JPS6356624A - Faraday rotator and optical isolator - Google Patents

Faraday rotator and optical isolator

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Publication number
JPS6356624A
JPS6356624A JP20227286A JP20227286A JPS6356624A JP S6356624 A JPS6356624 A JP S6356624A JP 20227286 A JP20227286 A JP 20227286A JP 20227286 A JP20227286 A JP 20227286A JP S6356624 A JPS6356624 A JP S6356624A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
magneto
polarization
polarizer
plane
Prior art date
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Pending
Application number
JP20227286A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshihisa Kurosawa
黒沢 寿久
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.)
Hoya Corp
Original Assignee
Hoya Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Hoya Corp filed Critical Hoya Corp
Priority to JP20227286A priority Critical patent/JPS6356624A/en
Publication of JPS6356624A publication Critical patent/JPS6356624A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain low forward loss and high isolation by rotating the plane of polarization of incident light by Faraday effect by a specific angle of incident through a magnetooptic element and using an Nd-Fe-B magnet for the magnetooptic element. CONSTITUTION:Incident light shown by an arrow A strikes on an incidence surface where the reflecting film 10a of the magnetooptic element 10 is adhered and is projected from a projection surface through reflecting films 10c, 10b, and 10d. The plane of polarization of the projection light is rotated counterclockwise by 45 deg. from the plane of polarization of the incident light which becomes linear polarized light by being transmitted through a polarizing element 9 at the time of the projection 16. Return reflected light shown by an arrow B, on the other hand, is inputted to the element 10, reflected plural times in the element 10, and projected from the incidence surface. At this time, the return reflected light which becomes linear polarized light by being transmitted through a polarizing element 12 is rotated counterclockwise by 45 deg. as compared with the incident light. Therefore, the plane of polarization of the return reflected light which is projected is rotated counterclockwise by 90 deg. from the plane of polarization of the incident line when viewed from the side of an incidence hole 15. Therefore, it can not be transmitted through the 1st polarizer 9 and is not projected from the incidence hole 15.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 木発朗は、ファラデー効果を利用したファラデー口−テ
ーク及び光アイソレータに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] Kichiro relates to Faraday port-takes and optical isolators that utilize the Faraday effect.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ファラデーローゼータは、入射光の偏波面を磁界内でフ
ァラデー効果により所定角度回転ざ眩る機能を有し、光
ピツクアップの受光装置等において用いられている。一
方、光アイソレータは、前記のファラデー口−テークを
利用してなる装置であり、光を一方向へのみ透過させる
機能を有し、例えば、光フアイバー伝送においては、半
導体レーザ等の光源の安定化や、光ファイバーの接続点
及び人出端などで反射された反射戻り光の除去などを図
り、高い光伝送品質を確保するために使用されている。
A Faraday rosator has a function of rotating the polarization plane of incident light by a predetermined angle within a magnetic field by the Faraday effect, and is used in light receiving devices for optical pickups and the like. On the other hand, an optical isolator is a device that utilizes the Faraday port and take, and has the function of transmitting light in only one direction.For example, in optical fiber transmission, it is used to stabilize a light source such as a semiconductor laser. It is used to ensure high optical transmission quality by eliminating reflected return light reflected at optical fiber connection points and outgoing ends.

ここで、第3図(a)は従来の光アイソレータを示す断
面図であり、同図(b)は同図(a)中のXl−Xt線
断面を示す断面図である。
Here, FIG. 3(a) is a sectional view showing a conventional optical isolator, and FIG. 3(b) is a sectional view taken along the line Xl-Xt in FIG. 3(a).

従来の光アイソレータとしては、例えば、第3図(a)
に示したように、入射光を直線偏光にして出射させる第
1偏光子1と、ファラデー効果を有する略円柱状の磁気
光学素子(ファラデー媒体)2と、磁気光学素子2に磁
界を印加するサマリウム−コバルト(S m−Co)か
らなる磁石3と、磁気光学素子2からの出射光を透過さ
せる第2偏光子4とから基本的に構成されるものが知ら
れている。
As a conventional optical isolator, for example, the one shown in Fig. 3(a)
As shown in , there is a first polarizer 1 that linearly polarizes incident light and outputs it, a substantially cylindrical magneto-optical element (Faraday medium) 2 having a Faraday effect, and a samarium element that applies a magnetic field to the magneto-optical element 2. - A device is known that basically consists of a magnet 3 made of cobalt (S m-Co) and a second polarizer 4 that transmits light emitted from the magneto-optical element 2.

なお、第3図(a)及び同図(b)中に図示した5は、
上記した光アイソレータを収納するケースであり、また
、第3図(a)に図示した6aは前方側板であって入射
光を入射させる入射孔7が形成されてあり、図示した6
bは後方側板であって第2偏光子4を透過した光を出射
させる出射孔8が形成されている。
Note that 5 shown in FIGS. 3(a) and 3(b) is
This is a case for storing the above-mentioned optical isolator, and 6a shown in FIG.
Reference numeral b designates a rear side plate in which an exit hole 8 is formed to output the light that has passed through the second polarizer 4.

この光アイソレータに83いては、矢印△(第3図(a
)参照)の方向(順方向)から伝搬し入射孔7を通過し
たレーザ光等の入射光(例えば、波長830 nmのレ
ーザ光)は、第1偏光子1を透過後に直線偏光となって
出射され、そして、磁気光学素子2の入射面へ入射し、
次に、反射膜2aぐ反射して他方の反射11i2bへ向
かって進行する。次に、反射膜2bで反射して反射膜2
aへ向かって進行し、再び反射v!2aで反射して反射
FA2bへ向かつて進行し、再び反射膜2bで反射して
、磁気光字素7−2の出射面から出射する。このとき、
第1(!2光子1からの出射光は、磁気光学素子2内を
上記のように多重反射(本例;4回反射)して伝搬中に
、その偏波面がSm−Goliti石3の磁界強度によ
り通常45°回転した状態となって磁気光学素子2の出
射面から出射する。次に、磁気光学素子2からの出射光
は第2偏光子4に入射するが、このとき、第262光子
4の透過可能の偏波面の傾き(45°)は、磁気光学素
子2からの出射光の偏波面の回転角度(45°)と等し
く設定されているので、第2偏光子4は磁気光学素子2
からの出射光を透過させる。次に、第2(!a光子4を
透過した透過光は出射孔8から出射する。一方、矢印B
(第3図(a)参照)の方向く逆方向)から伝搬する反
射戻り光は、先ず第2偏光子4を透過し、次に磁気光学
素子2内を多重反射(本例;4回反則)シて伝搬するこ
とにより、第1偏光子1の透過可能の偏波面に対して9
0°傾いた偏波面をもった直線偏光になって、第1Q光
子1に入射する。このため、反射戻り光は第1偏光子1
を透過づることができない。以上のように、光アイソレ
ータは、順方向からの入射光のみを透過させる。
At 83 on this optical isolator, arrow △ (Fig. 3 (a)
) The incident light such as a laser beam (for example, a laser beam with a wavelength of 830 nm) propagating from the direction (forward direction) shown in FIG. and enters the entrance surface of the magneto-optical element 2,
Next, the light is reflected by the reflection film 2a and proceeds toward the other reflection 11i2b. Next, it is reflected by the reflective film 2b and the reflective film 2
Proceed towards a and reflect again v! The light beam is reflected by the magneto-optical element 7-2, travels toward the reflection film 2b, is reflected again by the reflection film 2b, and is emitted from the output surface of the magneto-optical element 7-2. At this time,
The emitted light from the first (!2 photon 1) undergoes multiple reflections (in this example; 4 reflections) within the magneto-optical element 2 as described above, and during propagation, its polarization plane changes to the magnetic field of the Sm-Goliti stone 3. Depending on the intensity, the light is normally rotated by 45 degrees and is emitted from the output surface of the magneto-optical element 2.Next, the emitted light from the magneto-optical element 2 enters the second polarizer 4, but at this time, the 262nd photon Since the inclination (45°) of the plane of polarization that can be transmitted by the second polarizer 4 is set equal to the rotation angle (45°) of the plane of polarization of the light emitted from the magneto-optical element 2, the second polarizer 4 is a magneto-optical element. 2
Allows the emitted light to pass through. Next, the transmitted light that has passed through the second (!a photon 4) exits from the exit hole 8. On the other hand, arrow B
The reflected return light propagating from the direction shown in FIG. ), the polarization plane that can be transmitted by the first polarizer 1 becomes 9.
The light becomes linearly polarized light with a plane of polarization tilted by 0°, and is incident on the first Q photon 1. Therefore, the reflected return light is transmitted to the first polarizer 1.
cannot be passed through. As described above, the optical isolator transmits only incident light from the forward direction.

ここで、第1偏光子1から出射して磁気光学素子2へ入
射する入射光を、前述したように磁気光学素子2内で多
重反射させる理由を以下に記す。
Here, the reason why the incident light that is emitted from the first polarizer 1 and enters the magneto-optical element 2 is subjected to multiple reflections within the magneto-optical element 2 as described above will be described below.

磁気光学素子2への入射光の偏波面は、磁気光学素子2
内を伝搬中に、Sm−Go磁石3の磁界強度により所定
角度回転(通常45°)する。この回転角度θ(ファラ
デー回転角θ)は、式θ=Vl)−1(ここで、■はヴ
エルデ定数、iは磁気光学素子内における入射光の伝搬
光路長、及びHは磁界強度)で求められる。ここで、磁
気光学素子2としては、希土類イオンを含有してなる常
磁性ガラス等が用いられているが、いまだ、そのヴエル
デ定数Vの値が充分に大ぎなものは得られていない。そ
こで、充分なファラデー回転角θを得るために、磁気光
学素子2内で入射光を多重反射させることによって伝搬
光路長互を長くして、所定のファラデー回転角θが得ら
れるJ:うにしている。
The plane of polarization of the light incident on the magneto-optical element 2 is
While propagating inside, it rotates by a predetermined angle (usually 45°) due to the magnetic field strength of the Sm-Go magnet 3. This rotation angle θ (Faraday rotation angle θ) is determined by the formula θ=Vl)-1 (where ■ is Weerde's constant, i is the propagation optical path length of the incident light in the magneto-optical element, and H is the magnetic field strength). It will be done. Here, as the magneto-optical element 2, paramagnetic glass containing rare earth ions or the like has been used, but one with a sufficiently large value of Weerde's constant V has not yet been obtained. Therefore, in order to obtain a sufficient Faraday rotation angle θ, the incident light is multiple-reflected within the magneto-optical element 2 to lengthen the propagation optical path length, thereby obtaining a predetermined Faraday rotation angle θ. There is.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかし、磁気光学素子2内で入射光を多重反射させるこ
とによって伝搬光路長りを長くして、所定のファラデー
回転角θを得ることには限界がある。何故ならば、多重
反射の回数を増加させる程、磁気光学索子2内での入射
光の干渉・散乱が箸しくなり、光アイソレータにおける
順方向損失の増大やアイソレーション((逆方向損失)
−(順方向損失))の低下を招いてしまうためである。
However, there is a limit to increasing the length of the propagation optical path by multiply reflecting the incident light within the magneto-optical element 2 and obtaining a predetermined Faraday rotation angle θ. This is because as the number of multiple reflections increases, the interference and scattering of incident light within the magneto-optic cable 2 becomes more severe, leading to an increase in forward loss in the optical isolator and isolation ((reverse loss)
This is because it causes a decrease in (forward loss)).

更に、また、磁気光学素子2内で入射光を多重反射させ
て、小さな順方向損失と高いアイソレーションを有する
光アイソレータを得るためには、磁気光学素子2を高精
度に加工して製作しなければならないが、この精密な加
工は非常に困難な作業であり、かつ長い時間を要するた
めである。
Furthermore, in order to multiple-reflect incident light within the magneto-optical element 2 and obtain an optical isolator with small forward loss and high isolation, the magneto-optical element 2 must be manufactured with high precision processing. However, this precise processing is extremely difficult and takes a long time.

ところで、次に、第4図(a)に示すように、磁気光学
素子2を嵌合挿入するための貫通孔3aを、底面の中央
部間に渡って右する3m−Col1石3(寸法:幅w1
=25m、高ざhl”’25M、側辺の長さ(jl−=
20繭9貫通孔3aの径:8Mφ)における貫通孔3a
内の中心軸沿いの磁界強度分布を、第4図(b)中の曲
線aによって示す。曲線aによって示されるように、3
m−co磁石3の貫通孔3a内の中心軸沿いの最大磁界
強度は25000 e(2500エルスデツド)であり
、この最大磁界強度と略等しい磁界強度を有するのは、
貫通孔3aの中心軸沿いの中央から±4履の狭い領域で
あり、磁気光学索子2に安定した強度の磁界を印加する
ことができない。従って、従来の光アイソレータにおい
ては、順方向損失の増大及びアイソレージフンの低下を
招いていた。
By the way, next, as shown in FIG. 4(a), a through hole 3a for fitting and inserting the magneto-optical element 2 is formed in a 3m-Col1 stone 3 (dimensions: Width w1
=25m, height hl'''25m, side length (jl-=
20 Cocoon 9 Diameter of through hole 3a: 8Mφ) Through hole 3a
The magnetic field strength distribution along the central axis within is shown by curve a in FIG. 4(b). As shown by curve a, 3
The maximum magnetic field strength along the central axis in the through hole 3a of the m-co magnet 3 is 25000 e (2500 eels), and the magnetic field strength approximately equal to this maximum magnetic field strength is as follows.
This is a narrow region of ±4 feet from the center along the central axis of the through hole 3a, and it is not possible to apply a stable and strong magnetic field to the magneto-optic cord 2. Therefore, in the conventional optical isolator, the forward loss increases and the isolation margin decreases.

本発明は、以上のような事情を鑑みてなされたものであ
り、順方向損失が小さく、かつ高いアイソレーションを
有する光アイソレータを提供すること、及び、順方向損
失が小さなファラデーローテータを提供することを目的
とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an optical isolator with low forward loss and high isolation, and to provide a Faraday rotator with low forward loss. With the goal.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、上記した目的を達成するためになされたもの
であり、第1発明は、入射光の偏波面を磁界内でファラ
デー効果により所定角度回転させる磁気光学素子と、前
記磁気光学素子に磁界を印加するN d−F e−B 
m石とを具備してなることを特徴とするファラデーロー
テータであり、また、第2発明は、入射光を直線偏光に
して出射させる第1偏光子と、前記第1偏光子からの出
射光の偏波面を磁界内でファラデー効果により所定角度
回転させる磁気光学素子と、前記磁気光学素子に磁界を
印加するNd−Fe−8磁石と、l’liJ記磁気光学
素子から出射して偏波面が所定角度まで回転した直線偏
光を透過させる第2偏光子とを具備してなることを特徴
とする光アイソレータである。
The present invention has been made to achieve the above-mentioned objects, and a first invention provides a magneto-optical element that rotates the polarization plane of incident light by a predetermined angle within a magnetic field by the Faraday effect, and a magnetic field applied to the magneto-optical element. Apply N d-F e-B
A second aspect of the present invention is a Faraday rotator comprising: a first polarizer that converts incident light into linearly polarized light and outputs the polarized light; a magneto-optical element that rotates the plane of polarization by a predetermined angle by the Faraday effect within a magnetic field; a Nd-Fe-8 magnet that applies a magnetic field to the magneto-optical element; This is an optical isolator characterized by comprising a second polarizer that transmits linearly polarized light rotated by an angle.

〔実施例〕〔Example〕

以下、先ず、第2発明の実施例による光アイソレータに
ついて詳細に説明する。
Hereinafter, first, an optical isolator according to an embodiment of the second invention will be described in detail.

第1図(a)は本実施例による光アイソレータを示す断
面図、同図(b)は同図(a)中のX2−X2線断面を
示す断面図、第2図(a)は本実施例による光アイソレ
ータに使用されるN d−F e−B llfl石を示
す斜視図、及び同図(b)はそのN d−F e−B 
la石の貫通孔内の中心軸沿いの磁界強度分布を示す図
である。
FIG. 1(a) is a sectional view showing the optical isolator according to this embodiment, FIG. 1(b) is a sectional view taken along the line X2-X2 in FIG. A perspective view showing the N d-F e-B llfl stone used in the optical isolator according to the example, and the same figure (b) is the N d-F e-B
FIG. 3 is a diagram showing the magnetic field strength distribution along the central axis inside a through hole of la stone.

本実施例による光アイソレータは、第1図(a)に示し
たように第1偏光子9と、磁気光学素子10と、磁気光
学素子10に磁界を印加するNd−Fe−8磁石11と
、第2偏光子12とから基本的に構成される。なお、第
1図(a)及び(b)中に図示した13は光アイソレー
タを収納するケースであり、また、第1図(a)中に図
示した14aは前方側板であって入射光を入射させる入
射孔15が形成されてあり、図示した14bは後方側板
であって出射光を出射させる出射孔16が形成されてい
る。
As shown in FIG. 1(a), the optical isolator according to this embodiment includes a first polarizer 9, a magneto-optical element 10, and an Nd-Fe-8 magnet 11 that applies a magnetic field to the magneto-optical element 10. It basically consists of a second polarizer 12. Note that 13 shown in FIGS. 1(a) and 1(b) is a case that houses the optical isolator, and 14a shown in FIG. 1(a) is a front side plate that receives incident light. An entrance hole 15 is formed therein, and the illustrated rear side plate 14b is formed with an emission hole 16 through which the emitted light is emitted.

第1偏光子9及び第2偏光子12は、入射光を直線偏光
にして出射させる偏光ビームスプリッタからなる偏光子
であり、なお、後記するように第2偏光子12の透過可
能の偏波面は、第1偏光子9の透過可能の偏波面に対し
て反時計回り方向に45゜傾くように配設されている。
The first polarizer 9 and the second polarizer 12 are polarizers consisting of a polarizing beam splitter that converts incident light into linearly polarized light and outputs it.As will be described later, the plane of polarization that can be transmitted by the second polarizer 12 is , are arranged so as to be inclined at 45 degrees counterclockwise with respect to the plane of polarization that can be transmitted by the first polarizer 9.

磁気光学素子10は、略円柱形状の常磁性硝子(例: 
HOYA@製 FR−5,寸法:  8sφ、t=20
.)である。第1図(a)に示したように、磁気光学素
子10の一方の底面上側部分には反射防止膜10aが被
着されて入射面となり、一方の底面下側部分の傾斜面に
は第1反射膜10bが被着されており、また、他方の底
面上側部分の傾射面には第2反射膜10cが被着されて
おり、他方の底面下側部分には反射防止膜10dが被着
されて出射面となる。
The magneto-optical element 10 is made of substantially cylindrical paramagnetic glass (e.g.
Manufactured by HOYA@ FR-5, dimensions: 8sφ, t=20
.. ). As shown in FIG. 1(a), an antireflection film 10a is coated on the upper part of one bottom surface of the magneto-optical element 10 to serve as an incident surface, and a first film is formed on the inclined surface of the lower part of the bottom surface of the magneto-optical element 10. A reflective film 10b is applied, a second reflective film 10c is applied to the inclined surface of the upper part of the other bottom, and an anti-reflection film 10d is applied to the lower part of the other bottom. and becomes the exit surface.

Nd−Fe−B磁石11(例:住友特殊金属社製NIE
OMAX磁石)は、第2図(a)に示したように直方体
形状(本例;幅W2=25#I+1.高さh2 =25
m。
Nd-Fe-B magnet 11 (e.g. NIE manufactured by Sumitomo Special Metals Co., Ltd.
OMAX magnet) has a rectangular parallelepiped shape (this example; width W2 = 25 #I + 1. height h2 = 25) as shown in Fig. 2 (a).
m.

側辺の長さd2=20m)であり、その底面の中央部間
に渡って磁気光学素子10を嵌合挿入するためのd通孔
11a(本例; 8姻φ)が形成されている。
The side length d2=20 m), and a d through hole 11a (this example; 8-way φ) for fitting and inserting the magneto-optical element 10 is formed across the center of the bottom surface.

なお、Nd−Fe−3磁石11は、従来の技術の欄で記
したsm−com石3と同一形状であり、また、磁気光
学素子10は、その貫通孔11a内に嵌合挿入され接着
剤(図示せず。)によって固着される。このN d−F
 e−B磁石11の貫通孔11a内の中心軸沿いの磁界
強度分布は、第2図(b)中の曲線すによって示され、
その最大磁界強度は3500Q e(3,5K Oe)
T:”ある。また、N d−F e−B Vi11石1
1は、貫通孔11a内においてその中心軸沿いの中央か
ら±61MIと広い領域に渡って、その最大磁界強度と
略等しい均一な磁界強度を有し、磁気光学素子10に安
定した強度の磁界を印加し得る。
Note that the Nd-Fe-3 magnet 11 has the same shape as the sm-com stone 3 described in the prior art section, and the magneto-optical element 10 is fitted and inserted into the through hole 11a, and the adhesive (not shown). This N d-F
The magnetic field strength distribution along the central axis inside the through hole 11a of the e-B magnet 11 is shown by the curved line in FIG. 2(b),
Its maximum magnetic field strength is 3500Qe (3,5K Oe)
T: "Yes. Also, N d-F e-B Vi 11 stones 1
1 has a uniform magnetic field strength approximately equal to its maximum magnetic field strength over a wide area of ±61 MI from the center along the central axis in the through hole 11a, and provides a magnetic field of stable strength to the magneto-optical element 10. can be applied.

ケース13.前方側板14a及び後方側板14bはアル
ミニウムからなる。また、前方側板14aの内側主面に
おいて入射孔15の形成された主面近傍部分には、第1
偏光子9が固着して取り付けられ、−方、後方側板14
bの内側主面において出射孔16の形成された主面近傍
部分には、第2偏光子12が固着して取り付けられてい
る。なお、このとき、第2偏光子12の透過可能の偏波
面は、第1偏光子9の透過可能の偏波面に対して反時計
圓り方向に45°傾くように取り付けられ、また、入射
孔15゜第1偏光子9.vi1気光学索子10.第2偏
光子12及び出射孔16は、入射光に対して光軸上で調
整されて配置されている。
Case 13. The front side plate 14a and the rear side plate 14b are made of aluminum. Further, in the inner main surface of the front side plate 14a, a first
A polarizer 9 is fixedly attached to the rear side plate 14 on the negative side.
A second polarizer 12 is fixedly attached to a portion of the inner main surface of b near the main surface where the exit hole 16 is formed. At this time, the second polarizer 12 is attached so that its transmissible polarization plane is inclined at 45° counterclockwise with respect to the transmissible polarization plane of the first polarizer 9, and the entrance hole is 15° first polarizer 9. vi1 pneumatic chordae 10. The second polarizer 12 and the exit hole 16 are arranged so as to be adjusted on the optical axis with respect to the incident light.

次に、本実施例による光アイソレータの作動について説
明する。
Next, the operation of the optical isolator according to this embodiment will be explained.

第1図(a)に示したように、矢印への方向(順方向)
から伝搬づる入射光(例えば、波長830nmのレーザ
光)は、入射孔15を通過して第1偏光子9に入射する
。第1偏光子9を透過して直線偏光となった入射光の部
分は、磁気光学素子10の反射防止膜10aを被着した
入射面へ入射し、第2反射膜10Cで反射して第1反射
膜10bへ向かって進行し、次に第1反射膜10bで反
射して反則防止膜10(jを被着した出射面へ向かつ′
C進行し、ぞの出射面から出射する。このとぎ、出射面
から出射した出射光の偏波面は、第1偏光子9を透過し
て直線偏光となった入射光の部分の偏波面と比べて、N
 d−F e−B Ia磁石11磁界強度により所定角
度(本例;45°)まで反時計回りに回転している。そ
して、磁気光学素子10の出射面から出射した出射光は
、第2偏光子12を透過し、出射孔16から出射される
As shown in Figure 1(a), the direction of the arrow (forward direction)
Incident light (e.g., laser light with a wavelength of 830 nm) propagating from the polarizer passes through the entrance hole 15 and enters the first polarizer 9 . The part of the incident light that has passed through the first polarizer 9 and has become linearly polarized light enters the incident surface covered with the antireflection film 10a of the magneto-optical element 10, is reflected by the second reflective film 10C, and is reflected in the first polarized light. The light travels toward the reflective film 10b, is then reflected by the first reflective film 10b, and travels toward the emission surface coated with the antifouling film 10 (j).
It advances C and emits from the other exit surface. At this point, the polarization plane of the output light emitted from the output surface is N
The d-F e-B Ia magnet 11 is rotated counterclockwise to a predetermined angle (45° in this example) due to the magnetic field strength. Then, the emitted light emitted from the emitting surface of the magneto-optical element 10 is transmitted through the second polarizer 12 and emitted from the emitting hole 16 .

一方、第1図(a)に示したように、矢印巳の方向(逆
方向)から入射する反射戻り光は、出射孔16を通過し
て第2偏光子12に入射する。第2偏光子12を透過し
て直線偏光となった反射戻り光の部分は、磁気光学素子
10の出射面から磁気光学素子10に入射して、磁気光
学素子10内で多重反射(本例;2回反射)して入射面
から出射覆る。このとき、第2偏光子12を透過して直
線偏光となった反射戻り光の部分は、入射孔15側から
みて反時計回りに45°回転した偏波面を既に有してお
り、更に、入射面から出射した反射戻り光の部分の偏波
面は、入射孔15側からみた場合、所定角度(本例;4
5°)反時計回りに回転している。従って、入射孔15
側からみた場合、入射面から出射した反射戻り光の部分
の偏波面は、第1偏光子9の透過可能の偏波面に対して
反時計回りに90°回転している。このため、第2偏光
子12を透過して直線偏光となった反射戻り光の部分は
第1偏光子9を透過することができず、入射孔15から
出射されない。
On the other hand, as shown in FIG. 1(a), the reflected return light incident from the direction of the arrow mark (reverse direction) passes through the exit hole 16 and enters the second polarizer 12. A portion of the reflected return light that has passed through the second polarizer 12 and has become linearly polarized light enters the magneto-optic element 10 from the output surface of the magneto-optic element 10, and is subjected to multiple reflections within the magneto-optic element 10 (this example; (reflected twice) and exits from the incident surface. At this time, the portion of the reflected return light that has passed through the second polarizer 12 and has become linearly polarized light already has a polarization plane rotated by 45° counterclockwise when viewed from the entrance hole 15 side, and When viewed from the entrance hole 15 side, the polarization plane of the portion of the reflected return light emitted from the surface is at a predetermined angle (in this example;
5°) is rotating counterclockwise. Therefore, the entrance hole 15
When viewed from the side, the plane of polarization of the portion of the reflected return light emitted from the incident surface is rotated 90° counterclockwise with respect to the plane of polarization that can be transmitted by the first polarizer 9. Therefore, the portion of the reflected return light that has passed through the second polarizer 12 and has become linearly polarized light cannot pass through the first polarizer 9 and is not emitted from the entrance hole 15 .

本実施例の光アイソレークによれば、Nd−Fe−B磁
石11が強い磁界強度を有するため、第1偏光子9を透
過して直線偏光となった入射光の部分が、磁気光学素子
1o内で2回反射するだけで所定のフ?ラデー回転角θ
(本例;45°)が得られ、磁気光学素子10内での多
重反射回数を減少させることができる。さらに、前述し
たようにN d−F e−13磁石11が、その貫通孔
11a内において中心軸沿い中央から広い領域に渡って
均一な磁界強度を有し、磁気光学素子10に略均−で安
定した強度の磁界を印加し得る。従って、第1Q光子9
を透過して直線偏光となった入射光の部分が磁気光学素
子10内で干渉・散乱することが抑制され、本実施例に
よる光アイソレータは、低い順方向損失と高いアイソレ
ーションを有する。
According to the optical isolake of this embodiment, since the Nd-Fe-B magnet 11 has a strong magnetic field strength, the portion of the incident light that has passed through the first polarizer 9 and has become linearly polarized light is inside the magneto-optical element 1o. Is it possible to get the specified fu by just reflecting twice? Radhe rotation angle θ
(45° in this example), and the number of multiple reflections within the magneto-optical element 10 can be reduced. Furthermore, as described above, the N d-F e-13 magnet 11 has a uniform magnetic field strength in the through hole 11 a over a wide area from the center along the central axis, and the magneto-optical element 10 has a substantially uniform magnetic field strength. A magnetic field of stable strength can be applied. Therefore, the first Q photon 9
Interference and scattering of the portion of the incident light that has become linearly polarized light after passing through the magneto-optical element 10 is suppressed, and the optical isolator according to this embodiment has low forward loss and high isolation.

第2発明は、上記した実施例に限定されるものではない
The second invention is not limited to the embodiments described above.

第1及び第2偏光子9及び12としては、偏光ビームス
プリッタ以外に、グラントムソンプリズム、ローション
プリズム、グランフーコープリズム等の偏光子を用いて
もよい。また、第1及び第2(偏光子9及び12を配設
しなければ、光アイソレータとしてではなく、第1発明
の実施例によるファラデーローテータとなり、順方向損
失が小さいファラデーローテータが得られろ。
As the first and second polarizers 9 and 12, other than a polarizing beam splitter, a polarizer such as a Glan-Thompson prism, a Rochon prism, or a Glan-Foucault prism may be used. Moreover, if the first and second polarizers 9 and 12 are not provided, it will not function as an optical isolator, but will become a Faraday rotator according to the embodiment of the first invention, and a Faraday rotator with small forward direction loss will be obtained.

本実施例中では、磁気光学素子10として常磁性硝子を
用いたが、イツトリウム鉄ガーネット(YIG)等の強
磁性体からなる磁気光学素子を用いてもよく、その形状
・寸法も必要に応じて選定してよい。また、本実施例中
では、第1偏光子9を透過して直線偏光となった入射光
の部分を磁気光学索子10内で2回反射させる場合を例
示したが、この反射回数に限定されるものではなく、磁
気光学素子10を長い時間を費し精密に加工して3回以
上反射させるようにしてもよい。また、本実施例中では
、磁気光学素子10の出射面から出射した出射光の偏波
面は、第1偏光子9を透過してVi線線光光なった入射
光の部分の偏波面と比べて45°反時計回りに回転させ
る場合を記したが、多少順方向損失を犠牲にして他の回
転角度、偏波面を回転させるようにしてもよい。さらに
、反射防止膜10a及び10bは必ずしも被着しなくと
もよい。
In this example, paramagnetic glass is used as the magneto-optical element 10, but a magneto-optical element made of a ferromagnetic material such as yttrium iron garnet (YIG) may also be used, and its shape and dimensions may be adjusted as necessary. You may choose. Furthermore, in this embodiment, the case where the portion of the incident light that has passed through the first polarizer 9 and becomes linearly polarized light is reflected twice within the magneto-optic cable 10 has been exemplified, but the number of reflections is limited to this number of times. Instead, the magneto-optical element 10 may be precisely processed over a long period of time to cause the light to be reflected three or more times. In addition, in this embodiment, the polarization plane of the output light emitted from the output surface of the magneto-optical element 10 is compared with the polarization plane of the portion of the incident light that passes through the first polarizer 9 and becomes Vi line light. Although the case where the polarization plane is rotated counterclockwise by 45° is described, other rotation angles and polarization planes may be used at the expense of some forward loss. Furthermore, the antireflection films 10a and 10b do not necessarily need to be deposited.

また、N d−F e−B ’di石11の形状9寸法
及び磁界強度は、所望する偏波面の回転角度等の条件に
応じて適宜選定してよいことは言うまでもない。さらに
、実施例中では第1図(a)中の左側にN極が位置する
ようにN d−F e−8磁石11を配設したが、左側
にS極が位置するような構成にしてもよいことは勿論で
ある。
Further, it goes without saying that the shape 9 dimensions and magnetic field strength of the N d-F e-B 'di stone 11 may be appropriately selected depending on conditions such as the desired rotation angle of the plane of polarization. Furthermore, in the embodiment, the N d-F e-8 magnet 11 was arranged so that the N pole was located on the left side in FIG. Of course, this is a good thing.

また、本実施例中においては、入射光として波長830
nmのレーザ光を例示したが、その波長は磁界強度に対
応して適宜選定できる。
In addition, in this example, the wavelength of the incident light is 830.
Although a nm laser beam is illustrated, the wavelength can be appropriately selected depending on the magnetic field strength.

また、基板(例えば、ガドリニウム・ガリウム・ガーネ
ット(GGG))上に結晶を成長させて磁気光学素子と
した導波路型の光アイソレータ、あるいはファイバー型
の光アイソレータにNd−Fe−B磁石を用いてもよい
In addition, Nd-Fe-B magnets can be used in waveguide-type optical isolators made by growing crystals on a substrate (for example, gadolinium-gallium-garnet (GGG)) to form magneto-optical elements, or in fiber-type optical isolators. Good too.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

第2発明の光アイソレータによれば、順方向損失が小さ
く、高いアイソレーションを右する。また、第1発明の
ファラデーローデータによれば、順方向損失が小さい。
According to the optical isolator of the second invention, forward loss is small and high isolation is achieved. Further, according to the Faraday low data of the first invention, the forward loss is small.

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

第1図は実施例による光アイソレータを示す図で、同図
(a)は断面図、同図(b)は同図(a)中のX2−X
2線断面を示す断面図、第2図(a)は実施例による光
アイソレータに使用されるNd−Fe−8磁石を示す斜
視図、同図(b)はN d−F e−B 16石の貫通
孔内の中心軸沿いの磁界強度分布を示す図、第3図は従
来の光アイソレータを示す図で、同図(a)は断面図、
同図(b)は同図(a)中のX+ −X1線断面を示す
断面図、第4図(a)は従来の光アイソレータに使用さ
れるSm−Co1石を示す斜視図、及び同図(b)はS
m−Co磁石の貫通孔内の中心軸沿いの磁界強度分布を
示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing an optical isolator according to an embodiment, in which (a) is a cross-sectional view, and (b) is a cross-sectional view taken along line X2-X in (a).
FIG. 2(a) is a perspective view showing an Nd-Fe-8 magnet used in the optical isolator according to the embodiment, and FIG. 2(b) is a sectional view showing a 2-line cross section. Fig. 3 is a diagram showing a conventional optical isolator, and Fig. 3 (a) is a cross-sectional view;
FIG. 4(b) is a cross-sectional view taken along the line X+-X1 in FIG. 4(a), and FIG. 4(a) is a perspective view showing Sm-Co1 stone used in a conventional optical isolator; (b) is S
FIG. 3 is a diagram showing the magnetic field strength distribution along the central axis in the through hole of the m-Co magnet.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)入射光の偏波面を磁界内でファラデー効果により
所定角度回転させる磁気光学索子と、前記磁気光学素子
に磁界を印加するNd−Fe−B磁石とを具備してなる
ことを特徴とするファラデーローゼータ。
(1) A magneto-optic cable that rotates the polarization plane of incident light by a predetermined angle within a magnetic field by the Faraday effect, and an Nd-Fe-B magnet that applies a magnetic field to the magneto-optic element. Faraday Roseta.
(2)入射光を直線偏光にして出射させる第1偏光子と
、前記第1偏光子からの出射光の偏波面を磁界内でファ
ラデー効果により所定角度回転させる磁気光学素子と、
前記磁気光学素子に磁界を印加するNd−Fe−B磁石
と、前記磁気光学素子から出射して偏波面が所定角度ま
で回転した直線偏光を透過させる第2偏光子とを具備し
てなることを特徴とする光アイソレータ。
(2) a first polarizer that converts incident light into linearly polarized light and outputs it; and a magneto-optical element that rotates the plane of polarization of the light emitted from the first polarizer by a predetermined angle within a magnetic field by the Faraday effect;
It comprises an Nd-Fe-B magnet that applies a magnetic field to the magneto-optical element, and a second polarizer that transmits linearly polarized light that is emitted from the magneto-optical element and whose plane of polarization has been rotated to a predetermined angle. Features of optical isolators.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5478153A (en) * 1977-12-05 1979-06-22 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Light isolator
JPS61140108A (en) * 1984-12-12 1986-06-27 Namiki Precision Jewel Co Ltd Manufacture of permanent magnet
JPS6156627B2 (en) * 1977-11-28 1986-12-03 Fuiritsupusu Furuuiranpenfuaburiken Nv

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