JPS6230607B2 - - Google Patents

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JPS6230607B2
JPS6230607B2 JP57228448A JP22844882A JPS6230607B2 JP S6230607 B2 JPS6230607 B2 JP S6230607B2 JP 57228448 A JP57228448 A JP 57228448A JP 22844882 A JP22844882 A JP 22844882A JP S6230607 B2 JPS6230607 B2 JP S6230607B2
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JP
Japan
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optical
magneto
light
polarizer
face
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JP57228448A
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JPS59119315A (ja
Inventor
Takayuki Nakano
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FDK Corp
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FDK Corp
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Publication date
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Publication of JPS59119315A publication Critical patent/JPS59119315A/ja
Publication of JPS6230607B2 publication Critical patent/JPS6230607B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G02F1/093Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
    • 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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、光アイソレータの改良に関し、更に
詳しくは、磁気光学効果を呈する素子自身に偏光
子としての機能をもたせることによつて、外部に
唯一個の偏光子を配置すれば済むように工夫した
光アイソレータに関するものである。
周知のように、光アイソレータは、一方向のみ
に光を伝送し、それとは逆の方向には伝送しない
ような非可逆性を有する二端子素子であり、例え
ば光通信システムで送信側の装置が受信側からの
反射光による干渉を受けないようにする場合など
に用いられるものである。
光発振器として、特に、半導体レーザーを用い
た場合には、その発振領域内に外部で反射して戻
つてきたレーザー光が入ると発振状態が乱され、
その結果、半導体レーザーの発振波形が歪み、波
長や出力が不安定となり、雑音が増大するという
問題が生じる。そのため、半導体レーザーを用い
た光通信システムでは、半導体レーザーと光フア
イバーとの間に光アイソレータが組込まれる。
従来から使用されている光アイソレータは、フ
アラデー回転素子を使用したもので、第1図A,
Bに示すように、光軸Xにそつて順次配設された
第1の偏光子1と、フアラデー回転素子2と、第
2の偏光子3とを組合せたものである。さて、同
図Aに示すように、半導体レーザー4からの光が
光フアイバー5へ向かう場合(これを順方向とい
う)について考えると、半導体レーザー4からの
光L1は第1の偏光子1を通ることによつて直線
偏光L2となり、次いでフアラデー回転素子2に
おいて外部磁界Hの作用により、入射した直線偏
光L2は、その偏光面が進行方向に向かつて例え
ば時計方向に45度回転した直線偏光L3となり、
その直線偏光L3をそのまま通過させるように光
軸に関し45度回転させて配置した第2の偏光子3
を通つて光フアイバー5に入射する。これに対し
て、同図Bに示すような逆方向の場合(例えば光
フアイバー5の端面で反射した光が半導体レーザ
ー4の方へ戻ろうとする場合)には、反射光L4
は第2の偏光子3をそのまま通過するが、フアラ
デー回転素子2によつて、今度は反時計方向に45
度回転するため得られた直線偏光L5は前述の入
射時における直線偏光L2と比べたとき偏光面が
90度回転しており、そのため第1の偏光子1によ
つて光の通過が阻止され半導体レーザー4には戻
らないのである。かくして、上記のような構成と
することによつて、光アイソレータとして有効に
機能させることができる。
しかしながら、上記のような構成の光アイソレ
ータにおいては、フアラデー回転素子の前後にそ
れぞれ偏光子を配置する必要があり、光アイソレ
ータが大型化するという欠点があつた。特に、半
導体レーザーを用いた光通信システムにおいて用
いられる光アイソレータは、極めて高性能のもの
が要求され、組込まれる偏光子は、一般に、天然
の方解石結晶を用いてプリズム状に作られたもの
であり、このため例えば一個当り数十万円という
ような非常に高価なものであるので、二個の偏光
子を必要とする光アイソレータは半導体レーザー
よりも遥かに高価なものとなつてしまい、光通信
システムを様々な分野で広く発展させていくうえ
で非常に大きな問題であつた。
本発明は、上記のような従来技術の実情に鑑み
なされたもので、その目的は、磁気光学素子の外
部に設置する必要のある偏光子数が唯一個で済む
ようにし、それによつて装置の小型化並びに軽量
化を図ることができ、また大幅な低廉化を図るこ
とができるような光アイソレータを提供すること
にある。
上記の目的を達成すべく案出された本発明は、
磁気光学材料の表面機能を巧みに応用し、磁気光
学素子自身が偏光子としての機能をも具備するよ
うに工夫したもので、唯一個の偏光子と磁気光学
素子とを組合せた光アイソレータである。そし
て、磁気光学素子は、その一端面にブリユースタ
ー角の余角に切断された傾斜面を有し、その傾斜
面で偏光作用を生じるように構成されている。
従つて本発明では磁気光学素子の傾斜した端面
に関しては、そこでの反射による光の光軸方向へ
の逆行が生じないから、傾斜面には無反射コート
を施す必要がなくなり製作し易くなるし、光軸方
向への光の逆行によるアイソレーシヨン特性の劣
化を防止できる。
以下、図面に基づき本発明について詳述する。
第2図は本発明の一実施例を模式的に示す説明図
であり、Aは光が順方向に(半導体レーザー側か
ら光フアイバー側へ)進む場合、Bは光が逆方向
に進む場合をそれぞれ示している。同図に示され
ているように、本発明に係る光アイソレータは、
磁気光学素子10と偏光子11とを組合せたもの
からなる。磁気光学素子10は磁気光学効果を呈
する材料(例えばイツトリウム−鉄−ガーネツト
単結晶)からなり、その一方の端面は、軸方向に
対し材料の屈折率に依存するブリユースター角φ
の余角(即ち90度−φ)に切断した傾斜面12
で、他方の端面は軸方向に対して垂直となるよう
切断した垂直面13であり、外部磁界Hの作用に
より入射した光の偏光面を光軸に関し45度回転さ
せうる光路長LPをもつ素子である。前記両端面
は綺麗に研磨されており、垂直面13には無反射
コート(例えば、高周波スパツタにより形成した
二酸化硅素の薄膜)が形成されている。この様な
磁気光学素子10と組合せられる偏光子11は、
従来のものと同様であつてよく、例えばプリズム
状に加工した方解石の結晶であり、前記磁気光学
素子10の垂直面13に対向し、且つ光軸が一致
し、磁気光学素子10によつて偏光面の回転させ
られた光がそのまま通過できるように光軸に関し
45度傾けた状態で配置される。
この様な構成の光アイソレータの動作は次の如
くである。第2図の場合、磁気光学素子10の傾
斜面12が半導体レーザー4の方を向くように光
アイソレータが組込まれる。先ず、同図Aに示す
ように、半導体レーザー4から放射される光L1
0は、磁気光学素子10の傾斜面12に対しブリ
ユースター角φで入射する。このとき、入斜面
(入射光線の伝播方向と入射点に立てた傾射面1
2の法線とを含む面)内で偏光している成分は全
てブリユースター角φの余角をなして屈折し、入
射面とは垂直に偏光している成分はその大部分が
反射されてしまうことになる。つまり、ブリユー
スター角φの余角に切断した端面12は偏光子と
しての機能を果たし、入射面内で偏光している成
分を磁気光学素子10の内部に導き入れるもので
ある。傾斜面12で屈折して磁気光学素子10の
内部に導入された光は、外部磁界Hの作用によつ
てその偏光面が例えば光軸Xに関し時計方向に回
転する。そのとき前述の如く、傾斜面12の入射
点から垂直面13迄の長さが、入射した光の偏光
面を45度回転させる長さに設定されているので、
磁気光学素子10を通過した光L11は、その進
行方向に対して時計方向に45度回転した偏光面を
もつ直線偏光となり、そのまま、前述の如く45度
傾いて配置されている偏光子11を通過して光フ
アイバー5に達する。
光フアイバー5は、通常石英ガラスからなり、
極めて細いものであるから、その端面に無反射コ
ーテイングを施すことが不可能で、そのため通常
約4%程度の光が端面で反射するとされている。
このため、光フアイバー5の端面で反射した光L
12は、同図Bに示すように、半導体レーザー4
の方に向かつて逆行することになる。この反射光
は偏光子11を通つて磁気光学素子10の垂直面
13に入射する。そして磁気光学素子10の内部
において、外部磁界Hの作用を受けて、光軸に対
し今度はその偏光面が反時計回りに回転すること
になる。偏光面が45度回転して傾斜面12に達し
た直線偏光は、第2図Aの場合と比較したとき90
度回転しており、このため前記傾斜面12で反射
して反射光L13となる。かくして光フアイバー
5で反射した戻り光は磁気光学素子10の傾斜面
12で反射されるため半導体レーザー4の方には
殆んど戻らなくなる。このようにして、上記のよ
うな特定構造の磁気光学素子10と偏光子11と
組合せることにより、光アイソレータを構成する
ことが出来るのである。
なお、第2図において、黒丸並びに小さな矢印
は偏光方向を模式的に示すものであり、黒丸は入
射面と垂直な偏波を示し、光軸に垂直な小矢印は
入射面内での偏波を、傾いた小矢印は入射面から
傾いた偏波をそれぞれ示している。
ところで、磁気光学材料におけるフアラデー回
転角(゜/cm)は、光の波長の関数であり、しか
も本発明では磁気光学素子の一端面が傾斜してい
るので光軸の入射位置をずらすことによつて光の
波長が変化した場合でも偏光面を45度回転させる
ことができる。このことは一種類の磁気光学素子
を、別の波長の光アイソレータに応用することが
出来ることを意味し、広帯域化でき、また部品点
数を低減できる点においても極めて有効である。
上記実施例は、磁気光学素子の傾斜面を半導体
レーザーの方に向けて配置した例であるが、逆に
第3図に示すように、偏光子11を半導体レーザ
ー4の方に向けるように配置してもよい。その場
合の光アイソレータとしての基本的な構成並びに
動作は第2図の場合と同様であるので、対応する
部分には同一符号を付し、それらについての記載
は省略する。特にこのような構成にすると、磁気
光学素子10に入つたレーザ光の極く一部が傾斜
面12で反射しても光軸方向には逆行せず分離さ
れるから、傾斜面12に無反射コートを施さなく
てもよく、またアイソレーシヨン特性の劣化を防
止することができる。
ところで、最近の半導体レーザーは、かなり偏
光度の良い直線偏光を出力し、この直線偏光に対
して垂直な偏光の戻り光は、さほど半導体レーザ
ーに影響を与えないと言われている。従つて、光
アイソレータにおける光入射側の偏光子はさほど
消光比の良好なものでなくてよい。この様な点を
考慮すれば、レーザー光が磁気光学素子の傾斜面
に入射してそこで偏光させるようにした構成は、
性能も低下させることなく極めて良好な結果がも
たらされる。
本発明は、上記のように構成した光アイソレー
タであるから、高価な偏光子が唯一個あればよい
ので、非常に安価に製作できるし、また構造も極
めて簡単で小型化、軽量化に適し、使用部品が偏
光子と磁気光学素子との2個だけだから両者の間
のみで光軸合わせを行えばよく組み立てが容易と
なるし、更には磁気光学素子の一端面は傾斜面で
あるので無反射コートが不要であり製作しやすい
など数々の優れた効果を奏しうるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図A,Bは従来技術の説明図、第2図A,
Bは本発明に係る光アイソレータの一実施例を示
す説明図、第3図は他の実施例を示す説明図であ
る。 1……第1の偏光子、2……フアラデー回転素
子、3……第2の偏光子、4……半導体レーザ
ー、5……光フアイバー、10……磁気光学素
子、11……偏光子、12……傾斜面、13……
垂直面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一方の端面はブリユースター角の余角に切断
    した傾斜面で、他方の端面は光軸に対して垂直と
    なるよう切断した垂直面であり、外部磁場の作用
    により偏光面を45度回転させうる光路長をもつ磁
    気光学素子と、該磁気光学素子の前記垂直面に対
    向し、かつ光軸が一致する如く配置される偏光子
    とを組合せたことを特徴とする光アイソレータ。
JP22844882A 1982-12-27 1982-12-27 光アイソレ−タ Granted JPS59119315A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP22844882A JPS59119315A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 光アイソレ−タ

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JP22844882A JPS59119315A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 光アイソレ−タ

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JPS59119315A JPS59119315A (ja) 1984-07-10
JPS6230607B2 true JPS6230607B2 (ja) 1987-07-03

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ID=16876647

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1325585C (zh) * 2004-06-10 2007-07-11 周学良 彩色激光打印机用黄色碳粉及其制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5670519A (en) * 1979-11-15 1981-06-12 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Light isolator

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