JPS58132722A - 光アイソレ−タ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は光アイソレータ装置に関するものである。

従来との種の光ア・イソレータ装置として、第１図に示
すものがあった。図において、１１は偏光子、１２は１
１の偏波面に対して４５’傾いた偏波面をもつ偏光子、
１３はファラデー回転効果をおこす材質でできたファラ
デー回転素子、１４は７アラデ一回転素子１３に、入射
偏光偏波面を４・５゜回転させるだけの強度の磁界を印
加するリング状の永久磁石、１５は光軸、１６はファラ
デー回転素子１３の表面にコートした反射膜、１７は永
久磁石１４及び偏光子１１．１２を支持固定しているケ
ースである。図に示すように、ファラデー回転素子１３
は永久磁石１４内に挿入固定されている。

次に、第１図に示す光アイソレータ装置の動作について
説明する。例えば、光軸１５上を図中左から右へ入射す
る光は、偏光子１１を透過後、直線偏光となって、ファ
ラデー回転素子１３を透過する。ファラデー回転素子１
３中を伝搬中、光はその偏波面が４５°回転した状態で
偏光子１２に与えられる。このアイソレータでは、光の
偏波面と偏光子１２の傾きが一致したとき、光は偏光子
１２を透過する。

一方、光軸１５上を図中布から左へ逆方向に入射する光
は、偏光子１２．ファラデー回転素子１３を透過するこ
とにより、偏光子１１の偏波面に対して９０″傾いた偏
波面をもって直線偏光となって偏光子１１に入射される
ため、逆方向に入射する光は偏光子１１を透過しない。

このことはこの装置が光軸１５上を図中左から右へ進む
光は透過するが、右から左へ進む光は透過しない光アイ
ソレータとして働くことを意味している。

上述した動作を行う場合、光の波長に対応して。

適切な強度の磁界をファラデー回転素子に加える必要が
ある。従来、磁石１４として永久磁石を使用し、この永
久磁石１４とファラデー回転素子１３との相対位置は前
述した通シ固定されているため、フ、アラデー回転素子
１３に印加される磁界強度は一定である。したがって、
従来の光アイソレータ装置は使用する光の波長を予め定
めておき。

その波長に対応する強度をもつ磁界が印加されるように
設計されている。更に、ファラデー回転素子１３の材質
（例えば、常磁性ガラス）が温度依存性を持つ場合には
、使用温度をも設定しておき。

その温度における磁界が印加されるように構成されてい
る。したがって、従来の光アインレータ装置はある定ま
った波長でしか使用できず、且つ。

常磁性ガラスのように温度依存性を有する材質をファラ
デー回転素子として用いた装置では、温度変化によって
、ファラデー回転素子内における偏波面回転角が４５°
からずれてしまい、適切な動作が期待できなくなってし
まうという欠点を有している。

また、小さいファラデー回転素子で長い光路長を得るた
めに、ファラデー回転素子に反射膜１６をコートして、
光ファラデー回転素子内で数回反射させる光アイソレー
タ装置も提案されている。

しかしながら、この形式の装置においては９反射との関
係上、入射光と出射光とが同一の軸上にないことが多い
。このため、この光アイソレータ装置を他の光学系と組
み合せて使用する際、光軸の調整がしづらいという欠点
がある。

この発明の目的は、上記のような従来の欠点を除去する
ために　　　　　　　　　ファラデー回ノ 転素子に印加される磁界強度を可変できるようにするこ
とによって、さまざまな波長の光に対して。

しかも使用温度にあわせて適切に働くよう調整可能な光
アインレータ装置を提供することである。

本発明の他の目的は入射光・出射光を同一光軸上にのせ
ることができ、他の光学系との組み合せが容易な光アイ
ソレータ装置を提供することである。

以下、この発明の一実施例を図について説明する。第２
図（、）及び（ｂ）において、２０．２１は図のように
配置されたビームスプリッタ−，１２は２０．２１の偏
波面に対して４５°傾いた偏波面をもつ偏光子、１３は
ファラデー効果をおこす材質でできたファラデー回転素
子、１４は７アラデ一回転素子１３に、入射する偏光偏
波面を４５″回転させるだけの強度の磁界を印加するリ
ング状の永久磁石、１５は光軸、１６はファラデー回転
素子１３の表面にコートされた反射膜、２７は磁石１４
に内挿されたアルミ等の管、即ち、筒状体である。この
管２７の内側には、ビームスシリツタ２０．２１．偏光
子１２．及びファラデー回転素子１３が支持固定されて
おシ、管２７自身は磁石１４の孔に出し入れ出来るよう
になっている。

１７は、磁石１４を固定支持するケースであシ。

このケース１７の孔内には、管２７が摺動移動可能に支
持されている。

第２図（ωに示すように、ビームスシリツタ−２０，２
１は入射光を一旦、出射側に設けられた反射膜１６と対
向する位置へ折シ曲げている。ビームスシリツタ−２１
からの光は出射側の反射膜１６から偏光子１２と対向す
る位置に設けられた入射側の反射膜１６へ反射された後
、偏光子１２へ送シ出されている。この構成では、光ア
インレータ装置への入射光は出射光と同一軸上にあり。

外部の光学系との結合が容易である。

次に、第２図に示す光アイソレータ装置の動作について
説明する。まず、この実施例で用いられているビームス
プリ、ター２６．２１は組になって１つの偏光子として
働く。ビームスプリッタ−２０，２１によって構成され
る偏光子、この偏光子に対して偏波面が４５°傾いた偏
光子１２．ファラデー回転素子１３−、及び永久磁石１
４の組合せは光アイソレータの機能を備えている。

更に、この実施例に係る光アインレータ装置では、磁石
１４とファラデー回転素子１３との相対位置を可変する
だめに、管２７を磁石１４の空′間部、即ち、孔からぬ
き出すことができるように。

管２７はケース１７の内側に支持されている。したがっ
て、ファラデー回転素子１３の磁石１４に対する相対位
置を変化させれば、管２７を透過して磁石１４によりフ
ァラデー回転素子１３に印加される磁界強度がかわる。

このように、管２７を適切な位置まで、磁石１４の孔か
ら抜き出すことによって、使用する光の波長及び使用温
度に応じた最も適切な強度の磁界がファラデー回転素子
１３に印加されるように調整できる。

第３図を参照すると１本発明の他の実施例に係る光アイ
ソレータ装置は管２７をゴムブツシュ３０によシ左右方
向に移動可能に支持すると共に。

このゴムブツシュ３０をケース１７の内側ニ延ヒるフラ
ンジに固定した構成を有している。

第４図を参照すると９本発明の更に他の実施例に係る光
アイソレータ装置はケース１７のフランジと接触する管
２７の一部にねじを切った構成を有している。この構成
では、管２７を回転させることによって、磁石１４の孔
（空間部）の中心軸方向に対する管２７の位置を微調整
することができる。

更に、適当な取シ付は具を用いて、管とケースとを移動
可能に結合してもよい。

第５図（、）及び（θを参照すると９本発明の他の実施
例に係る光アイソレータ装置が示されている。

この実施例では、ケース１７の孔の中に、２つの管５０
及び５１が配置されておシ、管５０が磁石１４の空間部
内に内挿されている。管５０の内側には、第２図に示す
ようなビームスプリッタ−。

ファラデー回転素子、及び、偏光子が固定されているｈ
まだ、管５０の外側には、バネ５２が取り付けられてお
り、このバネ５２の一端は管５０に固定されたつば５２
によシ押えられている。管５０の一方の端部はガイド５
５により、管５５を回転させることなくケース１７に出
し入れ可能なように支持されている。管５ｏの他方の端
部と接触した管５１の外周には、ねじが切られている。

次に、動作について説明する。ねじを切った管５１を手
などで回すことによシ、管５０はバネ′５２を押しつけ
つつ、左へあるいは右へと移動する。この時ガイド５５
の働きによって・、管５０が５１の回転につれていっし
ょに回転することはない。

以上によって、管５１を手で回すことにより。

管５０およびその内部の偏光子・ファラデー回転素子を
、磁石１４の孔に出し入れすることができ。

ファラデー回転素子に印加される磁界強度を調整するこ
とができる。また、ガイド５５の働きで。

管５０がケース１７に対して回転しないため、光アイソ
レータ装置として他の光学系と組みあわせて使用する際
に、入射光・出射光の光軸・偏波面などの調整がたやす
くなる利点をもつ。

上記実施例では、ビームスシリツタ−２０゜２１、偏光
子１２．ファラデー回転素子１３を管２７、又は５０内
に固定して、その管２７．５０を磁石１４の孔に出し入
れすることによって、ファラデー回転素子１３に印加さ
れる磁界強度を可変でき石。

第１図を参照すると２本発明の更に他の実施例に係る光
アイソレータ装置は磁石１４空間部の中心軸に対する角
度を変化させることによシ磁界強度を調整する。この例
では管２７に固定された回転軸６２を磁石１４及びケー
ス１７によって支持し、この軸６２のまわシに管２７を
回転させる。

この回転によって、入射光及び出射光を含む光路方向の
磁界強度成分を可変できる。

この実施例の場合２回転によって入射光及び出射光の位
置が変化する。この入射及び出射位置の変化が問題とな
る場合には、管２７の代りに、管２７の位置を固定して
おき、磁石１４を角度的に変化させればよい。

第７図（ω及び（ｂ）を参照すると９本発明のもう一つ
の実施例に係る光アイソレータ装置では永久磁石の孔の
内部の磁界強度が、場所によって異なることを利用して
、永久磁石の孔の内部におけるファラデー回転素子１３
の位置を図では上下に移動させている。また、偏光子と
ファラデー回転素子は、必ずしも管２７などで一体化す
る必要はなく。

例えばファラデー回転素子のみ磁石との相対位、置を可
変にしてもよい。

上記実施例では、磁石としてリング状の永久磁石を用い
たが、他の形状の磁石を用いてもよいし。

永久磁石のかわりに電磁石を用いてもよい。

上記実施例では、ビームスプリッタ−２個を用いて、１
つの偏光子のように働かせているが、一方をミラーにし
てもよい。更に、磁石１４の着磁方向は、第２図以外の
方向であってもよく９例えばＮ極とＳ極が第２図と逆で
あってもよい。ケース１７．管２７．磁石１４は円筒形
あるいは円管状でなくても、他の形状９例えば多角形の
側面を持；ていてもよい。上記実施例では、ファラデー
回転素子１３への光の入射面・出射面に反射防止膜をコ
ートしていないが９反射防止膜をコートしてもよい。管
２７を磁石１４に対して相対的に移動させる場合につい
て主に述べたが、磁石、１４を管２７に対して移動させ
てもよいし、あるいは。

管２７及び磁石１４の双方を移動できるように構成して
もよい。

以上のように、この発明によれば、ファラデー回転素子
に印加される磁界強度、あるいは磁界強度の光軸方向成
分を可変できるよう構成したので。

使用する光の波長、使用温度に応じて最も適切に働くよ
う調整可能な光アイソレータ装置が得られｒへ る。また、ビームスシリツタ−２゛ケを使用するなどし
て、光アイソレータ装置への入射光と出射光が同一軸上
にのるように構成したので、他の光学系と組みあわせて
この光アイソレータ装置を使用する場合に、とても調整
がしやすいという利点がある。この時、ビームスシリツ
タ−２０，２１を２ケ使用することによシ１ヶのビーム
スプリッタ−のみを偏光子として使う場合よシ、はるか
に消光比がよくなる。１個だけでも消光比がすぐれた高
価なプリズムを使用する場合よシ、同等の消光比をはる
かに安価に得られるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光アイソレータ装置を示す断面側面図。 第２図（、）及び（ｂ）は、この発明の一実施例による
光アイソレータ装置を示す断面側面図および正面図であ
る。 第３図、第４図、第５図（、）及び第６図は、この発明
の他の実施例による光アイソレータ装置を一部破断して
示す側面図であり、第５図（ｂ）は第５図（、）に示さ
れた光アイソレータ装置の正面図である。 第７図（ω及び（ｂ）は、この発明の他の実施例による
光アイソレータ装置を概略的に示す断面側面図および正
面図である。 １１・・・偏光子、１２・・・偏光子、１３・・・ファ
ラデー回転素子、１４・・・永久磁石、１５・・・光軸
、１６・・・反射膜、１７・・・ケース、２０．２１・
・・ビームスプリッタ−１２７・・・管、３０・・・ゴ
ムブツシュ。 ４０・・・２７と内部は同一構造であるが、外側にねじ
が切っである管、５０・・・管、５１・・・外側にねじ
を切った管、５２・・・バネ、５４・・・つば、５５・
・・ガイド、６２・・−回転軸。 第１図 馬２図 （α）（ｂ） フ７ 苓３図 馬５図（α）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ファラデー回転素子と、該ファラデー回転素子に
   磁界を印加する磁界印加手段と、前記回゛転素子及び磁
   界印加手段の少くとも一方を相対的に移動させ、前記回
   転素子に対する磁界強度を調整する調整手段とを有する
   ことを特徴とする光アイソレータ装置。 手段−内側に前記回転素子を固定した筒状体を備え、該
   筒状体は前記磁界印加手段の内側に設けられた空間部中
   を移動できることを特徴とする光アイソレータ装置。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記磁界印加手段
   は内側に空間部を有する磁石を備え、他方、前記調整手
   段は前記空間部に内挿可能な外径を有し、且つ、内側に
   前記回転素子を固定した筒状体と、該筒状体を前記空間
   部の中心軸に対して角度的に変化できるように、前記筒
   状体を支持する支持手段とを有していることを特徴とす
   る光アイソレータ装置。 ４、　ファラデー回転素子と、該ファラデー回転素子に
   磁界を印加する磁界印加手段と、前記回転素子及び磁界
   印加手段の少くとも一方を相対的に移動させ、前記回転
   素子に対する磁界強度を調整する調整手段と、前記回転
   素子に予め定められた方向から光を入射させる手段と、
   前記回転素子から光を出射させる出射手段とを備え、前
   記出射手段は前記予め定められた方向の延長上に配置さ
   れておシ、これによって、出射光を入射光と同一軸上に
   おいて取り出し得ることを特徴とする光アイソレータ装
   置。 ５、　特許請求の範囲第４項において、前記磁界印加手
   段は内側に空間部を有する磁石を備え、前記調整手段は
   前記空間部に内挿可能な外径を有し。 内側に前記回転素子、前記入射手段、及び出射手段を固
   定した第１の筒状体と、該第１の筒状体が回転なしで、
   前記空間部の中心軸にそって移動できるように、前記第
   １の筒状体の一端を支持するガイドと、前記第１の筒状
   体の他端に当接される第２の筒状体と、該第２の筒状体
   を回転可能に支持する支持部とを有することを特徴とす
   る光アイソレータ装置。 ６、　特許請求の範囲第４項において、前記磁、界印加
   手段は内側に空間部を有する磁石を備え、他方、前記調
   整手段は前記空間部に内挿可能な外径を有し、且つ、内
   側に前記回転素子、前記入射手段、及び出射手段を固定
   した筒状体表、該筒状体を前記空間部伊件心軸に対して
   角度的に変化できるように、前記筒状体を支持する支持
   手段とを有していることを特徴とする光アインレータ装
   置。