JPH1152293A - Optical isolator - Google Patents
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- JPH1152293A JPH1152293A JP21201697A JP21201697A JPH1152293A JP H1152293 A JPH1152293 A JP H1152293A JP 21201697 A JP21201697 A JP 21201697A JP 21201697 A JP21201697 A JP 21201697A JP H1152293 A JPH1152293 A JP H1152293A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、順方向の透過光の
みを低損失で透過し、逆方向の戻り光を遮断する光アイ
ソレータに関し、特に光受動部品として主に光通信関連
で光信号の経路の整理に使用される光アイソレータに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical isolator that transmits only forward transmission light with low loss and blocks reverse return light, and more particularly, as an optical passive component, mainly for optical communication related optical signal transmission. The present invention relates to an optical isolator used for organizing paths.
【0002】[0002]
【従来の技術】光通信システムにおいては、近年光信号
を電気信号に置き換えることなく光信号のままで直接増
幅を行う光ファイバ増幅器の使用が検討されている。こ
の場合、増幅器内に特定の長さのEr添加光ファイバを
設置し、そこに増幅する信号光と励起光とを透過させて
増幅光を得る。光ファイバ増幅器には順方向の透過光の
みを低損失で透過させ、かつ逆方向の戻り光を遮断する
光アイソレータの使用が不可欠となっている。2. Description of the Related Art In an optical communication system, use of an optical fiber amplifier for directly amplifying an optical signal as it is without replacing the optical signal with an electric signal has been studied in recent years. In this case, an Er-doped optical fiber having a specific length is installed in the amplifier, and the amplified signal light and pumping light are transmitted therethrough to obtain amplified light. It is indispensable for an optical fiber amplifier to use an optical isolator that transmits only transmitted light in the forward direction with low loss and blocks return light in the reverse direction.
【0003】光アイソレータには順方向の透過光のうち
特定の偏光成分のみを透過させる偏光依存型と、透過光
の全成分を透過する偏光無依存型とがある。光通信シス
テムでは両方の光アイソレータが使われるが、偏光依存
型は光通信用レーザの直近、偏光無依存型は信号光が透
過する光ファイバの中間へと使い分けられることが多
い。このうち構成が比較的複雑な偏光無依存型光アイソ
レータについては、従来より複屈折平行平板を用いるタ
イプ(特開昭54−159245号)、テーパ状の複屈
折板を用いるタイプ(特公昭61−58809号)など
いくつかの構造が提案されてきた。There are two types of optical isolators: a polarization-dependent type that transmits only a specific polarization component of the transmitted light in the forward direction, and a polarization-independent type that transmits all components of the transmitted light. Although both optical isolators are used in an optical communication system, the polarization-dependent type is often used in the vicinity of an optical communication laser, and the polarization-independent type is often used in the middle of an optical fiber through which signal light passes. Of these, a polarization-independent optical isolator having a relatively complicated structure is of the type using a parallel birefringent flat plate (Japanese Patent Laid-Open No. 54-159245) and the type using a tapered birefringent plate (Japanese Patent Publication No. 61-159). No. 58809) have been proposed.
【0004】図10に示す偏光無依存型光アイソレータ
の例は、新宅らによって提案された(1997春電子情報通
信学会総合大会 C-3-98,p283,新構造の偏光無依存光ア
イソレータ)もので、1つのファラデー回転子である磁
性ガーネット101、2つの1/2波長板102、およ
び2つのレンズ機構103を有して、かつ両端が光ファ
イバ104a,104bで構成される光アイソレータで
ある。また、105は磁性ガーネット101に磁界を印
加するマグネットである図10の光アイソレータでは透
過光を分離する際に、互いに直交する偏光成分の光に分
離するのではなく、偏光成分が混合した同じ強度の光に
分離する。2種の分離光は同じ偏光成分をそれぞれ同量
だけ含み、光ファイバ104aから入射した順方向透過
光の場合、出射側レンズ透過後に光ファイバ104bの
端面にて再び合成される。この場合、合成される2分離
光は互いに強め合う関係になっているので、透過光は減
衰せずにそのまま光アイソレータを通り抜けることにな
る。なお、2枚のレンズ103間のファラデー回転子で
ある磁性ガーネット101、1/2波長板102を透過
する際の光は平行光であることが最も望ましい。[0004] An example of the polarization-independent optical isolator shown in FIG. 10 is proposed by Shintaku et al. (Spring 1997 IEICE General Conference C-3-98, p283, Newly-structured polarization-independent optical isolator). An optical isolator having a magnetic garnet 101 as one Faraday rotator, two half-wave plates 102, and two lens mechanisms 103, and having optical fibers 104a and 104b at both ends. Also, 105 is a magnet for applying a magnetic field to the magnetic garnet 101. In the optical isolator of FIG. 10, when separating transmitted light, it does not separate into polarized light components orthogonal to each other, but the same intensity where polarized components are mixed. To separate the light. The two types of separated light include the same amount of the same polarization component, and in the case of forward transmission light incident from the optical fiber 104a, the light is combined again at the end face of the optical fiber 104b after passing through the exit lens. In this case, since the two separated lights to be combined are in a mutually reinforcing relationship, the transmitted light passes through the optical isolator without attenuation. It is most desirable that the light transmitted through the magnetic garnet 101, which is a Faraday rotator between the two lenses 103, and the half-wave plate 102 be parallel light.
【0005】一方、この光アイソレータにおいて逆方向
の透過光の場合には、光ファイバ104bの透過後に分
離した光は、光ファイバ104a端にて合成される際に
互いに打ち消し合う関係になっている。そのため逆方向
透過光がこの光ファイバ104a内を透過することはな
く、この光デバイスが光アイソレータとして機能するこ
とがわかる。On the other hand, in the case of transmitted light in the opposite direction in this optical isolator, the lights separated after passing through the optical fiber 104b have a relationship of canceling each other when they are combined at the end of the optical fiber 104a. Therefore, the backward transmitted light does not pass through the optical fiber 104a, and it can be seen that the optical device functions as an optical isolator.
【0006】ところで、近年は1本の光ファイバ中を複
数の波長の光信号を同時に透過させる波長多重信号(W
DM)技術が進み、複数の光信号に対し同時に処理が可
能な光デバイスが求められている。光アイソレータにお
いても同時に複数の光信号を独立に処理する並列型の構
造とすることが求められており、同一構造の光アイソレ
ータを複数個横に並べたアレイ型の構造が提案されてい
る。In recent years, a wavelength division multiplexed signal (W), which simultaneously transmits optical signals of a plurality of wavelengths through one optical fiber, has been developed.
As the DM (DM) technology advances, an optical device capable of simultaneously processing a plurality of optical signals is required. The optical isolator is also required to have a parallel-type structure for simultaneously processing a plurality of optical signals independently, and an array-type structure in which a plurality of optical isolators having the same structure are arranged side by side has been proposed.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】上述したように、WD
M技術の発展に伴い、複数の光信号を同時に処理しうる
アレイ型の光アイソレータが要望されているが、このア
レイ型の光アイソレータに上述した図10に示す偏光無
依存型光アイソレータを使用した場合、次のような問題
が生じる。As described above, WD
With the development of the M technology, an array-type optical isolator capable of simultaneously processing a plurality of optical signals has been demanded. The above-mentioned polarization-independent optical isolator shown in FIG. 10 was used for this array-type optical isolator. In this case, the following problem occurs.
【0008】すなわち、図10に示す偏光無依存型光ア
イソレータでは、2つの分離光は互いに離れた状態で全
く異なる経路を辿るのではなく、実際には大きく広がっ
た1つの平行光、もしくはそれに準じた透過光のおのお
の半分となると考えられる。透過光の2種の光が互いに
異なる光学素子を透過した後に再び1つの光に合成され
るので、2つに分離されるとの表記を行ったが、実際に
は両分離光の境界部は連続しており、それどころかこの
境界部は光透過領域の中央部に位置するために透過光の
光強度が通常は最大の領域であると考えられる。そのよ
うな透過光が互いに異なる光学素子である1/2波長板
を透過するのであるから、光学素子の側面部分域を透過
した光が散乱したり、干渉したりという不規則な振舞い
をすることが十分に考えられる。このような光の影響は
特に逆方向の透過光の場合に顕著になるものと考えられ
る。That is, in the polarization-independent optical isolator shown in FIG. 10, the two separated lights do not follow completely different paths in a state where they are separated from each other. It is considered that each half of the transmitted light is half. Since the two types of transmitted light are combined again into one light after passing through different optical elements, the notation is made that they are separated into two, but in reality, the boundary between the two separated lights is It is considered to be a region where the light intensity of the transmitted light is usually the maximum because the boundary is located at the center of the light transmission region. Since such transmitted light passes through the half-wave plate, which is a different optical element, the light transmitted through the side area of the optical element scatters or interferes with the irregular behavior. Is thought enough. It is considered that the influence of such light becomes remarkable especially in the case of transmitted light in the reverse direction.
【0009】この散乱光をゼロにすることは光アイソレ
ータの構造上非常に難しい。このような散乱光をさらに
増加してしまう要因としては、2枚のレンズ間の透過
光が平行光でない場合、透過光が光学素子端面に斜め方
向から入射する(平行光であれば透過光と素子端面とが
平行になるので、端面で反射・散乱する光量は非常に小
さい)、2分離光の透過経路中では1/2波長板の設
置位置が構造上異なっているために、入射時の2分離光
の光学素子端面が揃っておらず、その段差状の領域が反
射・散乱のもととなってしまう、独立したレンズを光
路内に設置するには、そのホルダとなる部分も含め、あ
る程度の容積が光路内にどうしても必要であり、結果と
して両光ファイバ104a,104b間の光学的距離が
長くなってしまう、ファラデー回転子の表裏に設置さ
れる1/2波長板の接着固定に必要な精密な位置合わせ
が困難であり、また両光学素子はそれぞれファラデー回
転子の半分の大きさであるので、接合時の接合剤のわず
かな溢れが透過光を散乱させるなどの理由が考えられ
る。It is very difficult to reduce the scattered light to zero due to the structure of the optical isolator. A factor that further increases such scattered light is that when the transmitted light between the two lenses is not parallel light, the transmitted light is incident on the end face of the optical element from an oblique direction. (Because the end face of the element is parallel, the amount of light reflected and scattered at the end face is very small.) Since the installation position of the half-wave plate is structurally different in the transmission path of the two separated lights, In order to install an independent lens in the optical path, where the end faces of the optical element of the two separated light are not aligned and the stepped area becomes a source of reflection / scattering, including the part that becomes the holder, A certain amount of volume is absolutely necessary in the optical path, and as a result, the optical distance between the two optical fibers 104a and 104b becomes longer, which is necessary for bonding and fixing the half-wave plate installed on the front and back of the Faraday rotator. Precise positioning It is difficult, and because both the optical element is a half the size of each Faraday rotator, a slight overflow of the bonding agent at the time of bonding can be considered the reason for such to scatter transmitted light.
【0010】この問題はアレイ型の光アイソレータにお
いても同様に生じるもので、特にアレイ型の場合、光学
的な位置合わせを多数の光アイソレータ構成の全てに対
し行わなければならないため、光学的調整が困難である
点がとくに大きな問題である。アレイ型光アイソレータ
の場合、光学素子の組立時の光学的な位置合わせは全て
の光アイソレータ構成に対し、同時に1回のみの実施で
完了させる構造であることが求められる。This problem also occurs in an array type optical isolator. In the case of the array type, optical alignment must be performed for all of a large number of optical isolator configurations. Difficulties are a particular problem. In the case of an array type optical isolator, it is required that the optical alignment at the time of assembling the optical elements be completed only once at the same time for all the optical isolator configurations.
【0011】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的とするところは、組立時の光学的位置合わせを
容易化するとともに、小型化および経済化を図った光ア
イソレータを提供することにある。[0011] The present invention has been made in view of the above,
It is an object of the present invention to provide an optical isolator which facilitates optical alignment at the time of assembly, and is downsized and economical.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の本発明は、各々の一端にレンズ部が
形成され、並行に配設された第1の複数の光導波路と、
該第1の複数の光導波路のそれぞれの前記レンズ部に対
向してレンズ部が各々の一端に形成され、並行に配設さ
れている第2の複数の光導波路と、前記第1および第2
の複数の光導波路のレンズ部の間に配設されているファ
ラデー回転子と、前記第1の複数の光導波路の各レンズ
部からの光の第1の半分が透過し、第2の半分の光は前
記ファラデー回転子を直接透過するように前記第1の複
数の光導波路のレンズ部に対向する前記ファラデー回転
子の第1の面の第1の半分側に接合された第1の1/2
波長板と、前記ファラデー回転子の前記第1の面と反対
側の第2の面の第2の半分側に接合され、該ファラデー
回転子の第2の面の第2の半分側からの前記第2の半分
の光が透過して、前記第2の複数の光導波路のレンズ部
に入射し、前記ファラデー回転子からの前記第1の半分
の光は直接前記第2の複数の光導波路のレンズ部に入射
する第2の1/2波長板と、前記ファラデー回転子に磁
界を印加する磁界印加手段とを有することを要旨とす
る。According to a first aspect of the present invention, there is provided a first plurality of optical waveguides each having a lens portion formed at one end thereof and disposed in parallel with each other.
A second plurality of optical waveguides having a lens portion formed at one end of each of the first plurality of optical waveguides facing each of the lens portions and disposed in parallel with the first and second optical waveguides;
A first half of light from each lens unit of the first plurality of optical waveguides, and a Faraday rotator disposed between the lens units of the plurality of optical waveguides. A first 1/1 joined to a first half of a first surface of the Faraday rotator facing a lens portion of the first plurality of optical waveguides so that light is directly transmitted through the Faraday rotator. 2
A wave plate and a second half of a second surface of the Faraday rotator opposite to the first surface, the second surface of the Faraday rotator being separated from a second half of the second surface of the Faraday rotator. A second half of the light is transmitted and incident on the lens portion of the second plurality of optical waveguides, and the first half of the light from the Faraday rotator is directly transmitted to the second plurality of optical waveguides. The gist of the present invention is to include a second half-wave plate incident on the lens unit and a magnetic field applying unit for applying a magnetic field to the Faraday rotator.
【0013】請求項1記載の本発明にあっては、第1の
複数の光導波路からの順方向の透過光はそのレンズ部で
平行光となり、その第1の半分の光は第1の1/2波長
板、ファラデー回転子を介して第2の複数の光導波路の
レンズ部に入射し、また第2の半分の光はファラデー回
転子、第2の1/2波長板を介して第2の複数の光導波
路のレンズ部に入射して、第1の半分の光と合成され、
第2の複数の光導波路を透過して出射し、また第2の複
数の光導波路からの逆方向の透過光はそのレンズ部で平
行光となり、その第1の半分の光はファラデー回転子、
第1の1/2波長板を介して第1の複数の光導波路のレ
ンズ部に入射し、また第2の半分の光は第2の1/2波
長板、ファラデー回転子を介して第1の複数の光導波路
のレンズ部に入射して、第1の半分の光と互いに打ち消
し合って透過できない。According to the present invention, the transmitted light in the forward direction from the first plurality of optical waveguides becomes parallel light at the lens portion, and the first half of the light is converted to the first light. The second half of the light enters the lens portion of the second plurality of optical waveguides via the half-wave plate and the Faraday rotator, and the second half light passes through the second half-wave plate via the Faraday rotator and the second half-wave plate. Are incident on the lens portions of the plurality of optical waveguides, and are combined with the first half light,
The light transmitted through the second plurality of optical waveguides and emitted, and the transmitted light in the opposite direction from the second plurality of optical waveguides becomes parallel light at its lens portion, and the first half of the light is a Faraday rotator,
The light enters the lens portion of the first plurality of optical waveguides via the first half-wave plate, and the second half of the light enters the first half via the second half-wave plate and the Faraday rotator. Are incident on the lens portions of the plurality of optical waveguides, and cancel each other out with the first half of the light so that they cannot be transmitted.
【0014】また、請求項2記載の本発明は、並行に配
設された第1の複数の光導波路と、該第1の複数の光導
波路のそれぞれの一端にそれぞれの一方の側が接続さ
れ、該それぞれの一方の側から入射した光をそれぞれ2
つに分岐してそれぞれの対の他方の側から出射し、それ
ぞれの対の他方の側から入射した光を合成してそれぞれ
の一方の側から出射する第1の複数の光合分岐手段と、
該第1の複数の光合分岐手段によって分岐された第1お
よび第2の光をそれぞれ別々に導くべく該第1の複数の
光合分岐手段のそれぞれの対の他方の側にそれぞれの対
の一端が接続され、それぞれの対の他端に対のレンズ部
がそれぞれ形成されている第1の複数対の光導波路と、
該第1の複数対の光導波路のそれぞれの対の他端に形成
された前記それぞれの対のレンズ部にそれぞれ対向して
対のレンズ部がそれぞれの対の一端に形成され、並行に
配設されている第2の複数対の光導波路と、該第2の複
数対の光導波路のそれぞれの対の他端にそれぞれの対の
一方の側が接続されて、該第2の複数対の光導波路のそ
れぞれの対の他端からそれぞれの対の一方の側に入射す
る光を合成して、それぞれの他方の側から出射し、それ
ぞれの他方の側から入射した光をそれぞれ2つに分岐し
てそれぞれの対の一方の側から出射する第2の複数の光
合分岐手段と、該第2の複数の光合分岐手段の他方の側
に接続され、平行に配設された第2の複数の光導波路
と、前記第1および第2の複数対の光導波路のそれぞれ
の対のレンズ部の間に配設され、前記第1の複数対の光
導波路のそれぞれの対のレンズ部の各一方のレンズ部か
らの光が一方の側に直接入射し、前記第2の複数対の光
導波路のそれぞれの対のレンズ部の各一方のレンズ部か
らの光が他方の側に直接入射するファラデー回転子と、
該ファラデー回転子の一方の面と前記第1の複数対の光
導波路のそれぞれの対のレンズ部の各他方のレンズ部と
の間に配設されている第1の1/2波長板と、前記ファ
ラデー回転子の他方の面と前記第2の複数の光導波路の
それぞれの対のレンズ部の各他方のレンズ部との間に配
設されている第2の1/2波長板と、前記ファラデー回
転子に磁界を印加する磁界印加手段とを有することを要
旨とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a first plurality of optical waveguides disposed in parallel, and one end of each of the first plurality of optical waveguides connected to one end of each of the first plurality of optical waveguides, The light incident from one side of each of the two
A first plurality of light combining / branching means that branches into two, emits from the other side of each pair, combines light incident from the other side of each pair, and emits from each one side;
One end of each pair is provided on the other side of each pair of the first plurality of light combining / branching means to separately guide the first and second lights branched by the first plurality of light combining / branching means. A first plurality of pairs of optical waveguides connected to each other and having a pair of lens portions formed at the other end of each pair,
A pair of lens portions are formed at one end of each pair and are disposed in parallel with the respective pair of lens portions formed at the other end of each pair of the first plurality of optical waveguides. A second pair of optical waveguides, and one end of each pair is connected to the other end of each pair of the second plurality of optical waveguides. The light incident on one side of each pair from the other end of each pair is synthesized, emitted from each other side, and the light incident from each other side is split into two. A second plurality of light combining / branching means for emitting light from one side of each pair, and a second plurality of light waveguides connected to the other side of the second plurality of light combining / branching means and arranged in parallel And between each pair of lens portions of the first and second pairs of optical waveguides And light from each one of the lens units of each pair of the first plurality of optical waveguides is directly incident on one side, and each of the second plurality of optical waveguides is A Faraday rotator in which light from each one of the pair of lens parts is directly incident on the other side,
A first half-wave plate disposed between one surface of the Faraday rotator and the other lens unit of each pair of lens units of the first plurality of optical waveguides; A second half-wave plate disposed between the other surface of the Faraday rotator and each of the other lens units of the pair of lens units of the second plurality of optical waveguides; It is essential to have a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the Faraday rotator.
【0015】請求項2記載の本発明にあっては、第1の
複数の光導波路からの順方向の透過光は第1の光合分岐
手段で分岐され、この分岐された第1および第2の光は
第1の複数対の光導波路を介してそのレンズ部で平行光
となり、第1の光は第1の1/2波長板、ファラデー回
転子、第2の複数対の光導波路のレンズ部の一方、第2
の複数対の光導波路の一方を透過して第2の光合分岐手
段に至り、第2の光はファラデー回転子、第2の1/2
波長板、第2の複数対の光導波路のレンズ部の他方、第
2の複数対の光導波路の他方を透過して第2の光合分岐
手段に至って、第1の光と合成され、第2の複数の光導
波路から出射し、また第2の複数の光導波路からの逆方
向の透過光は第2の光合分岐手段で分岐され、この分岐
された第1および第2の光は第2の複数対の光導波路を
介してそのレンズ部で平行光となり、第1の光はファラ
デー回転子、第1の1/2波長板、第1の複数対の光導
波路のレンズ部の一方、第1の複数対の光導波路の一方
を透過して第1の光合分岐手段に至り、第2の光は第2
の1/2波長板、ファラデー回転子、第1の複数対の光
導波路のレンズ部の他方、第2の複数対の光導波路の他
方を透過して第1の光合分岐手段に至って、第1の光と
互いに打ち消し合って透過できない。According to the second aspect of the present invention, the transmitted light in the forward direction from the first plurality of optical waveguides is branched by the first optical coupling / branching means, and the branched first and second optical waveguides are separated. The light passes through a first plurality of pairs of optical waveguides and becomes parallel light at a lens portion thereof, and the first light is a first half-wave plate, a Faraday rotator, and a lens portion of a second plurality of pairs of optical waveguides. On the other hand, the second
Through one of the plurality of pairs of optical waveguides to reach the second optical coupling / branching means, where the second light is a Faraday rotator and a second half.
The wavelength plate, the other of the lens parts of the second plurality of pairs of optical waveguides, and the other of the second plurality of pairs of optical waveguides pass through to the second optical coupling / branching means, where the light is combined with the first light, and the second light is combined. Out of the plurality of optical waveguides, and transmitted light in the opposite direction from the second plurality of optical waveguides is branched by the second optical coupling / branching means, and the branched first and second lights are converted into the second light by the second optical coupling / branching means. The light becomes parallel light at the lens portion through the plurality of pairs of optical waveguides, and the first light is one of the Faraday rotator, the first half-wave plate, and one of the lens portions of the first plurality of pairs of optical waveguides. Through one of the plurality of pairs of optical waveguides to reach the first optical coupling / branching unit, and the second light is transmitted through the second optical waveguide.
, A Faraday rotator, the other of the lens portions of the first plurality of pairs of optical waveguides, and the other of the second plurality of pairs of optical waveguides, to the first optical coupling / branching means, With each other and cannot be transmitted.
【0016】更に、請求項3記載の本発明は、請求項1
または2記載の発明において、前記第1および第2の複
数の光導波路および前記第1および第2の複数対の光導
波路が、前記レンズ部として拡大部を有するTEC構造
の光導波路であることを要旨とする。Further, the present invention according to claim 3 provides the invention according to claim 1.
In the invention described in (2), the first and second plurality of optical waveguides and the first and second plural pairs of optical waveguides are optical waveguides having a TEC structure having an enlarged portion as the lens portion. Make a summary.
【0017】請求項4記載の本発明は、請求項1または
2記載の発明において、前記第1および第2の複数の光
導波路および前記第1および第2の複数対の光導波路
が、前記レンズ部として先球レンズを有する先球レンズ
付き光導波路であることを要旨とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the first and second pluralities of optical waveguides and the first and second plural pairs of optical waveguides are provided with the lens. The gist of the present invention is that the optical waveguide has a spherical lens having a spherical lens as a portion.
【0018】また、請求項5記載の本発明は、並行に配
設されたPLC構造を有する第1の複数の光導波路と、
該第1の複数の光導波路のそれぞれの一端に各々の一端
が対向して並行に配設されたPCL構造を有する第2の
複数の光導波路と、前記第1および第2の複数の光導波
路の対向端部の間に配設されているファラデー回転子
と、前記第1の複数の光導波路のそれぞれの一端からの
光の第1の半分が透過し、第2の半分の光は前記ファラ
デー回転子を直接透過するように前記第1の複数の光導
波路のそれぞれの一端に対向する前記ファラデー回転子
の第1の面の第1の半分側に接合された第1の1/2波
長板と、前記ファラデー回転子の前記第1の面と反対側
の第2の面の第2の半分側に接合され、該ファラデー回
転子の第2の面の第2の半分側からの前記第2の半分の
光が透過して、前記第2の複数の光導波路に入射し、前
記ファラデー回転子からの前記第1の半分の光は直接前
記第2の複数の光導波路に入射する第2の1/2波長板
と、前記ファラデー回転子に磁界を印加する磁界印加手
段とを有することを要旨とする。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a first plurality of optical waveguides having a PLC structure arranged in parallel,
A second plurality of optical waveguides having a PCL structure, wherein one end of each of the first plurality of optical waveguides is disposed in parallel with one end facing each other; and the first and second plurality of optical waveguides A first half of light from one end of each of the first plurality of optical waveguides, and a second half of the light from the Faraday rotator disposed between the opposite ends of the Faraday rotator. A first half-wave plate bonded to a first half of a first surface of the Faraday rotator opposite one end of each of the first plurality of optical waveguides so as to directly pass through the rotator; And a second half of a second surface of the Faraday rotator opposite to the first surface, the second half being from a second half of a second surface of the Faraday rotator. Half of the light is transmitted, enters the second plurality of optical waveguides, and the Faraday rotator The first half of the light has a second half-wave plate directly incident on the second plurality of optical waveguides, and a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the Faraday rotator. And
【0019】請求項5記載の本発明にあっては、PLC
構造を有する第1の複数の光導波路からの順方向の透過
光はPLC構造で2光に分離され、第1の半分の光は第
1の1/2波長板、ファラデー回転子を透過して、PL
C構造を有する第2の複数の光導波路に至り、また第2
の半分の光はファラデー回転子、第2の1/2波長板を
透過して、PLC構造を有する第2の複数の光導波路に
至って、第1の半分の光と合成され、第2の複数の光導
波路から出射され、第2の複数の光導波路からの逆方向
の透過光はPCL構造で2光に分離され、第1の半分の
光はファラデー回転子、第1の1/2波長板を透過し
て、第2の複数の光導波路に至り、第2の半分の光は第
2の1/2波長板、ファラデー回転子を透過して、第2
の複数の光導波路に至って、該第2の複数の光導波路の
PLC構造で合成される際に第1の半分の光と互いに打
ち消し合って透過できない。According to a fifth aspect of the present invention, a PLC
The transmitted light in the forward direction from the first plurality of optical waveguides having the structure is separated into two lights by the PLC structure, and the first half light is transmitted through the first half-wave plate and the Faraday rotator. , PL
A second plurality of optical waveguides having a C structure;
Half of the light passes through the Faraday rotator and the second half-wave plate, reaches the second plurality of optical waveguides having the PLC structure, is combined with the first half of the light, and is combined with the second half. And the transmitted light in the opposite direction from the second plurality of optical waveguides is split into two lights by the PCL structure, and the first half light is a Faraday rotator, a first half-wave plate. To the second plurality of optical waveguides, and the second half of the light passes through the second half-wave plate and the Faraday rotator,
When the plurality of optical waveguides are combined by the PLC structure of the second plurality of optical waveguides, they cannot be transmitted because they cancel each other out with the first half light.
【0020】更に、請求項6記載の本発明は、請求項1
乃至5のいずれかに記載の発明において、前記ファラデ
ー回転子および前記第1および第2の1/2波長板の光
透過面が透過光に対して垂直な面から傾斜して配設され
ていることを要旨とする。[0020] Further, the present invention described in claim 6 is based on claim 1.
In the invention described in any one of the first to fifth aspects, the light transmission surfaces of the Faraday rotator and the first and second half-wave plates are arranged to be inclined from a plane perpendicular to the transmitted light. That is the gist.
【0021】請求項6記載の本発明にあっては、ファラ
デー回転子および第1および第2の1/2波長板の光透
過面は透過光に対して垂直な面から傾斜して配設されて
いるため、光学素子での反射光が光導波路内に戻り光と
して再侵入することを防止することができる。According to the present invention, the light transmitting surfaces of the Faraday rotator and the first and second half-wave plates are disposed obliquely from a plane perpendicular to the transmitted light. Therefore, it is possible to prevent the reflected light from the optical element from returning to the optical waveguide and re-entering the optical waveguide.
【0022】[0022]
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0023】図1(a),(b)は、それぞれ本発明の
第1の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す上面
図および縦断面図である。同図において、1aおよび1
bはTEC(Thermal Expanded Core )構造を有する光
導波路であり、それぞれの各一端にはそのコア部を加熱
によって拡大して形成されたレンズ部1c,1dが設け
られている。3aおよび3bは1/2波長板であり、5
はファラデー回転子である磁性ガーネット5であり、7
は基板である。なお、同図においては、ファラデー回転
子である磁性ガーネット5に磁界を印加する手段は省略
されている。FIGS. 1A and 1B are a top view and a vertical sectional view, respectively, showing the configuration of an optical isolator according to a first embodiment of the present invention. In the figure, 1a and 1
b denotes an optical waveguide having a TEC (Thermal Expanded Core) structure, and each end is provided with lens portions 1c and 1d formed by enlarging the core portion by heating. 3a and 3b are half-wave plates, and 5
Is a magnetic garnet 5 which is a Faraday rotator, and 7
Is a substrate. In FIG. 1, means for applying a magnetic field to the magnetic garnet 5, which is a Faraday rotator, is omitted.
【0024】このように構成される光アイソレータにお
いて、TEC構造を有する複数の光導波路1aからの順
方向の透過光は、そのレンズ部1cで平行光となって、
その第1の半分の光は1/2波長板3a、ファラデー回
転子である磁性ガーネット5を順に透過し、1/2波長
板3bを透過することなく、レンズ部1dに入射し、ま
た第2の半分の光は1/2波長板3aを透過することな
く、ファラデー回転子である磁性ガーネット5、1/2
波長板3bを順に透過してレンズ部1dに入射して、第
1の半分の光と合成され、光導波路1bを通って出射す
る。In the optical isolator thus configured, the transmitted light in the forward direction from the plurality of optical waveguides 1a having the TEC structure becomes parallel light at the lens portion 1c.
The first half of the light passes through the half-wave plate 3a and the magnetic garnet 5 which is a Faraday rotator in this order, enters the lens unit 1d without passing through the half-wave plate 3b, and passes through the second half. Half of the light does not pass through the half-wavelength plate 3a, and the magnetic garnet 5, 1/2
The light passes through the wave plate 3b in order, enters the lens portion 1d, is combined with the first half light, and exits through the optical waveguide 1b.
【0025】また、TEC構造を有する光導波路1bか
らの逆方向の透過光は、そのレンズ部1dで平行光とな
り、その第1の半分の光は磁性ガーネット5、1/2波
長板3aを透過してレンズ部1cに入射し、また第2の
半分の光は1/2波長板3b、磁性ガーネット5を透過
してレンズ部1cに入射して、第1の半分の光と互いに
打ち消し合って透過できない。The transmitted light in the opposite direction from the optical waveguide 1b having the TEC structure becomes parallel light at the lens portion 1d, and the first half of the light passes through the magnetic garnet 5 and the half-wave plate 3a. Then, the second half light is transmitted through the half-wave plate 3b and the magnetic garnet 5 and is incident on the lens unit 1c, and is canceled by the first half light. It cannot be transmitted.
【0026】なお、レンズ部1c,1dは、光ファイバ
のコア部を加熱することによって数倍の直径に拡大する
ことによりレンズとしての機能をもたせたものであり、
TEC構造を有する光導波路1a,1bのうち光ファイ
バを用いたものはコア拡大ファイバとも呼ばれる。そし
て、TEC構造を有する光導波路1aから出射する光は
平行光となる。The lens portions 1c and 1d have a function as lenses by expanding the diameter of the optical fiber to several times by heating the core portion thereof.
Among the optical waveguides 1a and 1b having the TEC structure, those using an optical fiber are also called core expanded fibers. Then, light emitted from the optical waveguide 1a having the TEC structure becomes parallel light.
【0027】本実施形態において、1/2波長板3a,
3bおよび磁性ガーネット5は光学素子を構成するが、
通信波長帯域である1.55μmの透過光を想定する
と、磁性ガーネット5の厚さは一般に約500μmであ
り、1/2波長板3a,3bが水晶製である場合には、
その厚さは各々約90μmである。In this embodiment, the half-wave plate 3a,
3b and the magnetic garnet 5 constitute an optical element,
Assuming a transmitted light of 1.55 μm which is a communication wavelength band, the thickness of the magnetic garnet 5 is generally about 500 μm, and when the 波長 wavelength plates 3 a and 3 b are made of quartz,
Their thickness is about 90 μm each.
【0028】本実施形態の光アイソレータは、図10に
示した従来の光アイソレータに対して、TEC構造によ
りレンズ部1c,1dを一体的に有する光導波路1a,
1bを複数並列して設けることにより、アレイ化した光
アイソレータを構成している。そして、レンズ部1c,
1dが光導波路1a,1bである光ファイバと一体的に
設けられているため、組立時の光学的位置合わせ作業や
光学的調整が容易であるとともに、光アイソレータの全
長が短くなって、小型化でき、またこれに伴い使用する
各光学素子の面積を小さくでき、コストダウンを図るこ
とができる。上述した1.55μmの透過光を想定した
場合には、両側の光導波路1a,1bの間の距離は1m
m以下にすることができる。The optical isolator of the present embodiment is different from the conventional optical isolator shown in FIG. 10 in that the optical waveguides 1a, 1d integrally having lens portions 1c, 1d by the TEC structure.
By providing a plurality of 1b in parallel, an arrayed optical isolator is formed. Then, the lens portions 1c,
Since 1d is provided integrally with the optical fibers serving as the optical waveguides 1a and 1b, the optical alignment work and optical adjustment at the time of assembling are easy, and the total length of the optical isolator is shortened, thereby reducing the size. Accordingly, the area of each optical element used can be reduced, and the cost can be reduced. Assuming the above-mentioned transmitted light of 1.55 μm, the distance between the optical waveguides 1a and 1b on both sides is 1 m.
m or less.
【0029】すなわち、本実施形態の光アイソレータで
は、レンズ部1c,1dを一体的に有するTEC構造の
光導波路1a,1bにより光導波路とレンズ部の光学的
調整を前もって行うことができるため、光アイソレータ
の組立式の光学的位置合わせ作業を容易化しうるととも
に、光学素子の構成を小型化できる。また、各光導波路
のレンズ部1c,1d間の透過光が常に平行光またはそ
れに近い状態に維持され、光アイソレータの光学的特性
を向上しうる上に、組立時のレンズ部1c,1dと光導
波路1a,1bとの間の光学的調整が不要であるため、
組立後の調整が容易となり、またレンズ部を別途保持す
る構造が不要であるため、非常に小型な素子で十分であ
り、光アイソレータの全長を短くすることができる。更
に、1つの光アイソレータ構造に必要なファラデー回転
子および1/2波長板からなる光学素子の占有面積を小
さくでき、経済化を図ることができる。また、本実施形
態のようなアレイ型光アイソレータにおいては、光学素
子のみを共通に使用し、多数の独立した光入出射端を配
設し、多数の独立した光アイソレータ機能を具備するこ
とができ、光アイソレータ構造1つ当りの光学素子の占
有面積を低下することができるとともに、同じ大きさの
光学素子に対してアレイ化できる光アイソレータ構造の
数を増加することができる。That is, in the optical isolator of the present embodiment, the optical adjustment of the optical waveguide and the lens unit can be performed in advance by the optical waveguides 1a and 1b having the TEC structure integrally having the lens units 1c and 1d. It is possible to facilitate the optical positioning work of the assembling type of the isolator, and to reduce the size of the optical element. Further, the transmitted light between the lens portions 1c and 1d of the respective optical waveguides is always maintained as a parallel light or a state close to the parallel light, so that the optical characteristics of the optical isolator can be improved. Since no optical adjustment between the waveguides 1a and 1b is required,
Since adjustment after assembly is easy and a structure for separately holding the lens portion is not required, a very small element is sufficient, and the total length of the optical isolator can be shortened. Furthermore, the area occupied by the optical element composed of the Faraday rotator and the half-wave plate required for one optical isolator structure can be reduced, and the cost can be reduced. In the array type optical isolator as in the present embodiment, only the optical element is commonly used, a large number of independent light input / output ends are provided, and a large number of independent optical isolator functions can be provided. In addition, the area occupied by the optical element per optical isolator structure can be reduced, and the number of optical isolator structures that can be arrayed for optical elements of the same size can be increased.
【0030】図2(a),(b)は、それぞれ本発明の
第2の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す上面
図および縦断面図である。同図に示す第2の実施形態の
光アイソレータは、図1に示した光アイソレータにおい
てファラデー回転子を構成する磁性ガーネット5を上下
に2分割して第1および第2の磁性ガーネット9a,9
bで構成した点が異なるものであり、その他の構成、作
用、効果は上述した第1の実施形態の光アイソレータと
同じである。FIGS. 2A and 2B are a top view and a vertical sectional view, respectively, showing the configuration of an optical isolator according to a second embodiment of the present invention. In the optical isolator according to the second embodiment shown in FIG. 5, the magnetic garnet 5 constituting the Faraday rotator in the optical isolator shown in FIG.
The configuration is different from that of the optical isolator of the above-described first embodiment in other respects.
【0031】本第2の実施形態の光アイソレータに使用
されている1/2波長板3a,3bおよび磁性ガーネッ
ト9a,9bからなる光学素子は、上下に2等分した形
で作製されているが、これはまず長方形のファラデー回
転子である磁性ガーネット9および同じ形状の1/2波
長板3を貼り合わせ、これを2つ以上に切断し、それか
らその中の2個ずつ、すなわち磁性ガーネット9a,9
bおよび1/2波長板3a,3bを取り出して組み合わ
せて構成したものである。そして、これらの磁性ガーネ
ット9a,9bおよび1/2波長板3a,3bは同じブ
ロックから切り出した素子であることが望ましく、その
場合は両光学素子である磁性ガーネット9a,9bと1
/2波長板3a,3bの厚さは等しく、ファラデー回転
角および1/2波長板の光軸の向きも互いに等しい。な
お、アレイ型光アイソレータであるので、この切り出し
て組み合わせた素子の形状は細長い長方形であることが
望ましい。The optical element composed of the half-wave plates 3a and 3b and the magnetic garnets 9a and 9b used in the optical isolator of the second embodiment is manufactured in the form of being vertically divided into two equal parts. First, a magnetic garnet 9 which is a rectangular Faraday rotator and a half-wave plate 3 of the same shape are attached to each other, cut into two or more pieces, and then two of them, that is, magnetic garnets 9a, 9
b and the half-wave plates 3a and 3b are taken out and combined. It is desirable that the magnetic garnets 9a and 9b and the half-wave plates 3a and 3b are elements cut out from the same block.
The thicknesses of the half-wave plates 3a and 3b are equal, and the Faraday rotation angle and the direction of the optical axis of the half-wave plate are also equal to each other. In addition, since it is an array type optical isolator, it is desirable that the shape of the element cut out and combined is an elongated rectangle.
【0032】このような光学素子を用いることにより、
両光学素子の接続箇所での段差をほとんどゼロにするこ
とができる。この接続箇所を透過する光の散乱、屈折の
原因の1つはこの段差の存在であるから、この段差を解
消することにより光アイソレータの挿入損失、アイソレ
ーション等の光学特性を向上することができる。上述し
た第1の実施形態の場合と同様に、通信波長帯域の1.
55μmの透過光を想定した場合、磁性ガーネット9
a,9bの厚さは一般に約500μmであり、1/2波
長板3a,3bが水晶製である場合にはその厚さは各々
約90μmであるので、中央部の光学素子の厚さは本実
施形態では約600μm程度となり、上述した実施形態
の場合より100μm弱短くなる。なお、上下2段の光
学素子において、1/2波長板3a,3bの光軸の向き
はそのなす角が45゜または135゜であることが条件
である。同一の光学素子ブロックから切り出した素子で
構成する場合は光軸が接続箇所の面に対称な向きとなっ
ているので、光軸の傾きも接続箇所の面を基準として±
22.5゜または±67.5゜(=±22.5゜+±4
5゜)である必要がある。By using such an optical element,
The step at the connection point between the two optical elements can be made almost zero. One of the causes of scattering and refraction of the light transmitted through the connection point is the presence of the step. By eliminating the step, optical characteristics such as insertion loss and isolation of the optical isolator can be improved. . As in the case of the first embodiment described above, the communication wavelength band 1..
Assuming a transmitted light of 55 μm, the magnetic garnet 9
The thickness of each of the optical elements at the central portion is approximately 90 μm when the half-wave plates 3 a and 3 b are made of quartz. In this embodiment, the thickness is about 600 μm, which is slightly shorter than that of the above-described embodiment by 100 μm. In the upper and lower two-stage optical elements, the optical axes of the half-wave plates 3a and 3b are required to have an angle of 45 ° or 135 °. In the case where the optical axes are formed from the same optical element block, the optical axis is oriented symmetrically with respect to the plane of the connection point.
22.5 ° or ± 67.5 ° (= ± 22.5 ° + ± 4
5 ゜).
【0033】次に、上述したように構成される第1およ
び第2の実施形態のアレイ型の光アイソレータを組み立
てる方法について説明する。まず、ガラスまたはSi等
からなる基板7上に導波路構造を並行に複数本形成し、
その後加熱処理等の方法で各導波路の一部を拡大し、T
EC構造を有する光導波路とする。それから、拡大され
た各光導波路の中央部分を溝状に掘り下げて、TEC構
造を有する光導波路を切断し、この溝の中にファラデー
回転子である磁性ガーネット5および1/2波長板3
a,3bを組み合わせた細長い光学素子を配設し、微調
整を行って固定する。Next, a method of assembling the array-type optical isolators of the first and second embodiments configured as described above will be described. First, a plurality of waveguide structures are formed in parallel on a substrate 7 made of glass, Si, or the like.
Then, a part of each waveguide is enlarged by a method such as a heat treatment, and T
The optical waveguide has an EC structure. Then, the central portion of each enlarged optical waveguide is dug down in a groove shape to cut the optical waveguide having the TEC structure, and the magnetic garnet 5 as the Faraday rotator and the half-wave plate 3 are cut into the groove.
An elongated optical element combining a and 3b is provided, finely adjusted and fixed.
【0034】この方法では両側のTEC構造を有する光
導波路1a,1b同士を移動させて光学的調整を行うこ
とはできないが、両側のTEC構造を有する光導波路1
a,1bは必ず対向する位置に設置されているので、T
EC構造を有する光導波路1a,1bの作製時にその結
合効率が十分に得られるように留意すれば、光導波路1
a,1b同士を移動させる光学的調整は特に必要ではな
い。このようにして、本実施形態のアレイ型の光アイソ
レータを効率よく作製することができる。In this method, optical adjustment cannot be performed by moving the optical waveguides 1a and 1b having the TEC structure on both sides, but the optical waveguide 1 having the TEC structure on both sides cannot be adjusted.
Since a and 1b are always installed at opposing positions, T
When manufacturing the optical waveguides 1a and 1b having the EC structure, attention should be paid so that a sufficient coupling efficiency can be obtained.
Optical adjustment for moving a and 1b between each other is not particularly necessary. Thus, the array-type optical isolator of the present embodiment can be efficiently manufactured.
【0035】図3(a),(b)は、それぞれ本発明の
第3の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す上面
図および縦断面図である。同図に示す第3の実施形態の
光アイソレータは、上述した図1に示した第1の実施形
態の光アイソレータにおいてTEC構造を有する光導波
路1a,1bの代わりにレンズ部11c,11dが一体
的に形成された先球レンズ付き光導波路11a,11b
を使用した点が異なるものであり、その他の構成、作
用、効果は第1の実施形態の光アイソレータと同じであ
る。FIGS. 3A and 3B are a top view and a vertical sectional view, respectively, showing the configuration of an optical isolator according to a third embodiment of the present invention. The optical isolator according to the third embodiment shown in FIG. 11 has lens units 11c and 11d integrated with the optical isolator according to the first embodiment shown in FIG. 1 instead of the optical waveguides 1a and 1b having the TEC structure. Waveguides 11a and 11b with a spherical lens formed in
Is used, and other configurations, operations, and effects are the same as those of the optical isolator of the first embodiment.
【0036】先球レンズ付き光導波路11a,11b
は、光ファイバのコア部の先端に直径数10〜数100
μmの球状のレンズ部11c,11dを接着または融着
した構造であり、適切な設計をすれば、その出射光を平
行光とすることができる。Optical waveguides 11a and 11b with spherical lenses
Are several tens to several hundreds in diameter at the tip of the core of the optical fiber.
It has a structure in which the μm spherical lens portions 11c and 11d are bonded or fused, and with appropriate design, the emitted light can be made into parallel light.
【0037】図4(a),(b)は、それぞれ本発明の
第4の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す上面
図および縦断面図である。同図に示す第4の実施形態の
光アイソレータは、図3に示した光アイソレータにおい
てファラデー回転子を構成する磁性ガーネット5を上下
に2分割して第1および第2の磁性ガーネット9a,9
bで構成した点が異なり、図2に示した第2の実施形態
の磁性ガーネット9a,9bのように構成したものであ
り、その他の構成、作用、効果は上述した第1〜第3の
実施形態の光アイソレータと同じである。FIGS. 4A and 4B are a top view and a vertical sectional view, respectively, showing the structure of an optical isolator according to a fourth embodiment of the present invention. The optical isolator according to the fourth embodiment shown in FIG. 9 is different from the optical isolator shown in FIG. 3 in that the magnetic garnet 5 constituting the Faraday rotator is divided into upper and lower parts, and the first and second magnetic garnets 9a, 9
2B, and is configured like the magnetic garnets 9a and 9b of the second embodiment shown in FIG. 2, and other configurations, operations, and effects are the same as those of the first to third embodiments described above. It is the same as the form of the optical isolator.
【0038】次に、上述したように構成される第3およ
び第4の実施形態のアレイ型の光アイソレータを組み立
てる方法について説明する。本実施形態において、基板
7の溝加工後に先球レンズ付き光導波路11a,11b
を作製することは困難であるため、上述した第1および
第2の実施形態の光アイソレータを作製する上述した方
法は実際的ではない。従って、第3および第4の実施形
態のように、先球レンズ付き光導波路11a,11bを
使用する光アイソレータの場合には、基板7上に並行な
V字形溝を複数本形成し、これらの溝に直交する向きに
光学素子用の溝を作製し、そこに細長い形状の光学素子
を配設する方法などが考えられるが、この場合各光アイ
ソレータ構成部毎に光学的調整が必要となる。光結合効
率の比較的優れた先球レンズ付き光導波路11a,11
bを用いる光アイソレータを作製する方法は組立の容易
性の面では問題があるものの、光アイソレータの光学的
特性の面では有利であると考えられる。Next, a method for assembling the array type optical isolators of the third and fourth embodiments configured as described above will be described. In the present embodiment, the optical waveguides 11a and 11b with a spherical lens after the groove processing of the substrate 7 is performed.
Since it is difficult to manufacture the optical isolator of the first and second embodiments, it is not practical. Therefore, in the case of the optical isolator using the optical waveguides 11a and 11b with the spherical lenses as in the third and fourth embodiments, a plurality of parallel V-shaped grooves are formed on the substrate 7 and these are formed. A method may be considered in which a groove for an optical element is formed in a direction orthogonal to the groove, and an elongated optical element is provided therein. In this case, optical adjustment is required for each optical isolator component. Optical waveguides 11a, 11 with a spherical lens with relatively excellent optical coupling efficiency
Although the method of manufacturing an optical isolator using b has a problem in terms of ease of assembly, it is considered to be advantageous in terms of optical characteristics of the optical isolator.
【0039】図5(a),(b)は、それぞれ本発明の
第5の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す上面
図および縦断面図である。同図に示す第5の実施形態の
光アイソレータは、図1に示す第1の実施形態の光アイ
ソレータにおいて光導波路1a,1bの途中にそれぞれ
第1および第2の光合分岐器13a,13bを設けた点
が大きく異なるとともに、これらの光合分岐器13a,
13bの分岐出力端と磁性ガーネット5および1/2波
長板3a,3bからなる光学素子との間をそれぞれ複数
対のTEC構造を有する光導波路1a′,1a″:1
b′,1b″で接続し、該複数対の光導波路の光学素子
側の端部にそれぞれレンズ部1c′,1c″:1d′,
1d″が形成されている点が異なるものである。FIGS. 5A and 5B are a top view and a longitudinal sectional view, respectively, showing the structure of an optical isolator according to a fifth embodiment of the present invention. The optical isolator according to the fifth embodiment shown in FIG. 7 has first and second optical couplers 13a and 13b provided in the optical waveguides 1a and 1b, respectively, in the optical isolator according to the first embodiment shown in FIG. Are significantly different from each other, and these optical couplers 13a,
A plurality of pairs of optical waveguides 1a ′ and 1a ″ each having a TEC structure are provided between the branch output terminal 13b and the optical element including the magnetic garnet 5 and the half-wave plates 3a and 3b.
b ', 1b ", and lens portions 1c', 1c": 1d ',
1d "is formed.
【0040】このように構成されるアレイ型の光アイソ
レータにおいて、複数の光導波路1aからの順方向の透
過光は、それぞれ第1の光合分岐器13aによって同一
強度、位相、偏光度の2つの光に分岐され、この分岐さ
れた第1および第2の光はそれぞれ独立にTEC構造を
有する複数対の光導波路1a′,1a″を介してそのレ
ンズ部1c′,1c″で平行光となり、第1の光は1/
2波長板3a、ファラデー回転子を構成する磁性ガーネ
ット5を透過し、また第2の光は磁性ガーネット5、1
/2波長板3bを透過する。それから、さらに第1およ
び第2の光はそれぞれ複数対のレンズ部1d′,1
d″、複数対の光導波路1b′,1b″を透過して第2
の光合分岐器13bに至り、該第2の光合分岐器13b
において第1および第2の光は合成され、複数の光導波
路1bから出射される。また、複数の光導波路1bから
の逆方向の透過光は第2の光合分岐器13bで分岐さ
れ、この分岐された第1および第2の光は複数対の光導
波路1b′,1b″を介してそのレンズ部1d′,1
d″で平行光となり、第1の光は磁性ガーネット5、1
/2波長板3a、レンズ部1c′の一方、光導波路1
a′を透過して第1の光合分岐器13aに至り、第2の
光は1/2波長板3b、磁性ガーネット5、レンズ部1
c″、光導波路1a″を透過して第1の光合分岐器13
aに至り、第1の光と互いに打ち消し合って透過できな
い。In the array-type optical isolator thus configured, the transmitted light in the forward direction from the plurality of optical waveguides 1a is divided into two light beams having the same intensity, phase and degree of polarization by the first optical coupler 13a. The first and second light beams are independently converted into parallel light beams at the lens portions 1c 'and 1c "via a plurality of pairs of optical waveguides 1a' and 1a" each having a TEC structure. The light of 1 is 1 /
The two-wavelength plate 3a passes through the magnetic garnet 5 constituting the Faraday rotator, and the second light is transmitted through the magnetic garnet 5, 1
/ 2 wavelength plate 3b. Then, further, the first and second lights are respectively provided with a plurality of pairs of lens portions 1d ', 1d.
d ", passing through a plurality of pairs of optical waveguides 1b 'and 1b"
Of the second optical coupler / demultiplexer 13b.
The first and second lights are combined and emitted from the plurality of optical waveguides 1b. Also, the transmitted light in the opposite direction from the plurality of optical waveguides 1b is split by the second optical coupler / splitter 13b, and the split first and second lights are transmitted through the plurality of pairs of optical waveguides 1b 'and 1b ". Lever part 1d ', 1
d ″ becomes parallel light, and the first light is magnetic garnets 5, 1
/ 2 wavelength plate 3a, one of lens portions 1c ', optical waveguide 1
a ', and reaches the first optical splitter 13a. The second light is a half-wave plate 3b, a magnetic garnet 5, and a lens unit 1.
c ", through the optical waveguide 1a" and through the first optical coupler 13
As a result, the first light and the first light cancel each other out and cannot be transmitted.
【0041】なお、図5に示す第5の実施形態の光アイ
ソレータでは、TEC構造を有する光導波路1a′,1
a″および光導波路1b′,1b″を使用しているが、
この代わりに先球レンズ付き光導波路、その他の構成要
素を使用してもよいものである。In the optical isolator of the fifth embodiment shown in FIG. 5, the optical waveguides 1a 'and 1
a ″ and the optical waveguides 1b ′ and 1b ″,
Instead, an optical waveguide with a spherical lens and other components may be used.
【0042】図6(a),(b)は、それぞれ本発明の
第6の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す上面
図および縦断面図である。同図に示す第6の実施形態の
光アイソレータは、図5に示した第5の実施形態の光ア
イソレータにおいて、ファラデー回転子として一体型の
磁性ガーネット5の代わりに図2、図4に示したように
2分割された磁性ガーネット9a,9bを使用した点が
異なるものであり、その他の構成、作用、効果は同じで
ある。FIGS. 6A and 6B are a top view and a vertical sectional view, respectively, showing the structure of an optical isolator according to a sixth embodiment of the present invention. The optical isolator according to the sixth embodiment shown in the same drawing is different from the optical isolator according to the fifth embodiment shown in FIG. 5 in that the Faraday rotator is shown in FIGS. 2 and 4 instead of the integrated magnetic garnet 5. The difference is that the magnetic garnets 9a and 9b divided into two parts are used as described above, and other configurations, operations and effects are the same.
【0043】また、第5および第6の実施形態の光アイ
ソレータの利点は、光合分岐器透過後の2分離光がそれ
ぞれ独立に光学素子に導かれる点であり、このために上
下の光学素子の接続箇所の面の近傍を透過する光がほぼ
ゼロとなり、この面の存在に起因する反射・散乱の影響
をほぼ完全に消滅させることができる。従って、上述し
た各実施形態に比べ光学特性の面でより優れた光アイソ
レータを構成可能である。なお、その際には独立な光ア
イソレータ構成をとる各領域において、2本のTEC構
造を有する光導波路1a,1a′,1a″,1b,1
b′,1b″を含めた各分離光の光路長を正確に制御す
る必要がある。これは組立時にTEC構造を有する光導
波路端面間の距離を光学的に互いに調整することで実施
可能であるが、図1〜図4に示した各実施形態に比べ、
各領域の2個の光合分岐器13a,13bやTEC構造
を有する光導波路の存在により光アイソレータの全長が
若干長くなってしまう点はやむを得ない。しかし、例え
ば光導波路をガラス基板上にPLC(Planar Lightwave
Circuit)構造の光導波路として構成し、光合分岐器の
作用をこのPLC構造部に持たせる構成とすれば小型化
は可能である。An advantage of the optical isolators according to the fifth and sixth embodiments is that the two separated light beams having passed through the optical multiplexer / demultiplexer are independently guided to the optical elements. Light passing through the vicinity of the surface at the connection point becomes substantially zero, and the influence of reflection and scattering caused by the presence of this surface can be almost completely eliminated. Therefore, it is possible to configure an optical isolator that is more excellent in optical characteristics than the above-described embodiments. In this case, in each region having an independent optical isolator configuration, the optical waveguides 1a, 1a ', 1a ", 1b, 1 having two TEC structures are provided.
It is necessary to precisely control the optical path length of each separated light including b 'and 1b ". This can be performed by optically adjusting the distance between the end faces of the optical waveguides having the TEC structure during assembly. However, compared to the embodiments shown in FIGS.
It is inevitable that the total length of the optical isolator is slightly increased due to the presence of the two optical couplers 13a and 13b and the optical waveguide having the TEC structure in each region. However, for example, an optical waveguide is formed on a glass substrate by PLC (Planar Lightwave).
If the configuration is made as an optical waveguide having a (Circuit) structure, and the function of the optical coupler is given to the PLC structure, the size can be reduced.
【0044】また、第5および第6の実施形態において
は、透過光が光合分岐器13a,13bにより互いに離
れた2種の独立した分離光となっているために、光学素
子端部の段差構造による反射・散乱を考慮する必要はな
い。この構造では図1〜図4の実施形態の場合をしのぐ
優れた光学特性の光アイソレータを構成できるが、各透
過光当り4本の光導波路1a′,1a″,1b′,1
b″と2個の光合分岐器13a,13bを用いるために
若干構成が大きくなる他、2分離光の光路長差が生じな
いように光導波路の全長、および接合領域を十分に管理
する必要がある。この光路長差が生じないようにするた
めにはガラスなどの基板上に光導波路を形成したPLC
(Planar Lightwave Circuit)構造を用いる方法、ある
いはガラス基板やSi基板等に光ファイバを固定し加工
する方法などが有効である。なお、この方法を具体化す
る方法として、光合分岐器の作用をPLC構造を有する
光導波路が行う場合には、光導波路をファラデー回転子
と1/2波長板の中央に設置するのではなく、少しずら
した形で設置する。Further, in the fifth and sixth embodiments, the transmitted light is two kinds of independent separated lights separated from each other by the optical couplers 13a and 13b. It is not necessary to consider the reflection and scattering caused by light. With this structure, an optical isolator having better optical characteristics than the embodiment of FIGS. 1 to 4 can be constructed, but four optical waveguides 1a ', 1a ", 1b', 1 for each transmitted light.
b "and two optical couplers 13a and 13b, the configuration becomes slightly larger. In addition, it is necessary to sufficiently manage the entire length of the optical waveguide and the junction area so that the optical path length difference of the two separated lights does not occur. In order to prevent the optical path length difference from occurring, a PLC in which an optical waveguide is formed on a substrate such as glass is used.
A method using a (Planar Lightwave Circuit) structure or a method of fixing and processing an optical fiber on a glass substrate, a Si substrate, or the like is effective. In addition, as a method of embodying this method, when an optical waveguide having a PLC structure performs the function of the optical coupler, instead of installing the optical waveguide at the center of the Faraday rotator and the half-wave plate, Set up slightly shifted.
【0045】図7(a),(b)は、それぞれ本発明の
第7の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す斜視
図および縦断面図である。同図に示す実施形態の光アイ
ソレータは、上述したようにガラス基板上にPLC構造
の光導波路を形成し、光合分岐器の作用を該光導波路に
よって達成するように構成したものである。図7におい
て、3a,3bおよび9a,9bはそれぞれ上述した1
/2波長板およびファラデー回転子を構成する磁性ガー
ネットであり、15a,15bはPLC構造を有する光
導波路である。また、7は基板である。FIGS. 7A and 7B are a perspective view and a longitudinal sectional view, respectively, showing the structure of an optical isolator according to a seventh embodiment of the present invention. The optical isolator according to the embodiment shown in the figure has a configuration in which an optical waveguide having a PLC structure is formed on a glass substrate as described above, and the function of an optical coupler is achieved by the optical waveguide. In FIG. 7, 3a and 3b and 9a and 9b respectively correspond to 1
A magnetic garnet constituting a half-wave plate and a Faraday rotator, and 15a and 15b are optical waveguides having a PLC structure. Reference numeral 7 denotes a substrate.
【0046】このように構成される光アイソレータで
は、左側のPLC構造を有する光導波路15aから入射
する順方向の透過光はPLC構造の領域で2つの光に分
離され、それぞれ独立に磁性ガーネット9a,9bおよ
び1/2波長板3a,3bを透過して、右側のPLC構
造を有する光導波路15bに入射し、そのPLC構造部
で合成され、該光導波路15bから出射する。そして、
透過光が左側の光導波路15aのPLC構造部で分離さ
れる際に両者の位相は90゜ずれることになるが、これ
は右側の光導波路15bのPLC構造部で再合成される
際に同じ位相ずれが与えられることで打ち消され、結果
には影響を与えない。In the optical isolator thus configured, the forward transmitted light entering from the left side optical waveguide 15a having the PLC structure is split into two lights in the PLC structure region, and each of them is independent of the magnetic garnet 9a, 9a. The light passes through the 9b and the half-wave plates 3a and 3b, enters the right optical waveguide 15b having a PLC structure, is synthesized by the PLC structure, and emerges from the optical waveguide 15b. And
When the transmitted light is separated by the PLC structure of the left optical waveguide 15a, the phases thereof are shifted by 90 °, but this is the same phase when re-combined by the PLC structure of the right optical waveguide 15b. The offset cancels out and does not affect the result.
【0047】また、右側の光導波路15bから入射する
逆方向の透過光は光導波路15bのPLC構造部で合成
され、2つの光に分離され、それぞれ独立に磁性ガーネ
ット9a,9bおよび1/2波長板3a,3bを透過し
て、左側のPLC構造を有する光導波路15bに入射
し、そのPLC構造部で再合成される際に互いに打ち消
され、アレイ型の光アイソレータ内部を透過することは
できない。The transmitted light in the opposite direction, which is incident from the right optical waveguide 15b, is synthesized by the PLC structure of the optical waveguide 15b, separated into two lights, and is independently independent of the magnetic garnets 9a, 9b and 1/2 wavelength. The light passes through the plates 3a and 3b, enters the optical waveguide 15b having the left PLC structure, is canceled by each other when recombined in the PLC structure, and cannot pass through the inside of the array type optical isolator.
【0048】なお、図7に示す実施形態では、ファラデ
ー回転子を構成する磁性ガーネット9a,9bは2分割
された形状の素子が使用されているが、この代わりに図
1、図3、図5に示すような一体型のファラデー回転子
である磁性ガーネットを使用してもよいものである。In the embodiment shown in FIG. 7, the magnetic garnets 9a and 9b constituting the Faraday rotator are formed of two-part elements, but instead of FIGS. 1, 3 and 5, A magnetic garnet, which is an integrated Faraday rotator as shown in FIG.
【0049】図7の光アイソレータにおいて、基板7上
の左右2本の光導波路15a,15bとも1/2波長板
側には透過光が直線的に入射し、磁性ガーネット9a,
9b(ファラデー回転子)の側には回り込むように入射
する。この光導波路の形状および面積を適切に設計する
ことにより入射光を同じ光強度の2つの分離光に分ける
ことができ、それぞれ1/2波長板および磁性ガーネッ
トに別々に入射させることが可能である。ただし磁性ガ
ーネット側の分離光は位相が90゜遅れている。基板上
にこのような光導波路を形成することにより、本実施形
態の光合分岐器を容易に形成することができる。In both optical waveguides 15a and 15b on the substrate 7, the transmitted light is linearly incident on the half-wave plate side in the optical isolator of FIG.
9b (Faraday rotator) is incident so as to wrap around. By appropriately designing the shape and area of the optical waveguide, incident light can be divided into two separated lights having the same light intensity, and can be separately incident on the half-wave plate and the magnetic garnet. . However, the phase of the separated light on the magnetic garnet side is delayed by 90 °. By forming such an optical waveguide on a substrate, the optical coupler of the present embodiment can be easily formed.
【0050】図8(a),(b)は、それぞれ本発明の
第8の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す上面
図および縦断面図である。同図に示す第8の実施形態の
光アイソレータは、図2に示す第2の実施形態の光アイ
ソレータにおいてファラデー回転子である磁性ガーネッ
ト9a,9bと1/2波長板3a,3bからなる光学素
子の光透過面を透過光に対して垂直面から傾斜して配設
し、これにより光学素子の表面での光反射による光学特
性の劣化を防止するように構成した点が異なるものであ
り、その他の構成、作用、効果は図2の第2の実施形態
の光アイソレータと同じである。FIGS. 8A and 8B are a top view and a longitudinal sectional view, respectively, showing the structure of an optical isolator according to an eighth embodiment of the present invention. The optical isolator according to the eighth embodiment shown in FIG. 11 is an optical element comprising magnetic garnets 9a and 9b, which are Faraday rotators, and half-wave plates 3a and 3b in the optical isolator according to the second embodiment shown in FIG. The light transmission surface of the optical element is arranged so as to be inclined from the vertical plane with respect to the transmitted light, thereby preventing deterioration of optical characteristics due to light reflection on the surface of the optical element. Is the same as the optical isolator of the second embodiment shown in FIG.
【0051】図9(a),(b)は、それぞれ本発明の
第9の実施形態に係る光アイソレータの構成を示す上面
図および縦断面図である。同図に示す第9の実施形態の
光アイソレータは、図4に示す第4の実施形態の光アイ
ソレータにおいてファラデー回転子である磁性ガーネッ
ト9a,9bと1/2波長板3a,3bからなる光学素
子の光透過面を透過光に対して垂直面から傾斜して配設
し、これにより図8の第8の実施形態の光アイソレータ
と同様に光学素子の表面での光反射による光学特性の劣
化を防止するように構成した点が異なるものであり、そ
の他の構成、作用、効果は図4の第4の実施形態の光ア
イソレータと同じである。FIGS. 9A and 9B are a top view and a vertical sectional view, respectively, showing the structure of an optical isolator according to a ninth embodiment of the present invention. The optical isolator according to the ninth embodiment shown in FIG. 14 is an optical element comprising magnetic garnets 9a and 9b, which are Faraday rotators, and half-wave plates 3a and 3b in the optical isolator according to the fourth embodiment shown in FIG. The light transmitting surface of the optical device is disposed so as to be inclined from the vertical surface with respect to the transmitted light. This is different from the optical isolator according to the fourth embodiment shown in FIG. 4 in that the configuration, operation and effect are the same.
【0052】第8および第9の実施形態のように、磁性
ガーネット9a,9bおよび1/2波長板3a,3bか
らなる光学素子を傾斜して配設することにより、光学素
子表面での反射光が光導波路内に戻り光として再侵入す
ることが防止できる。この光学素子の傾斜は上面図にお
いて斜めに見える方向に傾ける必要がある。これに反し
て傾ける方向を各実施形態の縦断面図において斜めに見
える方向(図8、図9においてあおりの方向)としてし
まうと、順逆各方向の透過光のうち光学素子の上下の接
合部分を透過する光の割合が増加するため光アイソレー
タの光学特性が劣化する原因となる。従って、光学素子
をこの方向に傾けることを避けなければならない。な
お、ファラデー回転子および1/2波長板を使用する光
デバイスの場合、その傾き角度は4゜〜8゜であること
が多い。As in the eighth and ninth embodiments, the optical element composed of the magnetic garnets 9a, 9b and the half-wave plates 3a, 3b is disposed at an angle, so that the reflected light on the surface of the optical element can be obtained. Can be prevented from reentering the optical waveguide as return light. It is necessary to tilt the optical element in a direction obliquely viewed in the top view. On the other hand, if the direction of inclination is defined as a direction obliquely viewed in the vertical cross-sectional view of each embodiment (the direction of tilt in FIGS. 8 and 9), the upper and lower joining portions of the optical element in the transmitted light in the forward and reverse directions are determined. Since the ratio of transmitted light increases, it causes deterioration of the optical characteristics of the optical isolator. Therefore, it is necessary to avoid tilting the optical element in this direction. In the case of an optical device using a Faraday rotator and a half-wave plate, the inclination angle is often 4 ° to 8 °.
【0053】第8および第9の実施形態の光アイソレー
タは基板7に斜めの溝を形成して、この斜めの溝内に磁
性ガーネット9a,9bおよび1/2波長板3a,3b
からなる光学素子を配設して作製される。In the optical isolators of the eighth and ninth embodiments, an oblique groove is formed in the substrate 7, and the magnetic garnets 9a and 9b and the half-wave plates 3a and 3b are formed in the oblique groove.
It is produced by disposing an optical element consisting of
【0054】なお、第8および第9の実施形態において
は、先球レンズ付き光導波路11a,11bおよび磁性
ガーネット9a,9bを使用する場合について説明して
いるが、これらの代わりにそれぞれ図1のような一体型
の磁性ガーネット5およびTEC構造を有する光導波路
1a,1bを使用してもよいものである。In the eighth and ninth embodiments, the case where the optical waveguides 11a, 11b with the spherical lenses and the magnetic garnets 9a, 9b are used has been described. The integrated magnetic garnet 5 and the optical waveguides 1a and 1b having the TEC structure may be used.
【0055】また、上述した各実施形態においては、フ
ァラデー回転子である磁性ガーネットに磁界を印加する
手段は図面の簡単化のため図上では省略されているもの
である。In each of the above-described embodiments, the means for applying a magnetic field to the magnetic garnet, which is a Faraday rotator, is omitted in the drawing for simplification of the drawing.
【0056】[0056]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一端にレンズ部が形成された第1および第2の複数の光
導波路をそれぞれのレンズ部が対向するように並行に配
設し、この対向するレンズ部間にファラデー回転子およ
び1/2波長板からなる光学素子を配設して、アレイ型
の光アイソレータを構成しているので、光導波路とレン
ズ部を予め光学調整して一体化でき、レンズ部間の透過
光を常に平行光またはそれに近いものにすることがで
き、光アイソレータの光学的特性を向上しうるととも
に、組立時に光導波路とレンズ部間の光学調整が不要と
なり、組立後の調整が容易となる。また、レンズ部を別
途保持する構造が不要であって小型化可能であるととも
に光学素子の小型化により、経済化、光学特性の向上を
図ることができる。As described above, according to the present invention,
First and second plurality of optical waveguides each having a lens portion formed at one end are disposed in parallel so that the respective lens portions face each other, and a Faraday rotator and a half-wave plate are provided between the facing lens portions. Since an optical element consisting of is arranged to constitute an array-type optical isolator, the optical waveguide and the lens unit can be optically adjusted in advance and integrated, and the transmitted light between the lens units is always parallel light or close thereto. The optical characteristics of the optical isolator can be improved, and the optical adjustment between the optical waveguide and the lens portion is not required at the time of assembling, so that the adjustment after assembling becomes easy. In addition, a structure for separately holding the lens unit is not required, so that the size can be reduced, and the size of the optical element can be reduced, so that economy and improvement in optical characteristics can be achieved.
【0057】また、本発明によれば、一端にレンズ部が
形成された第1および第2の複数対の光導波路をそれぞ
れのレンズ部が対向するように並行に配設し、この対向
するレンズ部間にファラデー回転子および1/2波長板
からなる光学素子を配設することに加えて、第1および
第2の複数の光導波路の途中にそれぞれ光合分岐手段を
設けて、光の分岐合成を行っているので、透過光が光合
分岐手段により互いに離れて独立した分離光となるた
め、光学素子の端部の段差構造による反射、散乱を考慮
する必要がなく、優れた光学特性を有するアレイ型の光
アイソレータを構成することができる。According to the present invention, a plurality of first and second pairs of optical waveguides each having a lens portion formed at one end are arranged in parallel so that the respective lens portions face each other. In addition to disposing an optical element comprising a Faraday rotator and a half-wave plate between the portions, a light combining / branching means is provided in the middle of each of the first and second plurality of optical waveguides, thereby branching and combining light. Since the transmitted light is separated and separated separately from each other by the light combining / branching means, there is no need to consider reflection and scattering due to the step structure at the end of the optical element, and the array has excellent optical characteristics. Type optical isolators can be configured.
【0058】更に、本発明によれば、PLC構造を有す
る第1および第2の複数の光導波路を互いに対向するよ
うに並列に配設して、両光導波路の間にファラデー回転
子および1/2波長板からなる光学素子を配設している
ので、独立して光合分岐手段を設けることなく、透過光
の分岐、合成がPLC構造で行うことができ、小型化で
き、優れた光学特性を有するアレイ型の光アイソレータ
を構成することができる。Further, according to the present invention, the first and second plurality of optical waveguides having the PLC structure are arranged in parallel so as to face each other, and the Faraday rotator and the 1 / Since an optical element composed of a two-wavelength plate is provided, it is possible to branch and combine transmitted light with a PLC structure without providing an independent light combining / branching means, which enables downsizing and excellent optical characteristics. An array-type optical isolator can be configured.
【0059】本発明によれば、ファラデー回転子および
第1および第2の1/2波長板の光透過面は透過光に対
して垂直な面から傾斜して配設されているので、光学素
子での反射光が光導波路内に戻り光として再侵入するこ
とを防止でき、光学素子の表面での反射光の影響を低減
することができる。According to the present invention, since the light transmitting surfaces of the Faraday rotator and the first and second half-wave plates are disposed obliquely from the surface perpendicular to the transmitted light, the optical element Can be prevented from returning to the optical waveguide and returning to the optical waveguide, and the effect of the reflected light on the surface of the optical element can be reduced.
【図1】本発明の第1の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す上面図および縦断面図である。FIGS. 1A and 1B are a top view and a vertical sectional view showing a configuration of an optical isolator according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す上面図および縦断面図である。FIGS. 2A and 2B are a top view and a vertical sectional view showing a configuration of an optical isolator according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す上面図および縦断面図である。FIGS. 3A and 3B are a top view and a vertical sectional view illustrating a configuration of an optical isolator according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す上面図および縦断面図である。FIGS. 4A and 4B are a top view and a vertical sectional view showing a configuration of an optical isolator according to a fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す上面図および縦断面図である。FIGS. 5A and 5B are a top view and a vertical sectional view showing a configuration of an optical isolator according to a fifth embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第6の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す上面図および縦断面図である。FIGS. 6A and 6B are a top view and a vertical sectional view illustrating a configuration of an optical isolator according to a sixth embodiment of the present invention.
【図7】本発明の第7の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す斜視図および縦断面図である。FIGS. 7A and 7B are a perspective view and a longitudinal sectional view showing a configuration of an optical isolator according to a seventh embodiment of the present invention.
【図8】本発明の第8の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す上面図および縦断面図である。FIG. 8 is a top view and a longitudinal sectional view showing a configuration of an optical isolator according to an eighth embodiment of the present invention.
【図9】本発明の第9の実施形態に係る光アイソレータ
の構成を示す上面図および縦断面図である。FIGS. 9A and 9B are a top view and a vertical sectional view showing a configuration of an optical isolator according to a ninth embodiment of the present invention.
【図10】従来の光アイソレータの構成を示す図であ
る。FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional optical isolator.
1a,1b TEC構造を有する光導波路 1c,1d,11c,11d レンズ部 3a,3b 1/2波長板 5,9a,9b 磁性ガーネット(ファラデー回転子) 7 基板 11a,11b 先球レンズ付き光導波路 13a,13b 光合分岐器 15a,15b PLC構造を有する光導波路 1a, 1b Optical waveguide having TEC structure 1c, 1d, 11c, 11d Lens portion 3a, 3b 1/2 wavelength plate 5, 9a, 9b Magnetic garnet (Faraday rotator) 7 Substrate 11a, 11b Optical waveguide with forward lens 13a , 13b Optical multiplexer / demultiplexer 15a, 15b Optical waveguide having PLC structure
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 館 彰之 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 杉本 直登 東京都新宿区西新宿三丁目19番2号 日本 電信電話株式会社内 (72)発明者 木村 昌行 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 株式会社トーキン内 (72)発明者 川村 卓也 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 株式会社トーキン内 (72)発明者 土屋 治彦 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 株式会社トーキン内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Akiyuki Kan, Nippon Telegraph and Telephone Corporation 3-2-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo Japan (72) Naoto Sugimoto 3-19, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo No. 2 Nippon Telegraph and Telephone Corporation (72) Inventor Masayuki Kimura 6-7-1, Koriyama, Taishiro-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Tokin Co., Ltd. (72) Takuya Kawamura 6-7, Koriyama, Tashiro-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture No. 1 Tokin Co., Ltd. (72) Inventor Haruhiko Tsuchiya 6-7-1, Koriyama, Taishiro-ku, Sendai, Miyagi Prefecture Tokin Co., Ltd.
Claims (6)
に配設された第1の複数の光導波路と、 該第1の複数の光導波路のそれぞれの前記レンズ部に対
向してレンズ部が各々の一端に形成され、並行に配設さ
れている第2の複数の光導波路と、 前記第1および第2の複数の光導波路のレンズ部の間に
配設されているファラデー回転子と、 前記第1の複数の光導波路の各レンズ部からの光の第1
の半分が透過し、第2の半分の光は前記ファラデー回転
子を直接透過するように前記第1の複数の光導波路のレ
ンズ部に対向する前記ファラデー回転子の第1の面の第
1の半分側に接合された第1の1/2波長板と、 前記ファラデー回転子の前記第1の面と反対側の第2の
面の第2の半分側に接合され、該ファラデー回転子の第
2の面の第2の半分側からの前記第2の半分の光が透過
して、前記第2の複数の光導波路のレンズ部に入射し、
前記ファラデー回転子からの前記第1の半分の光は直接
前記第2の複数の光導波路のレンズ部に入射する第2の
1/2波長板と、 前記ファラデー回転子に磁界を印加する磁界印加手段と
を有することを特徴とする光アイソレータ。1. A lens unit formed at one end of each of the first plurality of optical waveguides disposed in parallel with each other, and a lens unit facing each of the lens units of the first plurality of optical waveguides. Formed at one end of each of the plurality of optical waveguides and disposed in parallel with each other, and a Faraday rotator disposed between lens portions of the first and second plurality of optical waveguides. A first light beam from each lens portion of the first plurality of optical waveguides;
Of the Faraday rotator facing the lens portion of the first plurality of optical waveguides so that half of the light is transmitted and the second half of the light is transmitted directly through the Faraday rotator. A first half-wave plate joined to one half of the Faraday rotator; a first half-wave plate joined to a second half of a second surface opposite to the first surface of the Faraday rotator; The second half light from the second half side of the second surface is transmitted and incident on the lens portions of the second plurality of optical waveguides;
A second half-wave plate that directly receives the first half light from the Faraday rotator into a lens portion of the second plurality of optical waveguides; and a magnetic field application that applies a magnetic field to the Faraday rotator. And an optical isolator.
と、 該第1の複数の光導波路のそれぞれの一端にそれぞれの
一方の側が接続され、該それぞれの一方の側から入射し
た光をそれぞれ2つに分岐してそれぞれの対の他方の側
から出射し、それぞれの対の他方の側から入射した光を
合成してそれぞれの一方の側から出射する第1の複数の
光合分岐手段と、 該第1の複数の光合分岐手段によって分岐された第1お
よび第2の光をそれぞれ別々に導くべく該第1の複数の
光合分岐手段のそれぞれの対の他方の側にそれぞれの対
の一端が接続され、それぞれの対の他端に対のレンズ部
がそれぞれ形成されている第1の複数対の光導波路と、 該第1の複数対の光導波路のそれぞれの対の他端に形成
された前記それぞれの対のレンズ部にそれぞれ対向して
対のレンズ部がそれぞれの対の一端に形成され、並行に
配設されている第2の複数対の光導波路と、 該第2の複数対の光導波路のそれぞれの対の他端にそれ
ぞれの対の一方の側が接続されて、該第2の複数対の光
導波路のそれぞれの対の他端からそれぞれの対の一方の
側に入射する光を合成して、それぞれの他方の側から出
射し、それぞれの他方の側から入射した光をそれぞれ2
つに分岐してそれぞれの対の一方の側から出射する第2
の複数の光合分岐手段と、 該第2の複数の光合分岐手段の他方の側に接続され、平
行に配設された第2の複数の光導波路と、 前記第1および第2の複数対の光導波路のそれぞれの対
のレンズ部の間に配設され、前記第1の複数対の光導波
路のそれぞれの対のレンズ部の各一方のレンズ部からの
光が一方の側に直接入射し、前記第2の複数対の光導波
路のそれぞれの対のレンズ部の各一方のレンズ部からの
光が他方の側に直接入射するファラデー回転子と、 該ファラデー回転子の一方の面と前記第1の複数対の光
導波路のそれぞれの対のレンズ部の各他方のレンズ部と
の間に配設されている第1の1/2波長板と、 前記ファラデー回転子の他方の面と前記第2の複数の光
導波路のそれぞれの対のレンズ部の各他方のレンズ部と
の間に配設されている第2の1/2波長板と、 前記ファラデー回転子に磁界を印加する磁界印加手段と
を有することを特徴とする光アイソレータ。2. A first plurality of optical waveguides arranged in parallel, and one end of each of the first plurality of optical waveguides is connected to one end of each of the first plurality of optical waveguides, and light is incident from one side of each of the first plurality of optical waveguides. A first plurality of light combining / branching units each of which splits light into two and emits light from the other side of each pair, combines light incident from the other side of each pair and emits the light from one side of each pair Means, and a respective pair on the other side of each pair of the first plurality of light combining / branching means for separately guiding the first and second lights respectively branched by the first plurality of light combining / branching means. Are connected to each other, and a pair of lens portions are formed at the other end of each pair, respectively, and at the other end of each pair of the first plurality of pairs of optical waveguides. Each of the paired lens portions formed is opposed to each other. A pair of lens portions are formed at one end of each pair, and a second plurality of pairs of optical waveguides are provided in parallel; and a second pair of optical waveguides are formed at the other end of each pair of the second plurality of optical waveguides. One side of each pair is connected to combine light incident on one side of each pair from the other end of each pair of the second plurality of optical waveguides, and from each other side. Outgoing and incident light from each other side
Split into two and exit from one side of each pair
A plurality of optical coupling / branching means; a second plurality of optical waveguides connected to the other side of the second plurality of optical coupling / branching means and arranged in parallel; The first plurality of pairs of optical waveguides are disposed between each pair of lens portions, and light from each one of the paired lens portions of the first plurality of optical waveguides is directly incident on one side; A Faraday rotator on which light from one lens unit of each pair of lens units of the second plurality of pairs of optical waveguides is directly incident on the other side; one surface of the Faraday rotator and the first surface; A first half-wave plate disposed between each pair of lens portions of the plurality of pairs of optical waveguides, and the other surface of the Faraday rotator and the second half-wave plate. Disposed between each pair of lens portions of the plurality of optical waveguides and the other lens portion. An optical isolator comprising: a second half-wave plate; and a magnetic field applying means for applying a magnetic field to the Faraday rotator.
よび前記第1および第2の複数対の光導波路は、前記レ
ンズ部として拡大部を有するTEC構造の光導波路であ
ることを特徴とする請求項1または2記載の光アイソレ
ータ。3. The optical waveguide according to claim 1, wherein said first and second plurality of optical waveguides and said first and second plurality of pairs of optical waveguides are optical waveguides having a TEC structure having an enlarged portion as said lens portion. The optical isolator according to claim 1 or 2, wherein:
よび前記第1および第2の複数対の光導波路は、前記レ
ンズ部として先球レンズを有する先球レンズ付き光導波
路であることを特徴とする請求項1または2記載の光ア
イソレータ。4. The method according to claim 1, wherein the first and second pluralities of optical waveguides and the first and second pluralities of pairs of optical waveguides are optical waveguides with a spherical lens having a spherical lens as the lens portion. The optical isolator according to claim 1 or 2, wherein:
1の複数の光導波路と、 該第1の複数の光導波路のそれぞれの一端に各々の一端
が対向して並行に配設されたPCL構造を有する第2の
複数の光導波路と、 前記第1および第2の複数の光導波路の対向端部の間に
配設されているファラデー回転子と、 前記第1の複数の光導波路のそれぞれの一端からの光の
第1の半分が透過し、第2の半分の光は前記ファラデー
回転子を直接透過するように前記第1の複数の光導波路
のそれぞれの一端に対向する前記ファラデー回転子の第
1の面の第1の半分側に接合された第1の1/2波長板
と、 前記ファラデー回転子の前記第1の面と反対側の第2の
面の第2の半分側に接合され、該ファラデー回転子の第
2の面の第2の半分側からの前記第2の半分の光が透過
して、前記第2の複数の光導波路に入射し、前記ファラ
デー回転子からの前記第1の半分の光は直接前記第2の
複数の光導波路に入射する第2の1/2波長板と、 前記ファラデー回転子に磁界を印加する磁界印加手段と
を有することを特徴とする光アイソレータ。5. A first plurality of optical waveguides having a PLC structure disposed in parallel, and one end of each of the first plurality of optical waveguides is disposed in parallel with one end of each of the first plurality of optical waveguides. A second plurality of optical waveguides having a PCL structure; a Faraday rotator disposed between opposing ends of the first and second plurality of optical waveguides; The Faraday rotator opposing one end of each of the first plurality of optical waveguides such that a first half of light from each one end is transmitted and a second half of light is transmitted directly through the Faraday rotator. A first half-wave plate joined to a first half of the first surface of the child, and a second half of a second surface of the Faraday rotator opposite the first surface. And a second half of the second face of the Faraday rotator from the second half side. Minute light is transmitted and is incident on the second plurality of optical waveguides, and the first half light from the Faraday rotator is directly incident on the second plurality of optical waveguides. An optical isolator comprising: a half-wave plate; and a magnetic field applying unit that applies a magnetic field to the Faraday rotator.
よび第2の1/2波長板の光透過面は透過光に対して垂
直な面から傾斜して配設されていることを特徴とする請
求項1乃至5のいずれかに記載の光アイソレータ。6. The light transmission surface of the Faraday rotator and the first and second half-wave plates are disposed so as to be inclined from a plane perpendicular to the transmitted light. Item 6. The optical isolator according to any one of Items 1 to 5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21201697A JPH1152293A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21201697A JPH1152293A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Optical isolator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1152293A true JPH1152293A (en) | 1999-02-26 |
Family
ID=16615490
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21201697A Pending JPH1152293A (en) | 1997-08-06 | 1997-08-06 | Optical isolator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1152293A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210373244A1 (en) * | 2018-11-22 | 2021-12-02 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical Interconnect Structure |
-
1997
- 1997-08-06 JP JP21201697A patent/JPH1152293A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20210373244A1 (en) * | 2018-11-22 | 2021-12-02 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical Interconnect Structure |
US11960123B2 (en) * | 2018-11-22 | 2024-04-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical interconnect structure |
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