JPS6327811A - Optical isolator - Google Patents

Optical isolator

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JPS6327811A
JPS6327811A JP17255586A JP17255586A JPS6327811A JP S6327811 A JPS6327811 A JP S6327811A JP 17255586 A JP17255586 A JP 17255586A JP 17255586 A JP17255586 A JP 17255586A JP S6327811 A JPS6327811 A JP S6327811A
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polarizing prism
light
optical
angle
optical isolator
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Shigeki Watanabe
茂樹 渡辺
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Fujitsu Ltd
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    • 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

Abstract

PURPOSE:To obtain high coupling efficiency by setting the angle of incidence on an optical isolator so that a projection light beam does not become elliptic. CONSTITUTION:In the basic constitution of a laser diode (LD) module constituted by using the optical isolator, a light beam 38 which is emitted by an LD 32 and passed through a lens 34 to have an axially symmetric beam spread 36 is made incident on the 1st polarizing prism 20 of the optical isolator 18 at an angle theta0 of incidence to become a light beam 40 which has an optical axis parallel to the optical axis of the light beam 38 when projected. In this case, the angle of incidence is set to theta0 so that the ellipticity epsilon of the projection beam pattern is 0, so the beam pattern 39 of the light beam 40 projected from the 2nd polarizing prism 22 becomes axially symmetrical and can be guided efficiently to a single-mode optical fiber SMF 44 by a lens 42.

Description

【発明の詳細な説明】 II!!   要 光フアイバ伝送システムの光源となるLDモジ−ルに用
いる光アイソレータにおいて、出射される光ビーム拡が
りの楕円化が光アイソレータを構成する偏光プリズムへ
の入射角に依存づることを明らかにし、この楕円化が起
こらないように、つまり出射光のビーム拡がりが軸対称
となるように前記入射角を設定して、Lr)モジュール
の結合効率の向上を可能にする。
[Detailed description of the invention] II! ! In optical isolators used in LD modules that serve as light sources in optical fiber transmission systems, we clarified that the ellipticalization of the emitted light beam spread depends on the angle of incidence on the polarizing prism that constitutes the optical isolator. By setting the incident angle so that this does not occur, that is, so that the beam spread of the emitted light is axially symmetrical, it is possible to improve the coupling efficiency of the Lr) module.

産業上の利用分野 本発明は長距離大容量光ファイバ伝送システムの光源と
して用いるLDモジュールの光学系に関し、特に、複屈
折性偏光プリズムを用いて構成される帰還光分離型の光
アイソレータに関する。
INDUSTRIAL APPLICATION FIELD The present invention relates to an optical system for an LD module used as a light source in a long-distance, large-capacity optical fiber transmission system, and more particularly to a feedback beam separation type optical isolator constructed using a birefringent polarizing prism.

近年、通信の艮距離大容革化に伴い、本質的に広帯域な
シングルモード光ファイバ(以下SMFということがあ
る)を伝送路とする光通信システムが実用段階にある。
2. Description of the Related Art In recent years, as communication distances have become larger and longer, optical communication systems using essentially broadband single-mode optical fibers (hereinafter sometimes referred to as SMF) as transmission paths have come into practical use.

このシステムにおいては、LDモジュールに備えられた
LD(レーザダイオード)を時系列の電気信号で駆動し
て時系列の光パルスを形成し、これをSMF内に導くよ
うにしている。LDモジュールの光学的結合構造として
は、例えば第4図に示すように、しDloからの出射光
を、共焦点位置に配置される2個のレンズ12.14を
介してSMF16に集光するようにしたものが通常良く
用いられている。
In this system, an LD (laser diode) provided in an LD module is driven with a time-series electrical signal to form a time-series optical pulse, which is guided into the SMF. The optical coupling structure of the LD module is, for example, as shown in FIG. is usually used.

一方、光ファイバの波長分散に起因する伝送距離・伝送
容量の制限を排除するために、LDの単一波長動作に大
きな期待が寄せられており、LDの構成要素である反射
鏡部に波長選択機能を付加させたDFB−LD (分布
帰還形LD)等が開発途上にある。しかし、このような
りFB−LDを用いて第4図に示したようなLDモジュ
ールを構成した場合には、DFB−I Oから出射され
、接続されるSMFの端面あるいは他の光学系装置で反
射して戻ってくる同一波長の反射帰還光により、DFB
−LDの動作が不安定となり、ノイズが増大するという
不都合があり、光信号を一方向にだけ通過させることの
できる光アイソレータが必要となる。
On the other hand, in order to eliminate the limitations on transmission distance and transmission capacity caused by the wavelength dispersion of optical fibers, there are great expectations for single-wavelength operation of LDs, and wavelength selection is required in the reflective mirror section, which is a component of LDs. DFB-LDs (distributed feedback LDs) with additional functions are currently under development. However, when the LD module shown in Figure 4 is configured using such an FB-LD, the light emitted from the DFB-IO is reflected by the end face of the connected SMF or other optical system devices. The reflected feedback light of the same wavelength returns to DFB.
-There is a disadvantage that the operation of the LD becomes unstable and noise increases, and an optical isolator that can pass the optical signal in only one direction is required.

従来の技術 上述した目的で使用される光アイソレータは、システム
構成作業の簡便さからLDモジュール内に組込まれるこ
とが望ましく、このような場合には、LDモジュールの
各部材の配置条件の制限等から、第5図に示すように、
レンズ12.14間に光アイソレータ18を介挿するの
が一般的である。
BACKGROUND OF THE INVENTION It is desirable that the optical isolator used for the above-mentioned purpose be incorporated into the LD module for ease of system configuration. , as shown in Figure 5,
It is common to insert an optical isolator 18 between lenses 12 and 14.

第6図は光アイソレータ18の概略構成及び作用を説明
するためのものであり、同図中20は紙面に垂直な方向
に結晶軸(主軸に一致するもの、以下同じ)20aを有
する複屈折性の単軸結晶からなる第1偏光プリズム、2
2は前記結晶軸20aに対して順方向からみて時計回り
に45°傾いた結晶軸22aを有する同じく複屈折性の
車軸結晶からなる第2偏光プリズム、24はこれらの偏
光プリズム20.22間に介挿され一様磁場Hを印加さ
れて透過光を45°旋光するファラデー回転子をそれぞ
れ示している。
FIG. 6 is for explaining the schematic structure and operation of the optical isolator 18, and in the figure, 20 is a birefringent device having a crystal axis (coinciding with the main axis, the same applies hereinafter) 20a in a direction perpendicular to the plane of the paper. a first polarizing prism made of a uniaxial crystal;
Reference numeral 2 denotes a second polarizing prism made of a birefringent axle crystal having a crystal axis 22a tilted at 45° clockwise when viewed from the forward direction with respect to the crystal axis 20a, and 24 a second polarizing prism formed between these polarizing prisms 20. A Faraday rotator is inserted and applied with a uniform magnetic field H to rotate transmitted light by 45 degrees.

いま、偏光プリズム20,22が同一材料から形成され
ているとして、この常光線に対する屈折率をn 、異常
光線に対する屈折率をn。とすると、発光源からの光の
うち第1偏光プリズム20に対する常光線成分、即ち結
晶軸20aに垂直な偏光成分は、第1偏光/リズム20
において屈折率n。で屈折した後に、ファラデー回転子
24において進行方向く図中左から右方向)に対して時
計方向に45°回転し、更に、結晶軸20aに対して4
5゛傾いた結晶軸22aを有する第2偏光プリズム24
において第2偏光プリズム24に対する常光線として屈
折率n。で屈折して出射される。また、発光源からの光
のうち第1偏光プリズム20に対する異常光線成分、即
ち結晶軸20aに平行な偏光成分は、第1偏光プリズム
20において屈折率n で屈折した後に、゛ファラデー
回転子24において同じく45°回転し、更に、第2偏
光プリズム22において第2偏光プリズム22に対する
異常光線として屈折率n。で屈折して出射される。そし
て第2偏光プリズム22から出射された光は、適当なレ
ンズによって集光されて光ファイバのコアに導かれる。
Now, assuming that the polarizing prisms 20 and 22 are made of the same material, the refractive index for the ordinary ray is n, and the refractive index for the extraordinary ray is n. Then, among the light from the light source, the ordinary ray component for the first polarizing prism 20, that is, the polarized component perpendicular to the crystal axis 20a, is the first polarized light/rhythm 20.
refractive index n. After being refracted by the Faraday rotator 24, it is rotated by 45 degrees clockwise with respect to the traveling direction (from left to right in the figure), and further rotated by 45 degrees with respect to the crystal axis 20a.
A second polarizing prism 24 having a crystal axis 22a tilted by 5°
refractive index n as an ordinary ray for the second polarizing prism 24. It is refracted and emitted. Further, among the light from the light emitting source, the extraordinary ray component directed toward the first polarizing prism 20, that is, the polarized light component parallel to the crystal axis 20a is refracted at the first polarizing prism 20 with a refractive index n, and then refracted at the Faraday rotator 24. Similarly, the second polarizing prism 22 is rotated by 45 degrees and has a refractive index n as an extraordinary ray for the second polarizing prism 22. It is refracted and emitted. The light emitted from the second polarizing prism 22 is focused by a suitable lens and guided to the core of the optical fiber.

一方、光ファイバの端面等で反射して戻ってきた反射帰
還光のうち第2偏光プリズム22に対する常光線成分、
即ち結晶軸22aに垂直り偏光成分は、第2偏光プリズ
ム22において屈折率n。
On the other hand, the ordinary ray component toward the second polarizing prism 22 of the reflected feedback light that has been reflected and returned from the end surface of the optical fiber, etc.
That is, the polarized light component perpendicular to the crystal axis 22a has a refractive index n in the second polarizing prism 22.

で屈折した後に、ファラデー回転子24において進行方
向(図中布から左方向)に対して反時計方向に45°回
転し、第1偏光プリズム20において今度は第1偏光プ
リズム20に対する異常光線として屈折率n。で屈折し
て出射される。また、反射帰還光のうち第2偏光プリズ
ム22に対する異常光線成分、即ち結晶軸22aに平行
な偏光成分は、第2偏光プリズム22において屈折率n
After being refracted by the Faraday rotator 24, it is rotated by 45° counterclockwise with respect to the traveling direction (leftward from the cloth in the figure), and then refracted by the first polarizing prism 20 as an extraordinary ray toward the first polarizing prism 20. Rate n. It is refracted and emitted. Further, among the reflected feedback light, an extraordinary ray component to the second polarizing prism 22, that is, a polarized light component parallel to the crystal axis 22a, has a refractive index n in the second polarizing prism 22.
.

で屈折した後に、ファラデー回転子24において゛同じ
く反時計方向に45°回転し、第1偏光プリズム20に
おいて第1偏光プリズム20に対する常光線として屈折
率n。で屈折して出射される。
After being refracted at , the Faraday rotator 24 rotates the same 45 degrees counterclockwise, and the first polarizing prism 20 has a refractive index n as an ordinary ray for the first polarizing prism 20 . It is refracted and emitted.

このように、発光源から光ファイバに至る順方向の光が
各偏光プリズム20.22で受ける屈折(n とn の
組合わせまたはn。とn。の組合わせ)と、光ファイバ
の端面等で反射して戻ってきた反射帰還光が偏光プリズ
ム22.20で受ける屈折(n とn。の組合わせ)と
が異なるので、発光源からの光を光ファイバに導くよう
な光学的結合構造に設計されている場合には、反射帰還
光は第1偏光プリズム20から2つの偏光成分に分離し
て出射され、発光源に戻ることはない。
In this way, the forward light from the light emitting source to the optical fiber is refracted by each polarizing prism 20.22 (a combination of n and n or a combination of n and n) and the end face of the optical fiber. Since the refraction (combination of n and n) that the reflected return light receives at the polarizing prism 22.20 is different, the optical coupling structure is designed to guide the light from the light source to the optical fiber. In this case, the reflected feedback light is separated into two polarized light components and emitted from the first polarizing prism 20, and does not return to the light emitting source.

発明が解決しようとする問題点 ところで、第7図において、図示しないLDから出射さ
れ適当なレンズでコリメートされた光ビーム(光軸を2
6で示す)は、実際には完全な平行光線とはなっておら
ず、進行方向に対して徐々に拡がっており、そのビーム
パターンはほぼ軸対称な円形となっている、つまり、略
円錐状のビーム形状となっている。この光ビームが第1
偏光プリズム20に入射するときに、紙面に垂直な方向
のビーム拡がりについては、ビーム最外層を形成する光
線が同一の入射角で入射するが、紙面に平行な方向のビ
ーム拡がりについては、ビーム最外層を形成する光線が
異なる入射角で入射する。このため、第2偏光プリズム
22から出射される光ビームの拡がりは、紙面に垂直な
ビーム拡がりについては、もとのビーム拡がりがほぼ保
存されるが、紙面に平行なビーム拡がりについては、も
とのビーム拡がりが拡大されあるいは縮小されることに
なる。その結果、出射ビームパターンの軸対称性が崩れ
て略楕円状となり(以下ビームの楕円化という)、良好
に光ファイバに集光させることが困難に後ろ。従って、
上述したような光アイソレータを用いてL Dモジュー
ルを構成した場合、結合効率(LDから放射される光の
全パワーに対する光フアイバ内に入る光のパワーの比)
が低下するという問題がある。
Problems to be Solved by the Invention By the way, in FIG. 7, a light beam (optical axis 2
6) is not actually a perfectly parallel ray, but gradually spreads in the direction of travel, and its beam pattern is approximately axially symmetrical circular, that is, approximately conical. It has a beam shape of This light beam is the first
When entering the polarizing prism 20, the beam spread in the direction perpendicular to the plane of the paper is incident at the same incident angle for the beam forming the outermost layer, but the beam spread in the direction parallel to the plane of the paper is the same. The light rays forming the outer layer are incident at different angles of incidence. Therefore, regarding the spread of the light beam emitted from the second polarizing prism 22, the original beam spread is almost preserved for the beam spread perpendicular to the plane of the paper, but the original beam spread for the beam spread parallel to the plane of the paper is preserved. The beam spread of the beam will be expanded or reduced. As a result, the axial symmetry of the emitted beam pattern is disrupted and it becomes approximately elliptical (hereinafter referred to as beam ellipticalization), making it difficult to condense the beam well into an optical fiber. Therefore,
When an LD module is configured using an optical isolator as described above, the coupling efficiency (ratio of the power of light entering the optical fiber to the total power of light emitted from the LD)
There is a problem that the amount decreases.

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、出射
ビームの楕円化に起因する結合効率の低下を防止した光
アイソレータを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an optical isolator that prevents a decrease in coupling efficiency due to ellipticalization of an emitted beam.

問題点を解決するための手段 第1図は、本発明の詳細な説明するためのもので、第1
図(a)に示されるように、従来品同様第1偏光プリズ
ム20、第2偏光プリズム22、及びフ?ラデー回転子
24からなる光アイソレータ18に、軸対称(円状)な
拡がり28を有する入射光26(光軸のみを図示)が、
そのビーム中心において入射角θで入射している。紙面
に垂直なビーム拡がりについては、各偏光プリズム20
゜22のウェッジ(くさび部)の影響を受けずに、紙面
の表側と裏側で同様に拡がって出射される。
Means for Solving the Problems FIG. 1 is for explaining the present invention in detail.
As shown in Figure (a), like the conventional product, the first polarizing prism 20, the second polarizing prism 22, and the polarizing prism 22 are similar to the conventional product. Incident light 26 (only the optical axis is shown) having an axially symmetrical (circular) spread 28 enters the optical isolator 18 consisting of the Radday rotator 24.
The beam is incident at the center of the beam at an incident angle θ. For the beam spread perpendicular to the plane of the paper, each polarizing prism 20
It is not affected by the wedge (wedge part) of 22° and is emitted while spreading out in the same way on the front and back sides of the page.

一方、紙面に平行なビーム拡がりについては、図中光軸
26より上側にある光線と下側にある光線の入射角が異
なり(上側の光線の入射角はθより小さく、下側の光線
の入射角はθより大きい)、それぞれの光線は、各プリ
ズム20122のウェッジにより責なる屈折を受けて、
結局紙面に平行なビーム拡がりは、前述した紙面に重直
なビーム拡がりとy4なる拡がりかたをして出射される
。つまり、紙面に垂直なビーム拡がりについては、各偏
光プリズム20.22のウェッジの影響を受けずに常に
一定の拡がりで光アイソレータ18内を移行し、紙面に
平行なビーム拡がりについては、同ウェッジの影響を受
けて、通常、前記一定の拡がりと異なる拡がりで光アイ
ソレータ18内を移行する。
On the other hand, regarding the beam spread parallel to the plane of the paper, the incident angles of the rays above and below the optical axis 26 in the figure are different (the angle of incidence of the rays on the top is smaller than θ, and the angle of incidence of the rays on the bottom is smaller than θ). angle is greater than θ), each ray is refracted by the wedge of each prism 20122,
In the end, the beam spread parallel to the plane of the paper is emitted as the above-mentioned beam spread perpendicular to the plane of the paper in the form of y4. In other words, the beam spread perpendicular to the plane of the paper is not affected by the wedge of each polarizing prism 20, 22 and always moves within the optical isolator 18 with a constant spread, and the beam spread parallel to the plane of the paper is not affected by the wedge of the Under the influence, the light typically migrates within the optical isolator 18 with an extent different from the constant extent.

本願発明者は、これらの事実に着目し、更に紙面に平行
なビーム拡がりの出射時の変化が入射角θに依存するこ
とをつきとめ、紙面に平行なビーム拡がりが、光アイソ
レータ18内で、紙面に垂直なビーム拡がりと同等とな
るように入射角を設定することにより、出射ビームの楕
円化を阻止している。
The inventors of the present application have focused on these facts, and have further found that the change in the beam spread parallel to the plane of paper at the time of emission depends on the incident angle θ. By setting the incident angle so as to be equivalent to the beam spread perpendicular to , the output beam is prevented from becoming elliptical.

これを更に詳しく説明する。いま、第1図(a)におい
て所定位置における出射ビームパターン30の紙面に水
平な方向の半径をaとし、紙面に垂直な方向の半径をb
とするときに、楕円率εをε=(a−b)/a  と定
義する。この場合、前述したようにbは一定値をとり、
aはθに依存することになる。こうすると、出射ビーム
パターン30が紙面に水平な方向に長径を有する略楕円
状のときにε〉Oとなり、紙面に垂直な方向に長径を有
する略楕円状のときにε〈0となり、軸対称な円状のと
きにε−〇となるので、ε=Oとなるように0を設定す
ることにより上述した目的が達成されることになる。
This will be explained in more detail. Now, in FIG. 1(a), the radius of the output beam pattern 30 at a predetermined position in the direction horizontal to the plane of the paper is a, and the radius in the direction perpendicular to the plane of the paper is b.
When, ellipticity ε is defined as ε=(ab)/a. In this case, as mentioned above, b takes a constant value,
a will depend on θ. In this way, when the output beam pattern 30 has a substantially elliptical shape with its major axis in the direction horizontal to the plane of the paper, ε〉O, and when it has a substantially elliptical shape with its major axis in the direction perpendicular to the plane of the paper, it becomes ε〈0, making it axially symmetrical. Since ε-〇 occurs when the shape is circular, the above-mentioned objective can be achieved by setting 0 so that ε=O.

第1図(b)は入射角θを変化させたときの楕円率εの
変化の様子を示したものであり、入射角が00より小さ
いとき、つまり入射光が第1偏光プリズム20に深い角
度で入射しているときには出射ビームは紙面に平行な方
向に伸びたパターンとなり、入射角がθ。より大きいと
き、つまり入射光が第1偏光プリズム20に浅い角度で
入射しているときには出射ビームは紙面に平行な方向に
縮んだパターンとなっていることが明らかである。
FIG. 1(b) shows how the ellipticity ε changes when the incident angle θ is changed. When the incident angle is smaller than 00, that is, the incident light hits the first polarizing prism 20 at a deep angle. When the beam is incident at the angle of incidence, the output beam forms a pattern extending parallel to the plane of the paper, and the angle of incidence is θ. It is clear that when the angle is larger, that is, when the incident light is incident on the first polarizing prism 20 at a shallow angle, the output beam has a pattern that is shrunk in the direction parallel to the plane of the paper.

従って、入射角を各部材の屈折率及びウェッジ角度等に
より決定される所定の角度θ。に設定することにより、
出射ビームパターンを軸対称とすることができる。
Therefore, the incident angle is a predetermined angle θ determined by the refractive index of each member, the wedge angle, etc. By setting
The output beam pattern can be axially symmetrical.

作   用 本発明の光アイソレータにあっては、出射ビームパター
ンの楕円率εがOになるように入射角を00′に設定し
ているので、出射ビームは軸対称な略円状となり、効率
良く光ファイバに集光することが可能となる。
Function: In the optical isolator of the present invention, the incident angle is set to 00' so that the ellipticity ε of the output beam pattern becomes O, so the output beam becomes an axially symmetrical approximately circular shape and is efficiently It becomes possible to focus the light onto an optical fiber.

即ち、第2図に示すように、本発明の光アイソレータを
用いて構成されるLDモジュールの基本構成において、
LD32から出射されレンズ34を通過して軸対称なビ
ーム拡がり36を有するに至った光ビーム38は、入射
角θ。で光アイソレータ18の第1偏光プリズム20に
入射され、もとの光ビーム38の光軸と平行な光軸を有
する光ビーム40となり出射されるのであるが、この場
合、出射ビームパターンの楕円率εがOになるように入
射角をθ。に設定しているので、第2偏光プリズム22
から出射される光ビーム40のビームパターン39は軸
対称となり、レンズ42により容易に効率良<SMF4
4に導くことが可能になる。
That is, as shown in FIG. 2, in the basic configuration of an LD module configured using the optical isolator of the present invention,
The light beam 38 that is emitted from the LD 32, passes through the lens 34, and has an axially symmetrical beam spread 36 has an incident angle θ. The light beam 40 enters the first polarizing prism 20 of the optical isolator 18 and is output as a light beam 40 having an optical axis parallel to the optical axis of the original light beam 38. In this case, the ellipticity of the output beam pattern Set the angle of incidence to θ so that ε becomes O. Since the second polarizing prism 22
The beam pattern 39 of the light beam 40 emitted from the lens 42 is axially symmetrical, and the lens 42 facilitates efficient
It becomes possible to lead to 4.

実  施  例 以下、本発明の望ましい実施例を図面に基いて説明する
Embodiments Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第3図を参照すると、第2図に示したLDモジュールが
具体化されで示されている。
Referring to FIG. 3, the LD module shown in FIG. 2 is shown in a concrete form.

46は、単一モードで発振するDFB−LDであり、こ
の実施例では波長1.31μ瓦仕様のものが用いられる
Reference numeral 46 denotes a DFB-LD that oscillates in a single mode, and in this embodiment, a DFB-LD with a wavelength of 1.31 μm is used.

48は、DFB−LD46からの光が入射される球状レ
ンズであり、このレンズを形成する媒質の屈折率n は
1.8、半径R1は0.4履であす る。
48 is a spherical lens into which the light from the DFB-LD 46 is incident, and the refractive index n of the medium forming this lens is 1.8, and the radius R1 is 0.4 mm.

50は光アイソレータであり、ルチルからなる第1偏光
プリズム52、第2偏光プリズム54、及びこれらの偏
光プリズム52.54間に介挿されるファラデー回転子
56から構成される。第1偏光プリズム52の結晶軸5
2aは、通常DFB−LD46のほとんどの発光パワー
が集中する偏光面に垂直になるように方向法めをなされ
(本実施例では紙面に垂直な方向)、第2偏光プリズム
54の結晶軸54aは、結晶軸52aに対して順方向か
らみて時計回りに45°傾くように設定される。
Reference numeral 50 denotes an optical isolator, which is composed of a first polarizing prism 52 made of rutile, a second polarizing prism 54, and a Faraday rotator 56 interposed between these polarizing prisms 52 and 54. Crystal axis 5 of first polarizing prism 52
2a is normally oriented perpendicular to the plane of polarization where most of the light emission power of the DFB-LD 46 is concentrated (in this embodiment, the direction perpendicular to the plane of the paper), and the crystal axis 54a of the second polarizing prism 54 is , is set to be tilted clockwise by 45° when viewed from the forward direction with respect to the crystal axis 52a.

ファラデー回転子56は例えばYIGから形成すること
ができ、このファラデー回転子56には十分に強い例え
ば2300ガウス以上の永久磁界H1が矢印方向に印加
されている。そして、ファラデー回転子56の艮ざは、
ファラデー回転子56を通過する光の偏光面が45′回
転(旋光)するように設定される。尚、ファラデー回転
子56に印加してお(磁界を十分強くづるのは、前記回
転角が磁界の変化により大きく変化することを防止する
ためである。
The Faraday rotator 56 can be made of YIG, for example, and a sufficiently strong permanent magnetic field H1 of, for example, 2300 Gauss or more is applied to the Faraday rotator 56 in the direction of the arrow. And the appearance of the Faraday rotator 56 is
The plane of polarization of the light passing through the Faraday rotator 56 is set to rotate (optically rotate) by 45'. The purpose of applying a sufficiently strong magnetic field to the Faraday rotator 56 is to prevent the rotation angle from changing significantly due to changes in the magnetic field.

58.60は、光アイソレータ50がらの出射ビームを
SMF62に集光するために、肖該ビームの光軸上に並
設されるグリンロツドレンズ(屈折率分布型ロッドレン
ズ)であり、これらのグリンロツドレンズ58.60の
半径R8は0.9m、中心屈折率n。は1.592、屈
折率分布係数iは0.324である。また、グリンロツ
ドレンズ58のピッチP58は0.04〜0.06、グ
リンロツドレンズ60のピッチP6oは0.16〜0.
20となるようにそれぞれの長さが設定される。
58 and 60 are Green rod lenses (gradient index rod lenses) arranged in parallel on the optical axis of the beam in order to condense the beam emitted from the optical isolator 50 onto the SMF 62; The radius R8 of the Greenrod lens 58.60 is 0.9 m, and the center refractive index is n. is 1.592, and the refractive index distribution coefficient i is 0.324. Further, the pitch P58 of the Grinrod lens 58 is 0.04 to 0.06, and the pitch P6o of the Grinrod lens 60 is 0.16 to 0.06.
Each length is set to be 20.

SMF62は一般に広く使用されているもので、そのコ
ア径及びクラツド径はそれぞれ10μm1125μmで
ある。
SMF62 is generally widely used, and its core diameter and cladding diameter are 10 μm and 1125 μm, respectively.

上述した構成のLDモジュールにおいて、光アイソレー
タ50への入射角θ。を40°に設定して実際に使用し
たところ、結合効率は約30%〜40%、光アイソレー
タ50の押入損失は順方向で0.5dB以下、逆方向で
30dB以上、反射帰還光の分離角は10°以上と良好
な結果が得られた。
In the LD module configured as described above, the incident angle θ to the optical isolator 50. When actually used with the angle set at 40 degrees, the coupling efficiency was approximately 30% to 40%, the intrusion loss of the optical isolator 50 was less than 0.5 dB in the forward direction, and more than 30 dB in the reverse direction, and the separation angle of the reflected feedback light was Good results were obtained, with the angle being 10° or more.

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、出射光ビームの
楕円化が生じないように光アイソレータへの入射角を設
定しているので、高結合効率のLDモジュールを実現す
ることが可能になるという効果を奏する。
Effects of the Invention As detailed above, according to the present invention, since the incident angle to the optical isolator is set so that the emitted light beam does not become ovalized, an LD module with high coupling efficiency can be realized. This has the effect of making it possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a) 、(b)は、本発明の原理説明図、第2
図は、本発明の光アイソレータを用いて構成されるLr
)モジュールの基本構成図、第3図は、本発明の実施例
を示すLDモジュールの概略構成図、 第4図は、従来のLDモジュールの光学的構成の一例を
示す図、 第5図は、従来の改良されたLDモジュールの光学的構
成の一例を示す図、 第6図は、従来の光アイソレータの構成及び動作を説明
するための図、 第7図は、従来の光アイソレータの問題点を説明するた
めの図である。 10・・・LDl  12.14・・・レンズ、16.
44.62 ・・・SMF(シングルモードファイバ)、18.50
・・・光アイソレータ、 20.52・・・第1偏光プリズム、 22.54・・・第2偏光プリズム、 24.56・・・ファラデー回転子、 48・・・球状レンズ、 58.60・・・グリンロツドレンズ。 24 °ファラデを口車に予 (b) 第1 図 本発明の詳細説明 18 、  化アイソし一夕 32:LD 44:SMF LDモジュールの基本構成図 46:LD 50 :  光アイ・ルータ 62:SMF 第3 図 本発明笑施例を示す図 10:LD 12、+4°レンス゛ 16 : SMF 従来のLDモジュールの例を示す7 第4図 従来の改良されたLDモジュールの例を示す図第5図
FIGS. 1(a) and 1(b) are diagrams explaining the principle of the present invention;
The figure shows Lr constructed using the optical isolator of the present invention.
) Basic configuration diagram of the module; FIG. 3 is a schematic configuration diagram of an LD module showing an embodiment of the present invention; FIG. 4 is a diagram showing an example of the optical configuration of a conventional LD module; FIG. 5 is a diagram showing an example of the optical configuration of a conventional LD module; A diagram showing an example of the optical configuration of a conventional improved LD module, FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration and operation of a conventional optical isolator, and FIG. 7 shows the problems of the conventional optical isolator. It is a figure for explaining. 10...LDl 12.14...Lens, 16.
44.62...SMF (single mode fiber), 18.50
... Optical isolator, 20.52... First polarizing prism, 22.54... Second polarizing prism, 24.56... Faraday rotator, 48... Spherical lens, 58.60...・Grinrod lens. Figure 1 Detailed explanation of the present invention 18 32: LD 44: SMF Basic configuration diagram of LD module 46: LD 50: Optical eye router 62: SMF Fig. 3 shows an example of the present invention Fig. 10: LD 12, +4° lens 16: SMF Fig. 7 shows an example of a conventional LD module Fig. 4 shows an example of a conventional improved LD module Fig. 5

Claims (1)

【特許請求の範囲】 発光素子からの光が入射する複屈折性の第1偏光プリズ
ム(20)と、入射した光を45°旋光するファラデー
回転子(24)と、前記第1偏光プリズム(20)と結
晶軸を互いに45°傾けた複屈折性の第2偏光プリズム
(22)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、 第2偏光プリズム(22)から出射した光のビーム拡が
りが軸対称となるように、第1偏光プリズム(20)へ
の入射角を設定したことを特徴とする光アイソレータ。
[Scope of Claims] A birefringent first polarizing prism (20) into which the light from the light emitting element is incident, a Faraday rotator (24) which rotates the incident light by 45 degrees, and the first polarizing prism (20). ) and birefringent second polarizing prisms (22) whose crystal axes are tilted at 45 degrees to each other are sequentially arranged on the optical axis. An optical isolator characterized in that an incident angle to a first polarizing prism (20) is set so that the polarizing prism (20) is axially symmetrical.
JP17255586A 1986-07-22 1986-07-22 Optical isolator Granted JPS6327811A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010237268A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Fdk Corp Wedge-shaped birefringent polarizer for optical isolator, manufacturing method of optical isolator, and the optical isolator

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JP2010237268A (en) * 2009-03-30 2010-10-21 Fdk Corp Wedge-shaped birefringent polarizer for optical isolator, manufacturing method of optical isolator, and the optical isolator

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