JPS61102621A - 光アイソレ−タ - Google Patents

光アイソレ−タ

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Publication number
JPS61102621A
JPS61102621A JP22490184A JP22490184A JPS61102621A JP S61102621 A JPS61102621 A JP S61102621A JP 22490184 A JP22490184 A JP 22490184A JP 22490184 A JP22490184 A JP 22490184A JP S61102621 A JPS61102621 A JP S61102621A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
polarizing prism
prism
optical
optical axis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP22490184A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeki Watanabe
茂樹 渡辺
Hiroki Okujima
奥島 裕樹
Akira Okamoto
明 岡本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP22490184A priority Critical patent/JPS61102621A/ja
Publication of JPS61102621A publication Critical patent/JPS61102621A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4207Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
    • G02B6/4208Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
    • G02B6/4209Optical features

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光アイソレータの改良に関する。
光通信の送信部では、半導体レーザと光ファイバ等の伝
送路を光結合することが必要である。この場合、光ファ
イバの入射面、或いは伝送路の後に接続されている光回
路素子からの反射光が、再び半導体レーザに注入される
と、半導体レーザが不安定となり、光信号に含まれる雑
音が増加する。
したがって、半導体レーザと光ファイバ等の伝送路の間
に光アイソレータを挿入して、半導体レーザの発振の安
定化を計っている。
この光アイソレータを挿入にあたっては、光結合効率の
高いことが要求されている。
〔従来の技術〕
第2図は従来の光アイソレータの1例の構成図であって
、(a)は順方向の光路を、(b)は逆方向の光路をそ
れぞれ示す。
第2図において、光アイソレータは、複屈折性結晶体(
例えばルチル)よりなる第1の偏光プリズム1と、例え
ばYIG等の磁器光学結晶体よりなる平行六面体のファ
ラデー回転子3と、第1の偏光プリズム1と同形状、同
材質で、光学軸が45度傾いた第2の偏光プリズム2と
が、光軸上に順次配置され構成されている。
第1の偏光プリズム1の入射面側には、半導体レーザ5
が設置され、半導体レーザ5の出射光が、グラントムソ
ンプリズムのような偏光子6を経て第1の偏光プリズム
1の入射面に傾斜して入射するように配置されている。
また、第2の偏光プリズム2の後方には、光ファイバ7
が設置されている。
ファラデー回転子3の磁界方向は半導体レーザ5の光軸
に平行で、図示の矢印H方向であり、第1の偏光プリズ
ムlの光学軸は紙面に垂直(X軸で示す)である。また
、偏光子6の光学軸は、第 、lの偏光プリズム1の光
学軸に垂直、即ち紙面に平行(Y軸で示す)に設置され
ている。
このように構成配置されているので、半導体レーザ5の
出射光、即ち順方向の光は、第2図(alのように、偏
光子6によりY軸方向の成分のみが通過し、直線偏光で
第1の偏光プリズム1に入射する。
したがって、第1の偏光プリズム1で常光屈折率で屈折
して透過し、ファラデー回転子3に入射する。そして、
ファラデー回転子3により偏光面が45度回転され、第
2の偏光プリズム2の光学軸に垂直の偏光面となり第2
の偏光プリズム2に入射する。よって、第2の偏光プリ
ズム2においtも、常光屈折率で屈折して通過し、半導
体レーザ5の光軸に平行で、W量シフトした光として出
射する。
この光は半導体レーザ5とはWだけ平行に偏倚した位置
に設置した光ファイバ7の端面に、垂直に入射して光フ
ァイバ7に伝送される。
即ちこの光アイソレータは、半導体レーザ5の出射光の
うち、第1の偏光プリズム1に対して常光成分のみが、
光ファイバ7に光結合する。
なお、偏光子6の入射面には、無反射コーテングを施し
てあり、また第1の偏光プリズム1、ファラデー回転子
3、第2の偏光プリズム2のそれぞれの入射面にも無反
射コーテングを施し、しかもこれらの入射面に対してす
べて斜めに入射するように光路を選択しであるので、こ
れらの面からの、反射戻り光が極めて少なくて、且つ光
結合度が高い。
なお、偏光子6を、X軸方向に向けて、第1の偏光プリ
ズム1に対する入射光の偏光方向を、光学軸方向に向け
た場合にも、前述のようなことは成立する。但しこの場
合は、第1.第2の偏光プリズムの何れに対しても、異
常光屈折率で屈折して、通過することは勿論である。
次に、光ファイバ7の入射面での反射光、即ち逆方向の
光について第2図(b)を参照しながら説明する 第2の偏光プリズム2の光学軸に垂直方向の偏光面を有
している偏光が入射する場合は、この光は、第2の偏光
プリズム2に正常光として入射し、正常光屈折率で屈折
し通過して、ファラデー回転子3に入射する。
この光は、ファラデー回転子3で、偏光面が45度回転
されて、第1の偏光プリズム1の光学軸に平行(X軸方
向)となり、第1の偏光プリズム1で異常光屈折率モ屈
折し、通過して、半導体し一ザ5の光軸に対して大きく
上方に傾斜した実線m1で示す方向に出射される。なお
、この第1の偏光プリズム1は 異常光屈折率〉常光屈
折率である。
同様なことは、逆方向から第2の偏光プリズム2に入射
する光が、第2の偏光プリズム2の光学軸方向の偏光で
ある場合にも成立する。この場合は、第2の偏光プリズ
ム2に対しては異常光として、また45度ファラデー回
転後に、第1の偏光プリズムlに対しては正常光として
屈折し、第1の偏光プリズム1を通過後、半導体レーザ
5の光軸に対して大きく下方に傾斜して、鎖線m2で示
す方向に出射される。
したがって、光ファイバの反射光等の逆方向の光は、半
導体レーザ5に帰還されない。
なお、逆方向の直線偏光が、ファラデー回転子3を通過
後に楕円偏光になった場合、その短軸成分は、第2の偏
光プリズム2に対するものと同じ偏光成分として第1の
偏光プリズム1に入射し通過して、半導体レーザ5の光
軸の方向に出射される。しかしこの短軸成分光の偏光面
は、偏光子6の光学軸に垂直であるので、偏光子6を通
過しない。よって半導体レーザ5に帰還しない。
また、ファラデー回転子3を通過後の楕円偏光の消光比
(短軸成分/長軸成分)の現状は、−35dB以上であ
るので、事実上は直線偏光とみなして、差支えない。
即ち、第2図に示したものは、光アイソレータの機能を
有する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上記従来の光アイソレータは、入゛射光と
出射光とが平行にシフトして偏倚している。
このために、このような光アイソレータを送信部に組み
込む場合には、半導体レーザと光ファイバの光学軸とを
シフトして配置しなければならない。
半導体レーザと光ファイバ7とを平行にシフトして配置
することは非常に困難なことで、光結合効率が低下する
という問題点がある。
1丸〔問題点を解決するための手段〕 上記従来の問題点は、第1の偏光プリズム、第2の偏光
プリズムの入出射面が光軸に対して傾斜し、且つ、該第
1の偏光プリズムの順方向の出射光がファラデー回転子
の側面の中点において全反射して、該第2の偏光プリズ
ムに入射され、該第■の偏光プリズムへの順方向の入射
光の光軸と、該第2の偏光プリズムからの出射光の光軸
とが同一直線をなすよう構成されてなる、本発明の光ア
イソレータによって解決される。
〔作用〕
上記本発明の手段によれば、第1の偏光プリズムの入射
光と、第2の偏光プリズムからの出射光とか、同一直線
上にあるので、光源である半導体レーザと伝送路である
光ファイバとを、容易に、高精度に配置することができ
、且つ、第1、の偏光プリズムの出射光が、ファラデー
回転子の側面で全反射されるので、光結合効率が高い。
即ち従来の問題点は除去される。
〔実施例〕
以下図示実施例により、本発明の要旨を具体的    
  (1″ に説明する。なお、全図を通じて同一符号は同一対象物
を示す。
第1図は本発明の1実施例の構成図であって、(alは
順方向の光路を、(b)は逆方向の光路をそれぞれ示す
第1図において、光アイソレータは、複屈折性結晶体(
例えばルチル)よりなる第1の偏光プリズム11と、例
えばYIG等の磁器光学結晶体よりなるファラデー回転
子13と、第1の偏光プリズム11と同形状、同材質で
、光学軸が第1の偏光プリズム11の光学軸に対して4
5度傾いた第2の偏光プリズム12とが、光軸上に順次
配置され構成されている。
第1の偏光プリズム11の入射面側には、半導体レーザ
5が設置され、半導体レーザ5の出射光が、グラントム
ソンプリズムのような偏光子6を経て第1の偏光プリズ
ム11の入射面に傾斜して入射するように配置されてい
る。また、第2の偏光プリズム12の後方には1.光フ
ァイバ7が設置されている。
ファラデー回転子13の磁界方向は半導体レーザ5の光
軸に平行で、図示の矢印H方向であり、第1の偏光プリ
ズム11の光学軸は紙面に垂直(X軸で示す)な面に対
して22.5度傾斜している。また、偏光子6の光学軸
は、第1の偏光プリズム11の光学軸に垂直、即ち紙面
に平行(Y軸で示す)な面に対して22.5度傾斜する
如く設置しである。
なお、第1の偏光プリズム11の出射光が、ファラデー
回転子13の側面13aの中点で全反射角(ファラデー
回転子13の屈折率が2.2のとき全反射角e、は27
度)で投射するように、第1の偏光プリズム11への入
射角、及び第1の偏光プリズム11の頂角を選択しであ
る。また、第1の偏光プリズム11と第2の偏光プリズ
ム12とは、ファラデー回転子13に対して対称に配置
しである。
なお、第2の偏光プリズム12は、第1の偏光プリズム
11と同形のものを第1の偏光プリズム11に対して1
80度反軸反転配置したちである。
このように構成配置されているので、半導体レーザ5の
出射光、即ち順方向の光は、第1図fatのように、偏
光子6によりY軸に22.5度傾斜した成分のみが通過
し、直線偏光で第1の偏光プリズム11に入射する。
したがって、第1の偏光プリズム11で常光屈折率で屈
折して透過し、ファラデー回転子3に入射する。そして
、ファラデー回転子13の側面13aの中点で全反射し
て、ファラデー回転子13を通過する間に偏光面が45
度回転され、第2の偏光プリズム12に入射する。
この光は、第2の偏光プリズム12で常光屈折率で屈折
し通過して、第1の偏光プリズム11の入射面の入射点
と対称の出射点、即ち半導体レーザ5の光軸と同一直線
上の点で、平行な出射光となり半導体レーザ5の光軸に
一致して設置した光ファイバ7の端面に、垂直に入射し
て光ファイバ7に伝送される。
以上は半導体レーザ5の出射光のうち、第1の偏光プリ
ズム11に対して常光成分のみを考えた場合であるが、
偏光子6を第1の偏光プリズム11の光学軸方向に一致
させた場合、即ち第1の偏光プリズム11に対する異常
光を入射した場合にも同様のことが成立する。この場合
は、第1の偏光プリズム11.第2の偏光プリズム12
のいずれに対しても、異常光として屈折する。
なお、なお、偏光子6の入射面には、無反射コーテング
を施してあり、また第1の偏光プリズム11.7アラデ
一回転子13、第2の偏光プリズム12のそれぞれの入
射面にも無反射コーテングを施し、しかもこれらの入射
面に対してすべて斜めに入射するように光路を選択しで
あるので、これらの面からの、反射戻り光が極めて少な
くて、且つ光結合度が高い。
次に、光ファイバ7の入射面での反射光、即ち逆方向の
光について第1図(blを参照しながら説明する 第2の偏光プリズム12の光学軸に垂直方向の偏光面を
有している偏光が入射する場合は、この光は、第2の偏
光プリズム12に正常光として入射し、正常光屈折率で
屈折し通過して、ファラデー回転子13の側面13aに
入射角θ2で投射される。
ここにおいて、 θ2 =e。
全反射角θ1=入射角θ2 であるので、側面13aの中点で全反射して、偏光面が
45度回転されて、第1の偏光プリズム11の光学軸に
平行した偏光面(Y軸に22.5度傾斜した面)となり
、第1の偏光プリズム11に入射する。
そして異常光屈折率で屈折し、通過して、半導体レーザ
5の光軸に対して大きく上方に傾斜した実線m3で示す
方向に出射される。′ また、第2の偏光プリズム12に入射する光が光学軸方
向の偏光である場合、この光は第2の偏光プリズム12
に異常光として入射し、異常光屈折率で屈折し、ファラ
デー回転子13の側面13aに入射角e2で投射される
が、この場合 全反射角e、>入射角e2 であるので、側面13aで一部は鎖線で示す如くに、フ
ァラデー回転子13の外に出射し、他の一部は反射して
、偏光面が45度回転されて、第1の偏光プリズム11
の光学軸に垂直の偏光面(X軸に22.5度傾斜したm
)となり、第1の偏光プリズム11に入射する。
そして正常屈折率で屈折し、通過して半導体レーザー5
の光軸に対して大きく下方に傾斜した鎖線m4で示す方
向に出射される。
したがって、光ファイバの反射光等の逆方向の光は、半
導体レーザ5に帰還されない。
なお、逆方向の直線偏光が、ファラデー回転子13を通
過後に楕円偏光になった場合においても、第2図におい
て説明した通り、その影響は殆どない。
上述のように、本発明は第1の偏光プリズム11の入射
光と、第2の偏光プリズム12の出射光とが、同一直線
上にあるので、光源である半導体レーザ5と伝送路であ
る光ファイバ7とを、容易に、高精度に配置することが
でき、且つ、第1の偏光プリズム11の出射光が、ファ
ラデー回転子13の側面13aにいて全反射されるので
、光アイソレータを挿入することによる、光伝送損失を
極力低く押さえることができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、第1の偏光プリズムの入
射光と、第2の偏光プリズムの出射光とが、同一直線上
にあるので、光源と伝送路とを、容易に、高精度に配置
することができ、且つ、第1の偏光プリズムの出射光が
、ファラデー回転子の側面で全反射されるので、光アイ
ソレータ内での光伝送損失が少ない等、実用上で優れた
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例の構成図で、(alは順方向
の光路、(b)は逆方向の光路を示し、第2図は従来の
光アイソレータの構成図で、(a)は順方向の光路、(
b)は逆方向の光路を示す。 図において、 1.11は第1の偏光プリズム、 2.12は第2の偏光プリズム、 3.13はファラデー回転子、 13aはファラデー回転子の側面、 (5は半導体レーザ、 6は偏光子、 7は光ファイバをそれぞれ示す。 察1 目 率Z璽 (α)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1の偏光プリズムと、ファラデー回転子と、該第1の
    偏光プリズムに対して光学軸が45度傾いた第2の偏光
    プリズムとを、光軸上に順次配置してなる光アイソレー
    タにおいて、該第1、第2の偏光プリズムの入出射面が
    光軸に対して傾斜し、且つ該第1の偏光プリズムの順方
    向の出射光が該ファラデー回転子の側面の中点において
    全反射して該第2の偏光プリズムに入射され、該第1の
    偏光プリズムへの順方向の入射光の光軸と、該第2の偏
    光プリズムの出射光の光軸とが同一直線をなすよう構成
    されてなることを特徴とする光アイソレータ。
JP22490184A 1984-10-25 1984-10-25 光アイソレ−タ Pending JPS61102621A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22490184A JPS61102621A (ja) 1984-10-25 1984-10-25 光アイソレ−タ

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JP22490184A JPS61102621A (ja) 1984-10-25 1984-10-25 光アイソレ−タ

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JPS61102621A true JPS61102621A (ja) 1986-05-21

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JP22490184A Pending JPS61102621A (ja) 1984-10-25 1984-10-25 光アイソレ−タ

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JP (1) JPS61102621A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726801A (en) * 1994-12-21 1998-03-10 E-Tek Dynamics, Inc. Reduced optical isolator module for a miniaturized laser diode assembly
US6301045B1 (en) * 1999-01-27 2001-10-09 Alliance Fiber Optics Products, Inc. Three-port optical circulator

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5726801A (en) * 1994-12-21 1998-03-10 E-Tek Dynamics, Inc. Reduced optical isolator module for a miniaturized laser diode assembly
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