JPH11174382A - 偏波無依存型光アイソレータの製造方法 - Google Patents

偏波無依存型光アイソレータの製造方法

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JPH11174382A
JPH11174382A JP34742797A JP34742797A JPH11174382A JP H11174382 A JPH11174382 A JP H11174382A JP 34742797 A JP34742797 A JP 34742797A JP 34742797 A JP34742797 A JP 34742797A JP H11174382 A JPH11174382 A JP H11174382A
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JP
Japan
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polarization
stage
isolator
optical isolator
isolator unit
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Pending
Application number
JP34742797A
Other languages
English (en)
Inventor
Shin Sugiyama
慎 杉山
Toshiaki Watanabe
聡明 渡邊
Toshihiko Riyuuou
俊彦 流王
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Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】大きなアイソレーションをもち偏波分散が小さ
い偏波無依存型光アイソレータを高歩留まりで能率的に
製造する方法を提供する。 【解決手段】第1のくさび形の複屈折結晶板11,21
とファラデー回転子13,23と第2のくさび形の複屈
折結晶板12,22とを順に並べたアイソレータユニッ
トの2段を、各くさび形の傾斜面を中心軸に関し90°
回転させて直列に重ね合わせた偏波無依存型光アイソレ
ータの製造方法において、予め組み立ててある第1段の
アイソレータユニット1と第2段のアイソレータユニッ
ト2を重ね合わせてから、コヒーレントな光ビームを第
1段のアイソレータユニット側から入射させ、第2段の
アイソレータユニットから出射する順方向透過ビームの
偏波分散を測定しながら、第1段のアイソレータユニッ
トまたは第2段のアイソレータユニットを中心軸に関し
回転させ、偏波分散が最小になる位置を前記90°回転
の位置として固定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムの
なかに組み込まれる光アイソレータであって、偏波無依
存型光アイソレータの製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光通信システムのなかに組み込まれる光
学部品として、光を伝送の順方向には通すが、逆方向に
は通さない光アイソレータがあり、偏波依存型と偏波無
依存型のものが知られている。偏波依存型光アイソレー
タは、特定な偏波面を持つ偏光だけが順方向に透過し、
その反射光となって戻る逆方向の光は偏光の性質を利用
して遮断するものであるから、光源が偏光でない順方向
透過率(挿入損失)は悪くなるが、いわゆる偏波分散
(PMD:Polarization Mode Dispersion)は理論的にも生
じない。これに対し偏波無依存型光アイソレータは、偏
波面には影響されることなく凡ゆる偏光成分の光を順方
向に透過させ、逆方向の光は系外に導くものであるか
ら、透過後の各偏光成分の間に位相差が出る、すなわち
偏波分散が生ずることになるが、順方向透過率の損失は
少ない。
【0003】従来、挿入損失の改善を重視する見地から
偏波無依存型光アイソレータが主に開発されてきた。通
信の高速化、高密度化が必要とされる分野では、大きな
アイソレーションを持つ光アイソレータが要求され、こ
の要求を満たす偏波無依存型光アイソレータが特公昭6
1−58811号公報に開示されている。この偏波無依
存型光アイソレータは、第1のくさび形の複屈折結晶板
とファラデー回転子と第2のくさび形の複屈折結晶板と
を順に並べた光アイソレータを2段に直列に重ねてあ
り、各光アイソレータ間では対応するくさび形の傾斜面
を中心軸に関し90°回転させてある。各光アイソレー
タ間の相対角度90°の調整が良ければ、最近の要求水
準である50dBを越えるアイソレーションも実現可能
である。
【0004】一方、偏波無依存型光アイソレータで生ず
る偏波分散は、偏波成分に対する光路長の相違から生じ
るもので、光通信の信号パルスの波形を劣化させる要因
となるから、極力抑える必要がある。最近の要求水準で
は偏波分散を0.1PS(Pico Second)以下にするこ
とが望まれている。上記した構成の偏波無依存型光アイ
ソレータは、特開平6−11664号公報の記載によれ
ば、偏波分散を抑えることができるとされている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】この偏波無依存型光ア
イソレータを製造するにあたり、2つの光アイソレータ
の相対角度90°を厳密に調整し固定するのはかなりの
熟練と手間を要する。各光アイソレータに目印等を付し
寸法的な計測をしながら相対角度を調整するだけでは不
正確であるため、実際に光を透過させて逆方向の挿入損
失を測定しながら一方の光アイソレータを回転させ、そ
の挿入損失が最大になった位置を最良調整角度として、
この位置で固定するという手法がとられてきた。アイソ
レーションは順方向の光透過率(順方向の挿入損失)と
逆方向の光透過率(逆方向の挿入損失)との差であるか
ら、測定すべき偏波無依存型光アイソレータが同一の状
態、すなわち2つの光アイソレータの相対角度が回転し
てない状態で順方向と逆方向の光透過率を測定する必要
がある。アイソレーションを1回測定する都度、順方向
と逆方向とに光源と受光器とを付け換え、これを何回も
繰り返さなければアイソレーションが最大になる位置に
調整できなかったため、能率が悪いものであった。
【0006】さらに、この方法で調整して得られた大き
なアイソレーションの偏波無依存型光アイソレータであ
っても、必ずしも偏波分散は十分に低減されてないこと
がある。
【0007】本発明は、このような問題点を解消するた
めになされたもので、大きなアイソレーションをもち偏
波分散が小さい偏波無依存型光アイソレータを高歩留ま
りで能率的に製造する方法を提供するものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者は、前記
従来の偏波無依存型光アイソレータのアイソレーション
と偏波分散との関係を数々調べ、統計的に分析した結
果、大きなアイソレーションをもつからといって必ずし
も偏波分散が小さいとは限らないが、偏波分散が低けれ
ばアイソレーションは大きくなるという知見を得て本発
明を完成するに至った。
【0009】前記の目的を達成するためになされた本発
明の偏波無依存型光アイソレータの製造方法は、第1の
くさび形の複屈折結晶板とファラデー回転子と第2のく
さび形の複屈折結晶板とを順に並べたアイソレータユニ
ットの2段を、各くさび形の傾斜面を中心軸に関し90
°回転させて直列に重ね合わせた偏波無依存型光アイソ
レータの製造方法において、予め組み立ててある第1段
のアイソレータユニットと第2段のアイソレータユニッ
トを重ね合わせてから、コヒーレントな光ビームを第1
段のアイソレータユニット側から入射させ、第2段のア
イソレータユニットから出射する順方向透過ビームの偏
波分散を測定しながら、第1段のアイソレータユニット
または第2段のアイソレータユニットを中心軸に関し回
転させ、偏波分散が最小になる位置を前記90°回転の
位置として固定するものである。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明を適用する偏波無依存型光
アイソレータの製造方法の実施例を図面を参照しながら
以下に説明する。
【0011】先ず予め用意する材料は、図1に示す、4
枚のくさび形複屈折結晶板11・12・21・22、偏
光面を45°回転する同一寸法に研磨仕上げした2枚の
ファラデー回転子13・23、同一寸法の2本の円弧柱
板15・25、および長手方向の中央部にファラデー回
転子13(または23)を覆う寸法の円筒磁石(不図
示)を嵌め込んである2本の円筒ホルダ16・26であ
る。複屈折結晶板11・12・21・22は、各々同一
の角度のくさび傾斜面11a・12a・21a・22a
に加工されるとともに所定の方向に光学軸を持ち、くさ
び傾斜面と光学軸の相対関係も含めて全て同一に仕上げ
られている。
【0012】円弧柱板15に、光の順方向(中心軸Oの
矢印参照)入射側に傾斜面11aを向けて複屈折結晶板
11のくさび底辺、ファラデー回転子13、および出射
側に傾斜面12aを向けて複屈折結晶板12のくさび頂
辺を、接着剤により接着する。その全体を円筒ホルダ1
6に挿入して固定することで、光アイソレータユニット
1が得られる。
【0013】同様に円弧柱板25に、複屈折結晶板2
1、ファラデー回転子23、および複屈折結晶板22を
接着剤により接着し、全体を円筒ホルダ26に挿入して
固定することで、光アイソレータユニット2が得られ
る。光アイソレータユニット2は、光アイソレータユニ
ット1と同一形状になる。
【0014】次に光アイソレータユニット1と光アイソ
レータユニット2を、円筒ホルダ16および26の外径
と同一内径を持つ凹円弧治具3に直列に並べて載置す
る。そして光アイソレータユニット2を光アイソレータ
ユニット1に対し反時計回り方向に略90°回転させる
ことで、複屈折結晶板21および22のくさび傾斜面1
1aおよび12aは、各々複屈折結晶板11および12
のくさび傾斜面11aおよび12aに対して中心軸Oに
関し90°回転する。
【0015】この状態で、図2に示すように、レーザー
ダイオード4にシングルモードの光ファイバー5で連結
されたコリメータ6を光アイソレータユニット1の順方
向入射面に繋ぎ、偏波分散測定器9にシングルモードの
光ファイバー8で連結されたコリメータ7を光アイソレ
ータユニット2の順方向出射面に繋ぐ。レーザーダイオ
ード4の発光波長は、偏波無依存型光アイソレータが使
用される通信系の波長である。偏波分散測定器9として
は、市販品にヒューレットパッカード(HewlettPackard)
社製のHP−8509Bがある。
【0016】レーザーダイオード4からのレーザービー
ムを入射させ、光アイソレータユニット1および2を順
方向に透過して出射するビームを偏波分散測定器9で測
定監視しながら、光アイソレータユニット2を凹円弧治
具3上で中心軸Oに関し僅かずつ回転させる。偏波分散
測定器9で測定される偏波分散値が最小になったところ
で回転を止め、光アイソレータユニット1および2を相
互に接着固定することで、目的とする偏波無依存型光ア
イソレータが得られる。
【0017】完成した偏波無依存型光アイソレータの光
アイソレータユニット1における光伝送の順方向から視
た、複屈折結晶板11の光学軸は、図1のx−y−z座
標のC1に示す方向となる。同じく複屈折結晶板12の
光学軸は、同じくC2に示す方向となる。したがって複
屈折結晶板11の光学軸C1と複屈折結晶板12の光学
軸C2とはy−z平面(およびz−x平面)に関し面対
称となる。同じく光アイソレータユニット2における光
伝送の順方向から視た、複屈折結晶板21および22の
光学軸は、図示外ではあるが、各々複屈折結晶板11お
よび12の光学軸C1およびC2に対して90°回転し
た方向となる。
【0018】偏波無依存型光アイソレータについて、試
作品の性能テストを行った。
【0019】各光アイソレータユニットには、以下の部
品をした。複屈折結晶板はTiO2単結晶を、光学軸の
角度(図1、x−y座標の角度θ)48°、外周1.2
mm□、くさび頂辺(最薄部)の厚さ0.5mm、くさ
び傾斜面の角度4°に仕上げたものである。ファラデー
回転子はBi置換型YIG単結晶を、外周1.2mm
□、厚さ0.6mm(ファラデー回転角45°に相当)
に加工したものである。
【0020】この部品で試作した光アイソレータユニッ
トで、上記本発明の製造方法により100個の偏波無依
存型光アイソレータを試作した。尚、この試作に使用し
た装置は図2に示すとおりで、レーザーダイオード4
(図2参照)は波長1550nm、コリメータ6および
7は非球面レンズからなり相互間隔300mmの間に光
アイソレータユニット1および2が置かれる。コリメー
タ6からは300μmφの平行ビームが出射するように
調整されている。試作時には偏波分散測定器9で偏波分
散が最小値になるよう光アイソレータユニット相互を位
置決めした。
【0021】試作品100個の偏波無依存型光アイソレ
ータの偏波分散(最小値に相当)は、いずれも0.1P
S(Pico Second)以下であった。またこの試作品10
0個の偏波無依存型光アイソレータのアイソレーション
を順方向の光透過率と逆方向の光透過率を測定して比較
するという常法により測定したところ、いずれも50d
B以上であった。
【0022】比較のため、従来の方法により100個の
偏波無依存型光アイソレータを試作した。上記同一に試
作した光アイソレータユニットを2つずつ略90°回転
させて並べておき、前記と同一のレーザービームを透過
させてアイソレーションを測定しながら一方の光アイソ
レータを回転させ、アイソレーションが最大になった位
置で2つの光アイソレータユニットを接着固定する方法
を採用した。この比較試作品100個の偏波無依存型光
アイソレータのアイソレーションは、いずれも50dB
以上であった。さらにこの比較試作品100個の偏波分
散を前記と同一の偏波分散測定器9で測定したところ、
広範に分布していた。
【0023】上記のとおり試作品および比較試作品の性
能評価の結果、偏波分散が小さければアイソレーション
は大きくなるが、大きいアイソレーションをもつからと
いって必ずしも偏波分散が小さいとは限らなった。よっ
て本発明の製造方法により製造した偏波無依存型光アイ
ソレータは、偏波分散が小さくかつアイソレーションが
大きなものが得られる。
【0024】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明の製
造方法によれば、得られた偏波無依存型光アイソレータ
は、アイソレーションが大きく、かつ偏波分散が小さな
ものとなる。製造工程中で、偏波分散を確認するだけ
で、アイソレーションが大きなものが得られので、極め
て効率的に歩留まり良く偏波無依存型光アイソレータを
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用する製造方法により偏波無依存型
光アイソレータを製造する途中の斜視図である。
【図2】本発明を適用する製造方法により偏波無依存型
光アイソレータを製造する途中の配置図である。
【符号の説明】
1・2は光アイソレータユニット、3は凹円弧治具、4
はレーザーダイオード、5・8は光ファイバー、6・7
はコリメータ、9は偏波分散測定器、11・12・21
・22は複屈折結晶板、11a・12a・21a・22
aはくさび傾斜面、13・23はファラデー回転子、1
5・25は円弧柱板、16・26は円筒ホルダである。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1のくさび形の複屈折結晶板とファ
    ラデー回転子と第2のくさび形の複屈折結晶板とを順に
    並べたアイソレータユニットの2段を、各くさび形の傾
    斜面を中心軸に関し90°回転させて直列に重ね合わせ
    た偏波無依存型光アイソレータの製造方法において、予
    め組み立ててある第1段のアイソレータユニットと第2
    段のアイソレータユニットを重ね合わせてから、コヒー
    レントな光ビームを第1段のアイソレータユニット側か
    ら入射させ、第2段のアイソレータユニットから出射す
    る順方向透過ビームの偏波分散を測定しながら、第1段
    のアイソレータユニットまたは第2段のアイソレータユ
    ニットを中心軸に関し回転させ、偏波分散が最小になる
    位置を前記90°回転の位置として固定する光アイソレ
    ータの製造方法。
JP34742797A 1997-12-17 1997-12-17 偏波無依存型光アイソレータの製造方法 Pending JPH11174382A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP1329760A2 (de) * 2002-01-15 2003-07-23 Carl Zeiss Microelectronic Systems GmbH Kohärenzminderer
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