向の偏波成分を考え
る。第２の方向性結合器７ｂによって分割された光のう
ち、第２の分枝光路８ｂに進むものは、まずｙ軸に対し
て−２２．５度（ｘ軸に対しては＋６７．５度）傾いた
第１の１／２波長板５ａによって＋１３５度だけ回転す
る。そして、次にファラデー回転子６によって−４５度
回転し、素子通過前後の偏波面は＋９０度変化する。第
１の分枝光路８ａに進むものは、まずファラデー回転子
６によって−４５度回転し次にｙ軸に対して＋２２．５
度（ｘ軸に対しては−６７．５度）傾いた第２の１／２
波長板５ｂによって−４５度回転する。素子通過前後の
偏波面の変化は−９０度となり、２分枝間で１８０度の
偏波面変化、すなわち、波長の半整数倍の光路長差が生
じる。
バ３から入射する光のうち、ｘ軸方向の偏波成分を考え
る。第２の方向性結合器７ｂによって分割された光のう
ち、第２の分枝光路８ｂに進むものは、まずｙ軸に対し
て−２２．５度（ｘ軸に対しては＋６７．５度）傾いた
第１の１／２波長板５ａによって＋１３５度だけ回転す
る。そして、次にファラデー回転子６によって−４５度
回転し、素子通過前後の偏波面は＋９０度変化する。第
１の分枝光路８ａに進むものは、まずファラデー回転子
６によって−４５度回転し次にｙ軸に対して＋２２．５
度（ｘ軸に対しては−６７．５度）傾いた第２の１／２
波長板５ｂによって−４５度回転する。素子通過前後の
偏波面の変化は−９０度となり、２分枝間で１８０度の
偏波面変化、すなわち、波長の半整数倍の光路長差が生
じる。
【００１１】従って、第２の方向性結合器の光ファイバ
３から入射する光は光ファイバ２から出力される。従っ
て、干渉型の光サーキュレータとして機能する。以上本
発明による光サーキュレータとしての動作を偏波面の変
化から記載したが、これはまた別の見方によっても説明
できる。
３から入射する光は光ファイバ２から出力される。従っ
て、干渉型の光サーキュレータとして機能する。以上本
発明による光サーキュレータとしての動作を偏波面の変
化から記載したが、これはまた別の見方によっても説明
できる。
【００１２】同様に図２の配置において、光ファイバ１
から入射する光について考える。入射光は方向性結合器
によって分割され、第１の１／２波長板５ａの光学軸方
向の偏波成分では、第１の分枝導波路８ａを進むもの
は、第１の１／２波長板５ａを異常光（ｎｅ）として通
過し、ファラデー回転子６によって４５度回転する。第
２の分枝導波路８ｂを進むものは、ファラデー回転子６
によって４５度回転した後、第２の１／２波長板５ｂを
異常光（ｎｅ）として通過する。
から入射する光について考える。入射光は方向性結合器
によって分割され、第１の１／２波長板５ａの光学軸方
向の偏波成分では、第１の分枝導波路８ａを進むもの
は、第１の１／２波長板５ａを異常光（ｎｅ）として通
過し、ファラデー回転子６によって４５度回転する。第
２の分枝導波路８ｂを進むものは、ファラデー回転子６
によって４５度回転した後、第２の１／２波長板５ｂを
異常光（ｎｅ）として通過する。
【００１３】第１の１／２波長板５ａの光学軸に直角な
偏波成分では、第１の分枝部８ａを進むものは、第１の
１／２波長板５ａを常光（ｎｏ）として通過し、ファラ
デー回転子６によって４５度回転する。第２の分枝部８
ｂを進むものは、ファラデー回転子６によって４５度回
転した後、第２の１／２波長板５ｂを常光（ｎｏ）とし
て通過する。従って、光ファイバ１から入射した光はそ
の偏光方向によらず光ファイバ３から出射する。
偏波成分では、第１の分枝部８ａを進むものは、第１の
１／２波長板５ａを常光（ｎｏ）として通過し、ファラ
デー回転子６によって４５度回転する。第２の分枝部８
ｂを進むものは、ファラデー回転子６によって４５度回
転した後、第２の１／２波長板５ｂを常光（ｎｏ）とし
て通過する。従って、光ファイバ１から入射した光はそ
の偏光方向によらず光ファイバ３から出射する。
【００１４】従って、光ファイバ１から入射した光につ
いては、分枝光路８ａ、８ｂ間での光路長差は生じず光
ファイバ３から出射する。
いては、分枝光路８ａ、８ｂ間での光路長差は生じず光
ファイバ３から出射する。
【００１５】次に、光ファイバ３から入射する光につい
て考える。第２の１／２波長板５ｂの光学軸方向の偏波
成分について、第１の分枝部８ａを進むものは、ファラ
デー回転子６によって４５度回転した後、第１の１／２
波長板５ａを常光（ｎｏ）として通過する。第２の分枝
部８ｂを進むものは、第２の１／２波長板５ｂを異常光
（ｎｅ）として通過し、ファラデー回転子６によって４
５度回転する。
て考える。第２の１／２波長板５ｂの光学軸方向の偏波
成分について、第１の分枝部８ａを進むものは、ファラ
デー回転子６によって４５度回転した後、第１の１／２
波長板５ａを常光（ｎｏ）として通過する。第２の分枝
部８ｂを進むものは、第２の１／２波長板５ｂを異常光
（ｎｅ）として通過し、ファラデー回転子６によって４
５度回転する。
【００１６】第２の１／２波長板５ｂの光学軸に直角な
偏波成分は、第２の分枝部８ｂを進むものは、第２の１
／２波長板５ｂを常光（ｎｏ）として通過し、ファラデ
ー回転子によって４５度回転する。第１の分枝部８ａを
進むものは、ファラデー回転子によって４５度回転した
後、第１の１／２波長板５ａを異常光（ｎｅ）として通
過する。
偏波成分は、第２の分枝部８ｂを進むものは、第２の１
／２波長板５ｂを常光（ｎｏ）として通過し、ファラデ
ー回転子によって４５度回転する。第１の分枝部８ａを
進むものは、ファラデー回転子によって４５度回転した
後、第１の１／２波長板５ａを異常光（ｎｅ）として通
過する。
【００１７】従ってこの場合は、光は常に１／２波長の
光路長差が生じるため、光ファイバ３から入射した光は
その偏光方向によらず光ファイバ２から出射し、光サー
キュレータとして機能することがわかる。
光路長差が生じるため、光ファイバ３から入射した光は
その偏光方向によらず光ファイバ２から出射し、光サー
キュレータとして機能することがわかる。
【００１８】上記一対の方向性結合器が干渉系として機
能するためには、用いる光の単色性が十分で、二つの方
向性結合器の間の距離が光源のコヒーレント長よりも小
さくなければならない。また、分枝導波路中で偏波状態
が変化しても干渉系の性能を劣化させる場合があるの
で、偏波状態が変化しないような構成とすることが望ま
れる。
能するためには、用いる光の単色性が十分で、二つの方
向性結合器の間の距離が光源のコヒーレント長よりも小
さくなければならない。また、分枝導波路中で偏波状態
が変化しても干渉系の性能を劣化させる場合があるの
で、偏波状態が変化しないような構成とすることが望ま
れる。
【００１９】複屈折素子として水晶、ルチル、ニオブ酸
リチウム、バナジン酸イットリウムなど単結晶を用いた
ものや、ポリイミド等の高分子材料を用いたもの、斜め
蒸着膜などの複屈折材料をファラデー回転子と別の溝を
設けて挿入するのみならず、ファラデー回転子自体にこ
れら複屈折材料を固着、或いは形成しそれらを一体とし
て一つの溝に挿入することも可能である。さらに、ファ
イバに紫外線照射などによってグレーティングを形成し
たものを用いると波長選択フィルタとしての作用をも付
加することができる。
リチウム、バナジン酸イットリウムなど単結晶を用いた
ものや、ポリイミド等の高分子材料を用いたもの、斜め
蒸着膜などの複屈折材料をファラデー回転子と別の溝を
設けて挿入するのみならず、ファラデー回転子自体にこ
れら複屈折材料を固着、或いは形成しそれらを一体とし
て一つの溝に挿入することも可能である。さらに、ファ
イバに紫外線照射などによってグレーティングを形成し
たものを用いると波長選択フィルタとしての作用をも付
加することができる。
【００２０】また、溝で生じる光の回折を低減するため
に、溝の端面から出射される光のスポットサイズを大き
くすることも挿入損失を低減する意味で効果的である
し、本素子からの反射戻り光を抑制するために、横断す
る光ファイバに対して溝を斜めに傾けることも可能であ
る。
に、溝の端面から出射される光のスポットサイズを大き
くすることも挿入損失を低減する意味で効果的である
し、本素子からの反射戻り光を抑制するために、横断す
る光ファイバに対して溝を斜めに傾けることも可能であ
る。
【００２１】試作例 実施例１に従い、波長１５５０ｎｍ用の光サーキュレー
タを試作した。図１を参照して説明する。光ファイバを
溶融延伸して作製した二つの方向性結合器を光ファイバ
を融着し接続する。シリコン基板上に、接続された二つ
の方向性結合器を熱硬化性樹脂を用いて埋め込み、続い
て光ファイバを横断する３５０μｍ幅の溝と２つの１０
０μｍ幅の溝をダイシングソーで形成する。その溝に、
ファラデー回転子と２枚の１／２波長板を挿入し、光学
接着剤で固定した。ファラデー回転子としては波長１５
５０ｎｍにおける回転角が４５度で厚さ３００μｍのビ
スマス置換希土類鉄ガーネットを使用し、１／２波長板
は厚さ９２μｍのｘカット水晶板を用いた。以下にこの
場合の動作原理について説明する。
タを試作した。図１を参照して説明する。光ファイバを
溶融延伸して作製した二つの方向性結合器を光ファイバ
を融着し接続する。シリコン基板上に、接続された二つ
の方向性結合器を熱硬化性樹脂を用いて埋め込み、続い
て光ファイバを横断する３５０μｍ幅の溝と２つの１０
０μｍ幅の溝をダイシングソーで形成する。その溝に、
ファラデー回転子と２枚の１／２波長板を挿入し、光学
接着剤で固定した。ファラデー回転子としては波長１５
５０ｎｍにおける回転角が４５度で厚さ３００μｍのビ
スマス置換希土類鉄ガーネットを使用し、１／２波長板
は厚さ９２μｍのｘカット水晶板を用いた。以下にこの
場合の動作原理について説明する。
【００２２】光ファイバ１から入射する光について考え
る。ｙ軸方向の偏波成分については、入射光は方向性結
合器７ａによって分割され第１の分枝光路８ａではまず
１／２波長板５ａによって＋４５度だけ回転する。そし
てファラデー回転子６によって−４５度回転し、素子通
過前後の偏波面の変化は０となる。第２の分枝光路８ｂ
に進むものは、まずファラデー回転子６によって−４５
度回転し次にｙ軸に対して−２２．５度傾いた第２の１
／２波長板５ｂによって＋４５度回転する。素子通過前
後の偏波面の変化は同様に０となる。
る。ｙ軸方向の偏波成分については、入射光は方向性結
合器７ａによって分割され第１の分枝光路８ａではまず
１／２波長板５ａによって＋４５度だけ回転する。そし
てファラデー回転子６によって−４５度回転し、素子通
過前後の偏波面の変化は０となる。第２の分枝光路８ｂ
に進むものは、まずファラデー回転子６によって−４５
度回転し次にｙ軸に対して−２２．５度傾いた第２の１
／２波長板５ｂによって＋４５度回転する。素子通過前
後の偏波面の変化は同様に０となる。
【００２３】次に、第１の方向性結合器５ａの光ファイ
バ１から入射する光のうち、ｘ軸方向の偏波成分を考え
る。第１の方向性結合器５ａによって分割された光のう
ち、第１の分枝光路８ａに進むものは、まずｙ軸に対し
て＋２２．５度（ｘ軸に対しては−６７．５度）傾いた
第１の１／２波長板５ａによって＋４５度だけ回転す
る。そしてファラデー回転子６によって−４５度回転
し、素子通過前後の偏波面の変化は同様に０となる。第
２の分枝光路８ｂに進むものは、まずファラデー回転子
６によって−４５度回転し次にｙ軸に対して−２２．５
度（ｘ軸に対しては＋６７．５度）傾いた第２の１／２
波長板５ｂによって＋４５度回転する。素子通過前後の
偏波面の変化は同様に０となる。
バ１から入射する光のうち、ｘ軸方向の偏波成分を考え
る。第１の方向性結合器５ａによって分割された光のう
ち、第１の分枝光路８ａに進むものは、まずｙ軸に対し
て＋２２．５度（ｘ軸に対しては−６７．５度）傾いた
第１の１／２波長板５ａによって＋４５度だけ回転す
る。そしてファラデー回転子６によって−４５度回転
し、素子通過前後の偏波面の変化は同様に０となる。第
２の分枝光路８ｂに進むものは、まずファラデー回転子
６によって−４５度回転し次にｙ軸に対して−２２．５
度（ｘ軸に対しては＋６７．５度）傾いた第２の１／２
波長板５ｂによって＋４５度回転する。素子通過前後の
偏波面の変化は同様に０となる。
【００２４】従って、ファラデー回転子６と、第１の１
／２波長板５ａと、第２の１／２波長板５ｂによって、
第１の分枝光路８ａと第２の分枝光路８ｂの光路長差は
生じず、第１の分枝光路８ａと第２の分枝光路８ｂの光
路長を等しくなるように配置されているとき、第１の方
向性結合器７ａの光ファイバ１から入射する光は光ファ
イバ３から出力される。
／２波長板５ａと、第２の１／２波長板５ｂによって、
第１の分枝光路８ａと第２の分枝光路８ｂの光路長差は
生じず、第１の分枝光路８ａと第２の分枝光路８ｂの光
路長を等しくなるように配置されているとき、第１の方
向性結合器７ａの光ファイバ１から入射する光は光ファ
イバ３から出力される。
【００２５】一方、第２の方向性結合器７ｂの光ファイ
バ３から入射する光のうち、ｙ軸方向の偏波成分を考え
る。第２の方向性結合器７ｂによって分割された光のう
ち、第２の分枝光路８ｂに進むものは、まずｙ軸に対し
て−２２．５度傾いた第１の１／２波長板５ａによって
−４５度だけ回転する。そしてファラデー回転子６によ
って−４５度回転し、素子通過前後の偏波面は−９０度
変化する。第１の分枝光路８ａに進むものは、まずファ
ラデー回転子６によって−４５度回転し次にｙ軸に対し
て＋２２．５度傾いた第１の１／２波長板５ａによって
＋１３５度回転する。素子通過前後の偏波面の変化は＋
９０度となり、２分枝間で１８０度の偏波面変化、すな
わち、波長の半整数倍の光路長差が生じる。
バ３から入射する光のうち、ｙ軸方向の偏波成分を考え
る。第２の方向性結合器７ｂによって分割された光のう
ち、第２の分枝光路８ｂに進むものは、まずｙ軸に対し
て−２２．５度傾いた第１の１／２波長板５ａによって
−４５度だけ回転する。そしてファラデー回転子６によ
って−４５度回転し、素子通過前後の偏波面は−９０度
変化する。第１の分枝光路８ａに進むものは、まずファ
ラデー回転子６によって−４５度回転し次にｙ軸に対し
て＋２２．５度傾いた第１の１／２波長板５ａによって
＋１３５度回転する。素子通過前後の偏波面の変化は＋
９０度となり、２分枝間で１８０度の偏波面変化、すな
わち、波長の半整数倍の光路長差が生じる。
【００２６】次に、第２の方向性結合器７ｂの光ファイ
バ３から入射する光のうち、ｘ軸方向の偏波成分を考え
る。第２の方向性結合器７ｂによって分割された光のう
ち、第２の分枝光路８ｂに進むものは、まずｙ軸に対し
て−２２．５度（ｘ軸に対しては＋６７．５度）傾いた
第１の１／２波長板によって＋１３５度だけ回転する。
そして、次にファラデー回転子６によって−４５度回転
し、素子通過前後の偏波面は＋９０度変化する。第１の
分枝光路８ａに進むものは、まずファラデー回転子６に
よって−４５度回転し、次にｙ軸に対して＋２２．５度
（ｘ軸に対しては−６７．５度）傾いた第２の１／２波
長板５ｂによって−４５度回転する。素子通過前後の偏
波面の変化は−９０度となり、２分枝間で１８０度の偏
波面変化、すなわち、波長の半整数倍の光路長差が生じ
る。
バ３から入射する光のうち、ｘ軸方向の偏波成分を考え
る。第２の方向性結合器７ｂによって分割された光のう
ち、第２の分枝光路８ｂに進むものは、まずｙ軸に対し
て−２２．５度（ｘ軸に対しては＋６７．５度）傾いた
第１の１／２波長板によって＋１３５度だけ回転する。
そして、次にファラデー回転子６によって−４５度回転
し、素子通過前後の偏波面は＋９０度変化する。第１の
分枝光路８ａに進むものは、まずファラデー回転子６に
よって−４５度回転し、次にｙ軸に対して＋２２．５度
（ｘ軸に対しては−６７．５度）傾いた第２の１／２波
長板５ｂによって−４５度回転する。素子通過前後の偏
波面の変化は−９０度となり、２分枝間で１８０度の偏
波面変化、すなわち、波長の半整数倍の光路長差が生じ
る。
【００２７】このようにして作製した光サーキュレータ
を評価した。光ファイバ１から光を入射したところ１．
５ｄＢの損失で光ファイバ３から出射し、光ファイバ３
から光を入射したところ３．２ｄＢの損失で導波路３か
ら出射し、光ファイバ１へは損失１４ｄＢであり、本素
子が光サーキュレータとして動作していることを確認し
た。
を評価した。光ファイバ１から光を入射したところ１．
５ｄＢの損失で光ファイバ３から出射し、光ファイバ３
から光を入射したところ３．２ｄＢの損失で導波路３か
ら出射し、光ファイバ１へは損失１４ｄＢであり、本素
子が光サーキュレータとして動作していることを確認し
た。
【００２８】実施例２ また、本発明による別の実施例について図３を参照して
説明する。実施例１と同様に二つの方向性結合器７ａ、
７ｂを埋め込み、続いて基板に光ファイバを横断する４
００μｍ幅の溝をダイシングソーで形成する。その溝
に、ファラデー回転子６と第１の１／４波長板５ｃ、第
２の１／４波長板５ｄ、第３の１／４波長板５ｅ、第４
の１／４波長板５ｆを図３のように固着した素子を挿入
し、光学接着剤で固定した。ファラデー回転子６と１／
４波長板５ｃ〜５ｄの素材は実施例１と同様なものを用
いた。ただし水晶板の厚みは４６μｍとした。以下にこ
の場合の動作原理について説明する。
説明する。実施例１と同様に二つの方向性結合器７ａ、
７ｂを埋め込み、続いて基板に光ファイバを横断する４
００μｍ幅の溝をダイシングソーで形成する。その溝
に、ファラデー回転子６と第１の１／４波長板５ｃ、第
２の１／４波長板５ｄ、第３の１／４波長板５ｅ、第４
の１／４波長板５ｆを図３のように固着した素子を挿入
し、光学接着剤で固定した。ファラデー回転子６と１／
４波長板５ｃ〜５ｄの素材は実施例１と同様なものを用
いた。ただし水晶板の厚みは４６μｍとした。以下にこ
の場合の動作原理について説明する。
【００２９】光ファイバ１から入射する光について考え
る。入射光は方向性結合器によって分割され、第１の１
／４波長板５ｃの光学軸方向の偏波成分では、第１の分
枝導波路８ａを進むものは、第１の１／４波長板５ｃを
異常光（ｎｅ）として通過し、ファラデー回転子６によ
って−４５度回転した後、第３の１／４波長板５ｅを常
光（ｎｏ）として通過する。第２の分枝導波路８ｂを進
むものは、第２の１／４波長板５ｄを常光（ｎｏ）とし
て通過し、ファラデー回転子６によって−４５度回転し
た後、第４の１／２波長板５ｆを異常光（ｎｅ）として
通過する。
る。入射光は方向性結合器によって分割され、第１の１
／４波長板５ｃの光学軸方向の偏波成分では、第１の分
枝導波路８ａを進むものは、第１の１／４波長板５ｃを
異常光（ｎｅ）として通過し、ファラデー回転子６によ
って−４５度回転した後、第３の１／４波長板５ｅを常
光（ｎｏ）として通過する。第２の分枝導波路８ｂを進
むものは、第２の１／４波長板５ｄを常光（ｎｏ）とし
て通過し、ファラデー回転子６によって−４５度回転し
た後、第４の１／２波長板５ｆを異常光（ｎｅ）として
通過する。
【００３０】第２の１／４波長板５ｄの光学軸方向の偏
波成分（第１の１／４波長板５ｃの光学軸方向と直角）
では、第１の分枝部８ａを進むものは、第１の１／４波
長板５ｃを常光（ｎｏ）として通過し、ファラデー回転
子６によって−４５度回転した後、第３の１／４波長板
５ｅを異常光（ｎｅ）として通過する。第２の分枝部８
ｂを進むものは、第２の１／４波長板５ｄを異常光（ｎ
ｅ）として通過し、ファラデー回転子６によって−４５
度回転した後、第４の１／４波長板５ｆを常光（ｎｏ）
として通過する。従って、光ファイバ１から入射した光
はその偏光方向によらず光ファイバ３から出射する。
波成分（第１の１／４波長板５ｃの光学軸方向と直角）
では、第１の分枝部８ａを進むものは、第１の１／４波
長板５ｃを常光（ｎｏ）として通過し、ファラデー回転
子６によって−４５度回転した後、第３の１／４波長板
５ｅを異常光（ｎｅ）として通過する。第２の分枝部８
ｂを進むものは、第２の１／４波長板５ｄを異常光（ｎ
ｅ）として通過し、ファラデー回転子６によって−４５
度回転した後、第４の１／４波長板５ｆを常光（ｎｏ）
として通過する。従って、光ファイバ１から入射した光
はその偏光方向によらず光ファイバ３から出射する。
【００３１】次に、光ファイバ３から入射する光につい
て考える。第３の１／４波長板５ｅの光学軸方向の偏波
成分について、第１の分枝部８ａを進むものは、第３の
１／４波長板５ｅを異常光（ｎｅ）として通過し、ファ
ラデー回転子６によって−４５度回転した後、第１の１
／４波長板５ｃを異常光（ｎｅ）として通過する。第２
の分枝部８ｂを進むものは、第４の１／４波長板５ｆを
常光（ｎｏ）として通過し、ファラデー回転子６によっ
て−４５度回転した後、第２の１／４波長板５ｄを常光
（ｎｏ）として通過する。
て考える。第３の１／４波長板５ｅの光学軸方向の偏波
成分について、第１の分枝部８ａを進むものは、第３の
１／４波長板５ｅを異常光（ｎｅ）として通過し、ファ
ラデー回転子６によって−４５度回転した後、第１の１
／４波長板５ｃを異常光（ｎｅ）として通過する。第２
の分枝部８ｂを進むものは、第４の１／４波長板５ｆを
常光（ｎｏ）として通過し、ファラデー回転子６によっ
て−４５度回転した後、第２の１／４波長板５ｄを常光
（ｎｏ）として通過する。
【００３２】第４の１／４波長板５ｆの光学軸方向の偏
波成分は、第１の分枝部８ａを進むものは、第３の１／
４波長板５ｅを常光（ｎｏ）として通過し、ファラデー
回転子６によって−４５度回転した後、第１の１／４波
長板５ｃを常光（ｎｏ）として通過する。第２の分枝部
を進むものは、第４の１／４波長板５ｆを異常光（ｎ
ｅ）として通過し、ファラデー回転子６によって−４５
度回転した後、第２の１／４波長板５ｄを異常光（ｎ
ｅ）として通過する。従ってこの場合は光は常に１／４
波長×２＝１／２波長の光路長差が生じるため、光ファ
イバ３から入射した光はその偏光方向によらず光ファイ
バ２から出射する。
波成分は、第１の分枝部８ａを進むものは、第３の１／
４波長板５ｅを常光（ｎｏ）として通過し、ファラデー
回転子６によって−４５度回転した後、第１の１／４波
長板５ｃを常光（ｎｏ）として通過する。第２の分枝部
を進むものは、第４の１／４波長板５ｆを異常光（ｎ
ｅ）として通過し、ファラデー回転子６によって−４５
度回転した後、第２の１／４波長板５ｄを異常光（ｎ
ｅ）として通過する。従ってこの場合は光は常に１／４
波長×２＝１／２波長の光路長差が生じるため、光ファ
イバ３から入射した光はその偏光方向によらず光ファイ
バ２から出射する。
【００３３】このようにして作製した光サーキュレータ
を評価した。光ファイバ１から光を入射したところ１．
８ｄＢの損失で光ファイバ３から出射し、光ファイバ３
から光を入射したところ２．３ｄＢの損失で導波路３か
ら出射し、光ファイバ１へは損失１８ｄＢであり、本素
子が光サーキュレータとして動作していることを確認し
た。
を評価した。光ファイバ１から光を入射したところ１．
８ｄＢの損失で光ファイバ３から出射し、光ファイバ３
から光を入射したところ２．３ｄＢの損失で導波路３か
ら出射し、光ファイバ１へは損失１８ｄＢであり、本素
子が光サーキュレータとして動作していることを確認し
た。
【００３４】実施例３ 図５は実施例１の変形例であり、実施例１の光サーキュ
レータにおける２つの方向性結合器は間には実質的な長
さの光ファイバによる光通路を設けず、基板に溝１０を
形成し、直接１／２波長板５ａ、ファラデー回転子６及
び１／２波長板５ｂによりなる複合素子を挿入固定した
ものである。この例による光サーキュレータは実施例１
と同様な作用及び効果を達成できる。
レータにおける２つの方向性結合器は間には実質的な長
さの光ファイバによる光通路を設けず、基板に溝１０を
形成し、直接１／２波長板５ａ、ファラデー回転子６及
び１／２波長板５ｂによりなる複合素子を挿入固定した
ものである。この例による光サーキュレータは実施例１
と同様な作用及び効果を達成できる。
【００３５】実施例４ 図６は実施例２の変形例であり、実施例２の光サーキュ
レータにおける２つの方向性結合器及びその前後の光フ
ァイバは基板９の薄肉部９ｂに固定されてはいるが埋め
込まれてはいないで、光ファイバは基板９の厚肉部であ
る埋め込み部９ａに埋め込まれ、そしてこの部分を横断
して溝１０を切ることにより光ファイバは端部を整合し
た状態で基板と一緒に切断される。溝１０には直接１／
２波長板５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ，及びファラデー回転
子６よりなる複合素子を挿入固定したものである。この
例による光サーキュレータは実施例１と同様な作用及び
効果を達成できるが、方向性結合器７ａ、７ｂはより好
ましい状態にある。
レータにおける２つの方向性結合器及びその前後の光フ
ァイバは基板９の薄肉部９ｂに固定されてはいるが埋め
込まれてはいないで、光ファイバは基板９の厚肉部であ
る埋め込み部９ａに埋め込まれ、そしてこの部分を横断
して溝１０を切ることにより光ファイバは端部を整合し
た状態で基板と一緒に切断される。溝１０には直接１／
２波長板５ｃ、５ｄ、５ｅ、５ｆ，及びファラデー回転
子６よりなる複合素子を挿入固定したものである。この
例による光サーキュレータは実施例１と同様な作用及び
効果を達成できるが、方向性結合器７ａ、７ｂはより好
ましい状態にある。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば煩
雑な光軸調整を行わずに、作製が容易で低価格な光サー
キュレータを提供できる。
雑な光軸調整を行わずに、作製が容易で低価格な光サー
キュレータを提供できる。
【図１】本発明の光サーキュレータを示す概略図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例１の光サーキュレータを示す概
略図である。
略図である。
【図３】本発明の実施例２の光サーキュレータを示す概
略図である。
略図である。
【図４】本発明の実施例２の光サーキュレータ中での偏
波状態を示す概略図である。
波状態を示す概略図である。
【図５】本発明の実施例３の光サーキュレータを示す概
略図である。
略図である。
【図６】本発明の実施例４の光サーキュレータを示す概
略図である。
略図である。
１ 第１の光ファイバ ２ 第２の光ファイバ ３ 第３の光ファイバ ４ 第４の光ファイバ ５ａ 第１の１／２波長板 ５ｂ 第２の１／２波長板 ５ｃ 第１の１／４波長板 ５ｄ 第２の１／４波長板 ５ｅ 第３の１／４波長板 ５ｆ 第４の１／４波長板 ６ ファラデー回転子 ７ａ 第１の方向性結合器 ７ｂ 第２の方向性結合器 ８ａ 第１の分枝光路 ８ｂ 第２の分枝光路 ９ 基板 ９ａ 光ファイバー埋め込み部
Claims (4)
- 【請求項１】 基板外への引き出し部を有する複数のシ
ングルモード光ファイバと該光ファイバの一部より構成
した複数の方向性結合器とを基板に支持させて構成され
た干渉系と、少なくとも前記方向性結合器の間で前記基
板に設けた前記光ファイバの埋め込み部と、前記基板に
前記埋め込み部を横断して形成された少なくとも一つの
溝と、前記溝内に配置されたファラデー回転子及び複屈
折性素子とを備えた、干渉型光サーキュレータ。 - 【請求項２】 基板外への引き出し部を有する複数のシ
ングルモード光ファイバと該光ファイバの一部より構成
した複数の方向性結合器とを基板に支持させて構成され
た干渉系と、少なくとも前記方向性結合器の間で前記基
板に設けた前記光ファイバの埋め込み部と、前記基板に
前記埋め込み部を横断して形成した少なくとも一つの溝
と、前記溝内に配置されたファラデー回転子及び複屈折
性素子とを備え、 前記干渉系を形成する分枝光路が、第１の方向性結合器
から出て第２の方向性結合器へ向かう光に対するもの
と、第２の方向性結合器から出て第１の方向性結合器へ
向かう光に対するものとで、偏光によらずに半波長の光
路差をもつことを特徴とする光サーキュレータ。 - 【請求項３】 前記溝はその両側の前記方向性結合器と
の間の光ファイバーを横断して形成される請求項１また
は２の光サーキュレータ。 - 【請求項４】 前記溝はその両側の前記方向性結合器と
の間に光ファイバーを介在していない請求項１または２
の光サーキュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33949497A JP3730772B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 光サーキュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33949497A JP3730772B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 光サーキュレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11160653A true JPH11160653A (ja) | 1999-06-18 |
| JP3730772B2 JP3730772B2 (ja) | 2006-01-05 |
Family
ID=18328007
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33949497A Expired - Fee Related JP3730772B2 (ja) | 1997-11-26 | 1997-11-26 | 光サーキュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3730772B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004138807A (ja) * | 2002-10-17 | 2004-05-13 | Nikon Corp | 高分子光学ローパスフィルタおよびデジタルカメラ |
| KR101008120B1 (ko) | 2008-09-18 | 2011-01-13 | 주식회사 포스코 | 공진기 길이 선택형 광섬유 간섭계를 이용한 초음파 측정 장치 |
-
1997
- 1997-11-26 JP JP33949497A patent/JP3730772B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004138807A (ja) * | 2002-10-17 | 2004-05-13 | Nikon Corp | 高分子光学ローパスフィルタおよびデジタルカメラ |
| US7825981B2 (en) | 2002-10-17 | 2010-11-02 | Nikon Corporation | High-polymer optical low-pass filter, method for producing high-polymer optical low-pass filter, and digital camera |
| KR101008120B1 (ko) | 2008-09-18 | 2011-01-13 | 주식회사 포스코 | 공진기 길이 선택형 광섬유 간섭계를 이용한 초음파 측정 장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3730772B2 (ja) | 2006-01-05 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20030318 |
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| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
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| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |