KR100211792B1 - Optical isolator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 편광 방향에 관계없이 빛을 순방향으로는 통과시키고 역 방향으로는 빛을 차단하는 광 아이솔레이터에 관한 것이다.The present invention relates to an optical isolator that passes light in the forward direction and blocks the light in the reverse direction regardless of the polarization direction.
특히 본 발명은 최소의 광학 부품으로 시간퍼짐이 발생하지 않도록 하는 구조의 광아이솔레이터를 제공하고 있다.In particular, the present invention provides an optical isolator having a structure in which time spreading occurs with a minimum optical component.
본 발명의 구성은 2개의 광 파이버(11,17)와 2개의 렌즈(12,16)와 빛의 편광방향을 비가역적으로 45도 회전시키는 기능을 하는 패러데이로테이터(14)와 빛이 순방향으로 진행시 시간퍼짐이 발생하지 않도록 제2복굴절 소자(65)의 광축방향을 제1복굴절 소자(63)의 광축방향에 대하여 패러데이로테이터의 회전방향과 반대방향으로 45도 회전위치에 존재하도록 하며 이 상태에서도 두 개의 광선(광선 32, 광선 33)이 평행하도록 두 개의 복굴절 소자의 경사방향()을 반대방향으로 구성한 제1복굴절 소자(13) 및 제2복굴절 소자(15)로 이루어진 광 아이솔레이터이다.According to the configuration of the present invention, two optical fibers 11 and 17, two lenses 12 and 16, and a Faraday rotator 14 having a function of rotating the polarization direction of light irreversibly 45 degrees and the light travel in the forward direction The optical axis direction of the second birefringent element 65 is present at a 45 degree rotational position in the direction opposite to the rotational direction of the faradarotater with respect to the optical axis direction of the first birefringent element 63 so that time spreading does not occur. The inclination direction of the two birefringent elements so that the two rays (rays 32 and 33) are parallel ) Is an optical isolator composed of the first birefringent element 13 and the second birefringent element 15 constituted in opposite directions.
Description
제1도는 본 발명의 구성을 나타낸 도면으로 순방향으로 빛이 진행할 때의 개략도.1 is a diagram showing the configuration of the present invention, a schematic diagram when the light in the forward direction.
제2도는 본 발명의 구성을 나타낸 도면으로 역방향으로 빛이 진행할 때의 개략도.2 is a diagram showing a configuration of the present invention, a schematic diagram when light travels in the reverse direction.
제3도는 본 발명의 작용을 나타낸 도면으로 순방향으로 빛이 진행할 때 두 개의 광선(광선32, 광선33)이 평행하고 시간퍼짐이 없음을 보여주기 위한 도면.3 is a view showing the operation of the present invention to show that the two light beams (rays 32, 33) are parallel and there is no time spread when light travels in the forward direction.
제4도는 본 발명의 작용을 나타낸 도면으로 역방향으로 빛이 진행할 때의 출사각(5,5')이 순방향시의 입사각(제3도1)과 다름을 보여주기 위한 도면.4 is a view showing the operation of the present invention when the light emitted in the reverse direction ( 5, 5 ') angle of incidence with forward direction (Fig. 3) Drawing to show the difference from 1).
제5도는 본 발명의 작용을 나타낸 도면으로 빛이 통과하는 위치가 다를 경우(광선 51, 52) 시간 퍼짐이 없음을 보여 주기 위한 도면.5 is a view showing the operation of the present invention to show that there is no time spread when the light passing position is different (rays 51 and 52).
제6도는 본 발명의 구성 중 복굴절 소자(63,65)와 패러데이로테이터(64)의 구성을 상세히 나타내기 위한 도면.6 is a view for showing in detail the configuration of the birefringent elements (63, 65) and the Faraday rotator (64) of the configuration of the present invention.
제7도는 종래의 발명에서 순방향으로 빛이 진행할 경우의 광선을 보여 주기 위한 도면.7 is a view for showing a light ray when the light proceeds in the forward direction in the conventional invention.
제8도는 종래의 발명에서 역방향으로 빛이 진행할 경우의 광선을 보여 주기 위한 도면.8 is a view for showing light rays when the light proceeds in the reverse direction of the conventional invention.
제9도는 본 발명의 실시예.9 is an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings
11 : 입사광 파이버 12 : 렌즈의 주면11 incident light fiber 12 main surface of the lens
13 : 복굴절 소자 14 : 패러데이로테이터13: birefringent element 14: faraday rotator
15 : 복굴절 소자 16 : 렌즈의 주면15 birefringent element 16 main surface of the lens
17 : 출사광 파이버 21 : 광 파이버17: output light fiber 21: optical fiber
22 : 렌즈의 주면 23 : 복굴절 소자22: principal surface of the lens 23: birefringent element
24 : 패러데이로테이터 25 : 복굴절 소자24: Faraday rotator 25: birefringent element
26 : 렌즈의 주면 27 : 광 파이버26: principal surface of the lens 27: optical fiber
33 : 복굴절 소자 34 : 패러데이로테이터33: birefringent element 34: Faraday rotator
35 : 복굴절 소자 43 : 복굴절 소자35 birefringent element 43 birefringent element
44 : 패러데이로테이터 45 : 복굴절 소자44: Faraday rotator 45: birefringent element
53 : 복굴절 소자 54 : 패러데이로테이터53: birefringent element 54: Faraday rotator
55 : 복굴절 소자 63 : 복굴절 소자55: birefringent element 63: birefringent element
64 : 패러데이로테이터 65 : 복굴절 소자64: Faraday rotator 65: birefringent element
C축 : 복굴절 소자의 광축(OPTIC AXIS)C-axis: Optical axis of birefringent element (OPTIC AXIS)
73 : 복굴절 소자 74 : 패러데이로테이터73: birefringent element 74: Faraday rotator
75 : 복굴절 소자 83 : 복굴절 소자75: birefringent element 83: birefringent element
84 : 패러데이로테이터 85 : 복굴절 소자84: Faraday rotator 85: birefringent element
91 : 광 파이버 92 : 렌즈91: optical fiber 92: lens
93 : 복굴절 소자 94 : 패러데이로테이터93 birefringent element 94 Faraday rotator
95 : 복굴절 소자 96 : 렌즈95 birefringent element 96 lens
97 : 광 파이버 98 : 페룰97: optical fiber 98: ferrule
99 : 페룰 100 : 렌즈 고정부99: ferrule 100: lens fixing portion
101 : 렌즈 고정부 102 : 몸체101: lens fixing portion 102: the body
본 발명은 편광 방향에 관계없이 빛을 순방향으로 통과하게 하고 역방향으로는 빛을 차단하는 광 아이솔레이터에 관한 것이다. 특히 2개의 복굴절 소자와 1개의 패러데이로테이터로 구성되어 있으면서도 시간퍼짐(DISPERSION)이 발생하지 않는 구조에 관한 것이다.The present invention relates to an optical isolator which allows light to pass in the forward direction and blocks the light in the reverse direction regardless of the polarization direction. In particular, the present invention relates to a structure that is composed of two birefringent elements and one Faraday data, but does not cause time dispersion.
편광 방향에 관계없이 아이솔레이션 기능을 수행하는 광 아이솔레이터는 대부분 복굴절 재료를 사용하는데, 복굴절 재료를 통과하면서 정상광선(ordinary ray)과 비정상광선(extra ordinry ray)으로 분리되어 지나게 되며 이 두 광선의 속도차에 의하여 시간퍼짐(dispersion)이 발생하게 된다.Regardless of the polarization direction, the optical isolator that performs the isolation function mostly uses birefringent material, which passes through the birefringent material and separates it into normal and extraordinary rays, and the speed difference between these two rays is different. This causes time dispersion.
종래의 기술을 살펴보면 미국특허 4,548,478은 (제7도, 제8도) 2개의 경사진 복굴절 소자와 1개의 패러데이로테이터로 구성되어 있으며 순방향으로 진행(제7도)시에는 첫 번째 복굴절 소자(73)에서 정상광선(ordinary ray)으로 진행한 빛은 두 번째 복굴절 소자(75)를 지날때에도 정상광선으로 진행하며(광선 72), 첫 번째 복굴절 소자(73)에서 비정상광선(extra ordinry ray)으로 진행한 빛은 두 번째 복굴절 소자(75)에서도 비정상광선으로 진행하게 하며 광선 71의 입사각과 광선 72, 73의 각도(출사각)가 같도록 복굴절 소자 73, 75의 형상 및 광축방향(C축)을 배치하였다.Looking at the prior art, U.S. Patent 4,548,478 consists of two inclined birefringent elements and one Faraday rotator (FIGS. 7 and 8) and the first birefringent element 73 in the forward direction (FIG. 7). The light propagated in the normal ray at the light beam proceeds to the normal light even when passing through the second birefringent element 75 (ray 72), and proceeds to the extraordinry ray at the first birefringent element 73. The light also proceeds to the abnormal light in the second birefringent element 75, and the shape and the optical axis direction (C axis) of the birefringent elements 73 and 75 are arranged so that the incident angle of the light rays 71 and the angles (the exit angles) of the light rays 72 and 73 are the same. It was.
즉 첫 번째 복굴절 소자(73)에 대하여 두 번째 복굴절 소자(75)의 광축방향(C축)을 패러데이로테이터의 회전방향과 같은 방향으로 45도 회전 위치에 배치하였으며 두 복굴절 소자(73, 75)의 경사 방향도 두 개를 합하였을 경우 평행 사변형이 되도록 같은 방향으로 소자의 경사방향()을 배치하였다.That is, the optical axis direction (C axis) of the second birefringent element 75 with respect to the first birefringent element 73 is disposed at a 45-degree rotational position in the same direction as the rotational direction of the faraero data, and the two birefringent elements 73 and 75 When the two inclination directions are added together, the inclination direction of the device in the same direction becomes parallel quadrilateral ( ) Was placed.
제8도는 종래의 발명에서 역방향으로 빛이 진행할 경우의 개략도이다.8 is a schematic diagram when light travels in the reverse direction of the conventional invention.
그러나 종래의 발명에서는 순방향시(제7도) 광선 72와 광선 73이 복굴절 소자 73, 75를 지날 때의 두 광선의 속도차(정상광선과 비정상광선의 속도차)때문에 시간 퍼짐이 발생하게 된다.However, in the conventional invention, time propagation occurs due to the speed difference between the two light beams (speed difference between normal light beam and abnormal light beam) when the light beam 72 and the light beam 73 pass through the birefringent elements 73 and 75 in the forward direction (FIG. 7).
이를 보완하기 위하여 유럽특허 EP 0 533 398 A1에서는 시간퍼짐 보상판을 추가로 설치하는 것을 고안하였다. 그러나 부품수가 늘어나면서 부품 가공, 조립 등에 노력이 더 필요하게 되며 빛이 통과하는 면이 많을 수록 광효율도 떨어지게 된다.In order to compensate for this, European Patent EP 0 533 398 A1 has devised to install an additional time spread compensation plate. However, as the number of parts increases, more effort is required for parts processing and assembly, and the more light passes, the lower the light efficiency.
본 발명의 목적은 가능한 최소의 부품으로 시간퍼짐이 존재하지 않는 광 아이솔레이터를 제공하는데 있다.It is an object of the present invention to provide an optical isolator in which there is no time spread with the smallest possible component.
이를 달성하기 위한 본 발명의 구성은 제1도, 제2도, 제6도를 통하여 설명한다.The configuration of the present invention for achieving this is described with reference to FIG. 1, FIG. 2, and FIG.
제1도는 본 발명의 구성을 나타낸 도면으로 순방향으로 빛이 진행하는 것을 개략적으로 나타냈다.1 is a view showing the configuration of the present invention schematically showing the progress of light in the forward direction.
본 발명의 구성은 정보를 전달하는 입사광 파이버(부품 11)와 광 파이버11에서 빛이 퍼지는 것을 평행광으로 만들어주는 렌즈(부품 12)와 빛을 정상광선과 비정상광선으로 분리하는 기능을 하는 복굴절 소자(부품 13)와 빛이 편광 방향을 45도 회전시키는 기능을 수행하는 패러데이로테이터(부품 14)와 부품 13과 대응을 하여 두 종류의 빛(광선 13, 15와 광선 14,16)이 평행하게 전진하도록 하며 시간퍼짐이 발생하지 않도록 재료의 광축방향을 배치시킨 복굴절 소자(부품 15)와 평행한 빛을 광 파이버(부품 17)에 집속을 하는 렌즈(부품 16)으로 이루어졌다.The configuration of the present invention is an incident light fiber (part 11) for transmitting information, a lens (part 12) for making the light spread in the optical fiber 11 (part 12) and a birefringent element that functions to separate light into normal and abnormal light (Part 13) and the Faraday rotator (Part 14), which performs the function of rotating the polarization direction by 45 degrees, and the two types of light (beams 13, 15 and 14, 16) advance in parallel in correspondence with part 13 A lens (part 16) is used to focus light parallel to the birefringent element (part 15) in which the optical axis direction of the material is arranged so that time spreading does not occur.
제2도는 본 발명에서 역방향으로 빛이 진행할 경우 차단되는 것을 나타내는 개략도로 출사광 파이버(27)에서 빛이 역방향으로 진행 할 경우에는 입사광 파이버(21)에 집속이 되지 않음을 보여 주고 있다.FIG. 2 is a schematic view showing that the light is blocked when traveling in the reverse direction in the present invention, and when the light travels in the reverse direction from the exiting light fiber 27, the incident light fiber 21 is not focused.
제6도는 본 발명에서 복굴절 소자와 패러데이로테이터가 어떻게 구성되었는가를 상세히 나타내기 위한 도면이다.6 is a view for showing in detail how the birefringent element and the Faraday rotator is configured in the present invention.
특히 빛이 순방향으로 진행시 두 개의 광선(광선32, 광선33)이 평행하도록 하고 각 광선에서 정상광선(O-RAY)과 비정상광선(E-RAY)이 교차로 발생하게 하여 시간퍼짐(DISPERSION)이 없도록 하며, 역방향으로 진행시에는 두 개의 광선(광선 42, 광선 43)이 평행하지 않도록 구성하여 아이솔레이션 기능을 수행할 수 있도록, 복굴절 소자의 경사 방향()과 광축방향(C축)을 구성한 것을 상세히 설명하도록 한다.In particular, when the light proceeds in the forward direction, the two light rays (rays 32 and 33) are parallel, and in each ray, the normal ray (O-RAY) and the abnormal ray (E-RAY) are generated at the intersection, so that the time spread (DISPERSION) In the reverse direction, two beams (rays 42 and 43) are not parallel to each other so that the isolation function can be performed. ) And the optical axis direction (C axis) will be described in detail.
제6도에서 첫 번째 복굴절 소자63은 한 쪽면이도 경사지어 있으며 광축방향(c축)은 y-z 축이 이루는 면에 존재한다.In FIG. 6, the first birefringent element 63 has one side It is also inclined and the optical axis direction (c-axis) exists in the plane which the yz-axis makes.
패러데이로테이터64는 편광방향을 x축을 회전축으로 하여 비가역적으로 45도 회전시킨다(본 그림에서는 시계방향으로 45도 회전).Faraday Rotator 64 rotates the polarization direction irreversibly 45 degrees with the x-axis as the rotation axis (45 degrees clockwise in this figure).
두 번째 복굴절 소자65는 한 쪽면이도 경사지어 있으며 소자63과는 경사 방향이 두 개를 합하였을 경우 사다리꼴 형상이 되도록 반대 방향으로 배치한다.The second birefringent element 65 has one side It is also inclined and arranged in the opposite direction with the element 63 so as to have a trapezoidal shape when the two inclination directions are combined.
두 번째 복굴절 소자65의 광축방향(c축)은 y-z축 면에 존재하며, 첫 번째 복굴절 소자63의 광축방향에 대하여 패러데이로테이터64가 빛의 편광 방향을 회전시키는 방향(본 그림에서는 x축에 대하여 시계방향)과 반대방향으로 45도 회전시킨 위치에 광축방향이 존재하도록 한다.The optical axis direction (c axis) of the second birefringent element 65 exists on the yz axis plane, and the direction in which the Faraday Rotator 64 rotates the polarization direction of light with respect to the optical axis direction of the first birefringent element 63 (in this figure, about the x axis). The optical axis direction is present at a position rotated 45 degrees in a direction opposite to the clockwise direction).
즉 순방향시에는 복굴절 소자63에서 정상광선인 빛은 복굴절 소자65에서는 비정상광선이 되며, 복굴절 소자63에서 비정상광선인 빛은 복굴절 소자65에서는 정상광선이 되도록 광축방향을 배치시킨다.That is, in the forward direction, light that is normal light in the birefringent element 63 becomes abnormal light in the birefringent element 65, and light in which the abnormal light in the birefringent element 63 becomes normal light in the birefringent element 65 is disposed.
그러면 제3도, 제4도, 제5도를 통하여 본 발명의 작용 즉 아이솔레이션 기능 및 본 발명의 특징인 시간퍼짐이 거의 없음을 설명하도록 하겠다.3, 4, and 5, the operation of the present invention, that is, the isolation function and the time spread which is a feature of the present invention, will be described.
본 구조에서 복굴절 소자(33,35)의 경사각도() 및 광선(광선 31,32,33등)과 X축이 이루는 각도()가 충분히 작도록 구성한다.The angle of inclination of the birefringent elements 33 and 35 in this structure ) And the angle between the rays (31, 32, 33, etc.) and the X axis ( ) Is small enough.
제3도에서는 본 발명에서 순방향으로 빛이 흐를 때 두 개의 광선(광선32,33)이 평행하고 시간퍼짐(dispersion)이 존재하지 않음을 보여 주고자 한다.In FIG. 3, two light rays 32 and 33 are parallel and no dispersion occurs when light flows in the forward direction.
광선 31이 복굴절 소자 33에 입사할 때 정상광선(o)과 비정상광선(e)으로 분리되는데 이 때의 굴절율을 no, ne라 하면 복굴절 소자33을 통과하고 나서 두 개의 광선이 x축과 이루는 각도When the light beam 31 enters the birefringent element 33, it is divided into the normal ray (o) and the abnormal ray (e). If the refractive index is no and ne, the angle between the two ray rays and the x axis after passing through the birefringence element 33
식으로 표현된다(본 구조에서는및를 충분히 작도록 구성하기 때문에 sin=, sin=로 가정하고 계산하도록 한다).Expressed as an expression (in this structure And Because we make it small enough = , sin = Assume and calculate it).
이 빛이 패러데이로테이터 34를 지날 때에는 소자 34가 평행하기 때문에 각도2,2'는 변하지 않는다.When this light passes through the Faraday rotator 34, the angle of the element 34 is parallel, so 2, 2 'does not change.
복굴절 소자35를 지날 때에는 정상광선과 비정상광선이 바뀌게 되며 복굴절 소자35를 지날때의 x축과 이루는 각도를3,3'라 하면When the birefringent element 35 passes, the normal and abnormal rays are changed, and the angle formed with the x-axis when passing the birefringent element 35 is changed. 3, 3 '
가 된다.Becomes
(1), (3) 식 및 (2), (4) 식에서In the formulas (1), (3) and (2), (4)
이 된다.Becomes
즉 (5),(6)식에서 두 개의 광선(광선 32, 33)이 평행하므로 렌즈를 이용하면 한 점에 집속할 수 있다. 또한 첫 번째 복굴절 소자33을 지날 때와 두 번째 복굴절 소자35를 지날때 정상광선과 비정상광선이 바뀌므로 광선32와 광선 33사이에는 시간퍼짐이 존재하지 않는다.In other words, the two rays (rays 32 and 33) are parallel in the equations (5) and (6), so that a lens can be used to focus at a point. In addition, since the normal light beam and the abnormal light beam change when passing the first birefringent element 33 and the second birefringent element 35, there is no time spread between the light ray 32 and the light ray 33.
제4도에서는 본 발명에서 역방향으로 빛이 진행시 차단됨을 보여주고자 한다.4 is to show that the light is blocked in the reverse direction in the present invention.
제4도에서 43,45는 복굴절 소자, 45는 패러데이로테이터를 나타낸다.In Fig. 4, 43 and 45 represent birefringent elements and 45 represents Faraday rotator.
x축과3를 이루는 광선 41이 복굴절 소자45에 역 방향으로 입사시 빛은 정상광선과 비정상광선으로 분리되는데 이 때의 각도를x-axis When the light 41 of 3 is incident to the birefringent element 45 in the reverse direction, the light is separated into normal rays and abnormal rays.
이 된다.Becomes
이 빛이 평행 평면판인 패러데이로테이터를 지날 때에는 빛의 각도는 변화하지 않는다.The angle of light does not change when this light passes the Faradayrotator, a parallel plane plate.
빛이 복굴절 소자43을 지날 때에는 패러데이로테이터의 비가역성인 편광 방향의 회전 때문에 복굴절 소자45를 지날 때 정상광선인 빛은 복굴절 소자43에서도 정상광선이 되며, 복굴절 소자45를 지날 때 비정상광선인 빛은 복굴절 소자43을 지날 때에도 비정상광선이 된다.When light passes through the birefringent element 43, the normal ray of light passes through the birefringent element 43 due to the irreversible polarization of the faraday data. Abnormal light is generated even when the device 43 passes.
그러므로 복굴절소자43을 지날 때의 각도를5',5라 하면Therefore, the angle when passing through the birefringent element 43 5 ', 5
이 된다.Becomes
(7), (9)와 (8), (10)에서From (7), (9) and (8), (10)
로 된다.It becomes
식(5) 및 (11)에서5'와1의 관계In equations (5) and (11) 5 'and Relationship of 1
식 (5) 및 (12)에서5와1의 관계를 나타내면In formulas (5) and (12) 5 and If you represent a relationship of 1
가 된다.Becomes
즉 식(13),(14)에서 역방향으로 빛이 진행 할 경우에는 광선42는 (no-ne)만큼 순방향시의 입사각(1)에서 벗어나므로 입사광 파이버에 모아지지 않는다.In other words, when light travels backward in equations (13) and (14), ray 42 is (no-ne) Incident angle in forward direction ( Since it is out of 1), it does not collect in the incident light fiber.
제2도의 개략도에서는 빛이 역방향으로 흐를 경우, 렌즈22에 의하여 빛이 입사광 파이버 21에 모아지지 않음을 도면으로 나타냈다.In the schematic diagram of FIG. 2, when light flows in the reverse direction, the light is not collected by the lens 22 on the incident light fiber 21 in the drawing.
제5도에서는 본 발명에서 통과하는 위치가 다른 두 개의 광선(광선 51, 52)이 본 발명의 광학계를 통과한 후 시간퍼짐이 없음을 보여주고자 한다.5 shows that there are no time spreads after two light beams (rays 51 and 52) having different positions passing through the present invention pass through the optical system of the present invention.
(제5도에서 광선 51,52는 제1도에서 광선 13,15와 대응된다).(Rays 51,52 in FIG. 5 correspond to rays 13,15 in FIG. 1).
두 개의 평행광선 광선 51과 광선 52가 x축과1의 각도를 이루고 입사하여 x축과3를 이루고 출사하는 두 개의 광선을 살펴보도록 한다.Two parallel rays, rays 51 and 52, At an angle of 1 Look at the two rays that form 3 and exit.
광선 51이 첫 번째 복굴절 소자53과 만나는 점을 A라 하고 두 번째 복굴절 소자55를 통과하는 점을 B라하고, 광선52가 첫 번째 복굴절 소자53과 만나는 점을 F라 하고, 두 번째 복굴절 소자55를 통과하는 점을 G라 하고, 점 F에서 광선51에 수직방향으로 선을 그어 만난점을 C라하고 점D에서 광선 51에 수직방향으로 선을 그어 만난점을 D라 하고 점A에서 광선52에 Z축과 평행하게 선을 그어 만난점을 H라하고 점B에서 광선52에 Z축과 평행하게 선을 그어 만난점을 I라 하자.The point where ray 51 meets the first birefringent element 53 is A, the point where ray 2 passes through the second birefringent element 55 is B, the point where ray 52 meets the first birefringent element 53 is F, and the second birefringent element 55 The point passing through is called G, and the point F is drawn perpendicular to the beam 51 at the point C. The point is C. The point D is drawn perpendicular to the beam 51 at the point D, and the point D is called. Draw a line parallel to the Z-axis at H to meet the point H, and draw a line parallel to the Z-axis at point B at the point B to meet the point I.
광선 51과 광선52가 본 발명의 광학계를 지나면서 시간퍼짐이 없음을 보여 주기 위해서는 광선51의 점C에서 점D까지의 광학적 경로 길이와 광선52의 점F에서 점G까지의 광학적 경로 길이(OPTICAL PATH LENGTH)가 같음을 증명하면 된다.Optical path length from point C to point D of light beam 51 and optical path length from point F to point G of light beam 52 (OPTICAL) to demonstrate that light beam 51 and light beam 52 pass through the optical system of the present invention with no time spread. PATH LENGTH) is the same.
그런데 광선51의 점A에서 점B까지의 구간과 광선52의 점H에서 점I까지의 구간이 서로 평행하고 같은 재료를 통과하므로 광학적 경로 길이가 같다.The optical path lengths are the same because the sections from point A to point B of ray 51 and from point H to point I of ray 52 are parallel to each other and pass through the same material.
그러므로therefore
광선51에서 CA 구간의 광학적 경로 길이를 δ1The optical path length of the CA section in ray 51 is δ1
BD구간의 광학적 경로 길이를 δ2라 하고The optical path length of the BD section is called δ2
광선52에서 FH 구간의 광학적 경로 길이를 δ3라 하고The optical path length of the FH section at ray 52 is δ3
IG 구간의 광학적 경로 길이를 δ4라 할 때When the optical path length of the IG interval is δ4
를 비교하면 광선51과 광선52의 시간퍼짐을 볼 수 있다.Comparing the results, we can see the time spread of the light beam 51 and the light beam 52.
복굴절 소자 53에서 점A에서 점F까지의 길이를 L이라 하면 복굴절 소자 55에서 점B에서 점G까지의 길이도 L이 된다.If the length from point A to point F in birefringent element 53 is L, the length from point B to point G in birefringent element 55 is also L.
식 (15)와 (16)을 L과 각도로 표현하면If equations (15) and (16) are expressed in terms of L and angle
이 된다.Becomes
식 (17)의3에 식(5)를 대입하여 정리하면Of equation (17) Substituting equation (5) into 3
가 된다.Becomes
즉, 식(19), (20)에서 두 개의 광학적 경로 길이가 같게 되어 광선 51과 광선52 사이에는 시간퍼짐이 존재하지 않게 된다.That is, in Equations (19) and (20), two optical path lengths become the same so that there is no time spread between the light rays 51 and 52.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명의 구성(제1도)은 두 개의 광 파이버(11,17)와 빛을 평행하게 하는 두 개의 렌즈(12,16)와 빛의 편광 방향을 비가역적으로 45도 회전시키는 패러데이로테이터(14)와 빛이 순방향으로 진행시 정상광선(O-RAY)과 비정상광선(E-RAY)이 교차하여 발생하도록 제1복굴절 소자(13)에 대하여 제2복굴절 소자(15)의 광축방향(C축)이 패러데이로테이터의 회전 방향과 반대방향으로 45도 회전위치에 존재하도록 하며, 위 조건에서 두 개의 광선(광선32,광선33)이 평행하도록 제1복굴절 소자(13)와 제2복굴절 소자(15)의 경사(각도)가 반대방향이 되도록 구성시킨 광 아이솔레이터이다.As described above, the configuration of the present invention (FIG. 1) rotates two optical fibers 11 and 17 and two lenses 12 and 16 parallel to light and irreversibly rotates the polarization direction of light by 45 degrees. The second birefringent element 15 with respect to the first birefringent element 13 so as to occur when the normal ray (O-RAY) and the abnormal ray (E-RAY) intersects when the Faraday rotator 14 and the light proceed in the forward direction. The optical axis direction (C axis) is present in the rotational position 45 degrees in the direction opposite to the rotational direction of the Faraday data, and under the above conditions, the first birefringent element 13 and the first birefringent element 13 and the Slope of the birefringent element 15 ( Optical isolator configured so that the angle) becomes opposite direction.
제9도는 본 발명의 실시예를 나타낸 것으로 광 파이버(91,97) 및 이를 지지하고 있는 페룰(98,99)과 렌즈(92,96)와 렌즈를 고정하고 있는 렌즈 고정부(100,101)와 복굴절 소자(93,95)와 패러데이로테이터(94) 및 전체를 고정하는 몸체(102)로 구성한 예이다.9 illustrates an embodiment of the present invention, wherein the optical fibers 91 and 97, the ferrules 98 and 99 supporting the lens, the lens 92 and 96 and the lens fixing portions 100 and 101 fixing the lens and the birefringence are shown in FIG. It is an example comprised of the elements 93 and 95, the Faraday rotator 94, and the body 102 which fixes the whole.
여기서 중요한 것은 페룰(98,99)의 끝면이 광 파이버(91,97)에 대하여 일정각도를 갖게 하여 이 면에서 반사되는 신호가 노이즈가 되지 않도록 하는 것이 중요하다. 또한 렌즈(92,96)의 단면에 의하여 반사되는 신호가 최소가 되도록 렌즈의 단면을 경사지게 하여 빛이 경계면에서 되반사되어 입사광 파이버로 되돌아가지 않도록 하는 것이 중요하다.Importantly, it is important that the end faces of the ferrules 98 and 99 have a certain angle with respect to the optical fibers 91 and 97 so that the signal reflected from this face is not noise. In addition, it is important to incline the end face of the lens so that the signal reflected by the end faces of the lenses 92 and 96 is minimized so that light does not reflect back from the interface and return to the incident light fiber.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950046290A KR100211792B1 (en) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019950046290A KR100211792B1 (en) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Optical isolator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR970048642A KR970048642A (en) | 1997-07-29 |
KR100211792B1 true KR100211792B1 (en) | 1999-08-02 |
Family
ID=19437511
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019950046290A KR100211792B1 (en) | 1995-12-04 | 1995-12-04 | Optical isolator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100211792B1 (en) |
-
1995
- 1995-12-04 KR KR1019950046290A patent/KR100211792B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR970048642A (en) | 1997-07-29 |
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