JP2001154149A - 光モジュールおよび光サーキュレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レンズ間に複屈折結晶を配置した光モジュール
の小型化、コストダウン、挿入損失の低減化に貢献する
光モジュール、および光サーキュレータを提供する。 【解決手段】１以上の複屈折結晶とレンズが、対向する
少なくとも２以上の光ファイバの間に配置された光モジ
ュールにおいて、前記レンズとファイバからなる光結合
系のスポット直径が１５μｍ以上であることを特徴とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信、光計測等
に使用する光モジュール、および偏光無依存型の光サー
キュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】光サーキュレータは光信号を一方向にの
み通過させるような非相反機能をもつ光部品であり、光
ファイバ増幅器の入出力部や双方向通信システムの分岐
部に使用されてきた。

【０００３】図１０は従来の光サーキュレータの構成を
示す図である（特許第２５３９５６３号）。第１の複屈
折結晶３１、第１の半波長板３３，第１の半波長板３
４、第２の磁気光学結晶３７、第２の複屈折結晶３９、
第２の磁気光学結晶３８、第２の半波長板３５、第２の
半波長板３６ 、第３の複屈折結晶３２の順に配置さ
れ、その両側にレンズ４４と光線入出射ポート４０、４
１、４２が配置される。

【０００４】まず光線入出射ポート４０から入射した光
が、光線入出射ポート４２に出射する光路について説明
する。

【０００５】光線入出射ポート４０から入射した光は第
１のレンズ４４によりコリメート光となり、第１の複屈
折結晶３１により常光と異常光に分離される。常光は半
波長板３３により偏波方向が時計回りに４５度回転し、
また異常光は半波長板３４により偏波方向が反時計回り
に−４５度回転し、常光と異常光の偏波方向は平行とさ
れる。第１の磁気光学結晶２２を通過することによりさ
らに両者の偏波方向は反時計周りに−４５度回転され第
２の複屈折結晶３９に入射する。複屈折結晶３９に入射
した２本のビームは複屈折結晶３９で異常光となりシフ
トされる。その後第２の磁気光学結晶３８で両者の偏波
方向は時計回りに４５度回転され、常光は半波長板３５
により偏波方向が時計回りに４５度回転され、また異常
光は半波長板３６により偏波方向が反時計回りに−４５
度回転され、常光と異常光の偏波方向は直交となる。そ
の後、常光と異常光は第３の複屈折結晶３２によって合
波され、この合波された光が第２のレンズ４４により集
光され光線入出射ポート４２から出射する。

【０００６】次に光線入出射ポート４２から入射した光
が光線入出射ポート４１から出射されるまでの光路につ
いて説明する。

【０００７】光線入出射ポート４２から入射した光は第
２のレンズ４４によりコリメート光となり、第３の複屈
折結晶３２により常光と異常光に分離される。常光は半
波長板３５により偏波方向が時計回り４５度回転し、ま
た異常光は半波長板３６により偏波方向が反時計回り−
４５度回転し、常光と異常光の偏波方向は平行となる。
第２の磁気光学結晶３８を通過することにより、さらに
両者の偏波方向は時計回り４５度回転され第２の複屈折
結晶板３９に入射する。複屈折結晶板３９に入射した２
本のビームは複屈折結晶板３９では常光となりシフトし
ない。その後第１の磁気光学結晶３７で両者の偏波方向
は反時計回り−４５度回転され、常光は半波長板３４に
より偏波方向が時計回り４５度回転され、また異常光は
半波長板３３により偏波方向が反時計回り−４５度回転
され、常光と異常光の偏波方向は直交となる。その後、
常光と異常光は第１の複屈折結晶３１によって合波さ
れ、この合波された光が第３のレンズ４４により集光さ
れ光線入出射ポート４１から出射する。

【０００８】以上のようなことにより光線入出射ポート
３９から入射した光は、その偏波状態に関係なく光線入
出射ポート４２から出射され、光線入出射ポート４２か
ら入射した光は、その偏波状態に関係なく光線入出射ポ
ート４０からは出射せずに、光線入出射ポート４１から
出射するという光サーキュレータの機能をもつことがで
きる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の光サーキュレータでは各ポートにそれぞれレンズ
４４が必要であり、装置が大型化する問題点があった。
また隣り合った入出力ポート４０と４１の間隔はレンズ
の直径以上の間隔が必要となり、従って複屈折結晶３９
でのビームシフト量もレンズ直径以上のシフト量が必要
となり、そのために複屈折結晶の厚みが厚型化するため
にコストが増大し、さらに装置が大型化する問題があっ
た。また、複屈折結晶の厚型化により挿入損失が増大す
る問題があった。

【００１０】しかもコリメート光を完全分離合成するた
めに複屈折結晶３１、３２の厚みは、コリメート光の直
径以上の分離幅を持つように設定する必要があり、さら
に厚型化が必要となる。例えばレンズ直径は一般的に２
ｍｍ以上であり、複屈折結晶３９にルチルを用いた場合
の厚みは２０ｍｍ以上が必要である。またコリメート光
の直径は一般的に０．５ｍｍ以上であり、複屈折結晶３
１、３２の厚みはそれぞれ５ｍｍ以上が必要である。

【００１１】さらに複屈折結晶の薄型化の為、コリメー
ト光ではなく集光ビームとする場合は、複屈折結晶３
１、３２、３９におけるビームの分離幅やシフト量、複
屈折結晶の厚み、レンズ４４のレンズ倍率等が明確でな
く、現実的には複屈折結晶の厚みとレンズの倍率によっ
ては、ビームに収差が発生し挿入損失が増大し、十分な
結合効率が得られないという問題点があった。

【００１２】本発明は上記従来の課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、外形を小型化し、挿
入損失の低減された光モジュールおよび光サーキュレー
タを提供することにある。また、本発明は、ファイバコ
リメータを不要とした小型で光学結合が簡易化された光
サーキュレータを提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明はこれらの課題を
解決するためのものであり、１以上の複屈折性結晶とレ
ンズが、少なくとも２以上のファイバの間に配置された
光モジュールにおいて、前記レンズとファイバからなる
光結合系のスポット直径が１５μｍ以上であることを特
徴とする。

【００１４】また、入射光線中の直交する２つの偏波成
分を分離し、かつ異なる光路で入射される２つの偏波成
分を同一光路に合成する少なくとも２以上の光線分離合
成手段と、前記光線分離合成手段の間に配設され、入射
光線をその偏波方向に応じて異なる方向へ進行させる光
路決定手段と、光線分離合成手段と前記光路決定手段と
の間に配設された偏光回転手段とを備えた非相反部が、
少なくとも１本の光ファイバと１つのレンズからなる光
結合系と、少なくとも２本の光ファイバと少なくとも１
つのレンズからなる光結合系との間に配置された光サー
キュレータであって、前記２つの光結合系のスポット直
径が１５μｍ以上であることを特徴とする。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下に実施例として、本発明によ
る光モジュールについて説明する。

【００１６】図１は本発明の光モジュールの実施形態を
示す構成図である。光ファイバ１から出射した光線５は
レンズ３により集光され、複屈折結晶４を透過して光フ
ァイバ２に入射する。複屈折結晶４に示される矢印は結
晶軸の方向を表し、本実施例においては図中に示すＹ軸
方向に設定されている。複屈折結晶に入射する光線５の
うち、結晶軸に平行な偏波光線は異常光線、結晶軸に垂
直な偏波光線は常光線として動作する。ここで通常の屈
折の法則に従う光線は常光線、従わないものは異常光線
と呼ばれ、異常光線に対しては、複屈折結晶を進む方向
によって屈折率が異なる。従って異常光線は複屈折結晶
４を透過した後１点に集光せずに非点収差が発生し、こ
れが光ファイバ２との結合効率を低下させることとな
る。

【００１７】そこで本発明では光ファイバ１とレンズ３
からなる光結合系６のスポット直径を１５μｍ以上にす
ることにより、この非点収差を低減し、高い結合効率を
得ることが実現した。ここでスポット直径とは、レンズ
３を透過した光線５の焦点位置において、光強度１／ｅ
²のスポット直径である。図１においては複屈折結晶４
を取り除いた場合の、光結合系６の焦点位置スポット直
径である。焦点位置のスポット直径の測定は、赤外線カ
メラでスポットの画像を取り込み、画像処理によって測
定する方法が一般的である。

【００１８】次に異常光線で発生する非点収差につい
て、図２、図３を用いて詳しく説明する。

【００１９】図２は複屈折結晶を透過した異常光線で発
生する非点収差についての説明図である。Ｚ軸方向に沿
って複屈折結晶４を透過した異常光線７を赤外線カメラ
８で観察した。異常光線７の屈折率は複屈折結晶の光学
軸と光線の進行方向によって変わるため、異常光線７は
その入射角度によって屈折率が異なるため屈折方向も異
なり、そのため異常光線７は１点には集光せず、Ｚ軸方
向に不均一な焦点を結ぶこととなる。

【００２０】図３はＺ軸上におけるＹ断面のスポット形
状を示す図である。図２におけるＺ軸上の位置−Ｌ、
０、＋Ｌのスポット形状を赤外線カメラ８で観察した。
Ｚ＝−Ｌの位置でスポットはＸ軸方向に長軸を持つ楕円
形状に、Ｚ＝０の位置でスポットは完全な点像ではなく
円形の最小錯乱円に、Ｚ＝＋Ｌの位置でスポットはＹ軸
方向に長軸を持つ楕円形状となる。

【００２１】図３に示すように、光結合系６に複屈折結
晶を挿入すると異常光線が一点に集光しなくなり、焦点
位置をずれたスポット形状の楕円化が発生し、光ファイ
バ１および２の結合効率の低下を引き起こす。さらに光
結合系のスポット直径が小さいほど、スポットの楕円化
は大きくなり、結合効率はさらに低下する。スポット直
径が小さくなると複屈折結晶に入射する光線の入射角度
が大きくなり、従って各異常光線における屈折率の差も
大きくなるためである。

【００２２】そこで本発明は光合系のスポット直径Ｄ≧
１５μｍとすることによって、対向する少なくとも２つ
のファイバの間に、１以上の複屈折結晶とレンズが配置
された光モジュールにおいて、スポットの楕円化の低
減、すなわち結合効率の高効率化に効果があることを実
験により確認した。

【００２３】またこの場合、光結合系６のスポット径Ｄ
と光ファイバ２のモードフィールド径は同じ径となるよ
うに光モジュールを設計することが、結合効率の向上の
点で有効であることは言うまでもない。

【００２４】図６は本発明の第２の実施例による光サー
キュレータの構成図である。図６を用いて本発明の光サ
ーキュレータ１０について説明する。

【００２５】２本の光ファイバ１６、１７を保持した光
ファイバ部品１２と１本の光ファイバ１８を保持した光
ファイバ部品１３の間に集光レンズ１４、１５が配置さ
れており、さらに集光レンズ１４、１５の間に複屈折結
晶と磁気光学結晶からなる非相反部１１が挿入されてい
る。非相反部１１は図６に示す矢印のようにビームをシ
フトさせる機能をもっているため、光ファイバ１６に入
力した光は光ファイバ１８から出力され、光ファイバ１
８に入力した光は光ファイバ１６には戻ることなく光フ
ァイバ１７から出力されることから、３ポート光サーキ
ュレータの機能を得ることができる。また光ファイバ１
６、１７と集光レンズ１４からなる光結合系１９と、光
ファイバ１８と集光レンズ１５からなる光結合系２０の
スポット直径Ｄは、光結合系のレンズ倍率をｍとする
と、第１の実施例に示したようにＤ＝ｍＤ’≧１５μｍ
に設定することにより挿入損失の低減が実現する。

【００２６】またこの場合、第一の実施例と同じく、光
結合系１９と光結合系２０のスポット径Ｄは同じ径とな
るように光モジュールを設計することが、結合効率の向
上の点で有効であることは言うまでもない。

【００２７】ここで複屈折結晶の厚みｔについて説明す
る。光ファイバ１６と１７の間隔をＢ、非相反部１１に
よるビームシフト量をＢ’とすると、光結合系の倍率ｍ
とＢとＢ’の間には、Ｂ’＝ｍＢの関係が成り立つ。こ
こで非相反部のビームシフト量Ｂ’は非相反部に使用す
る複屈折結晶の厚みｔに依存し、複屈折結晶の厚みｔが
大きいほど非相反部のビームシフト量Ｂ’が大きくな
る。しかし現実的には複屈折結晶の厚みｔが厚くなる
と、製品のコストは高くなり、サイズも大型化する欠点
があるため、できるだけ複屈折結晶の厚みｔは薄くする
ことが望ましい。従って光サーキュレータの構成上、非
相反部のビームシフト量Ｂ’は小さい方が望ましく、そ
のためにはレンズ倍率ｍおよび光ファイバ１６と１７の
間隔Ｂができるだけ小さい方がコストダウン、小型化に
有効である。例えば光ファイバ１６と１７が一般的なシ
ングルモード光ファイバの場合、その間隔Ｂは光ファイ
バのクラッド外径１２５ミクロンが最小間隔となるので
これを基準にレンズ倍率ｍを挿入損失が十分小さくなる
倍率に設定すればよい。

【００２８】図７は本発明の光サーキュレータに用いる
非相反部の構成図である。以下、光サーキュレータ１０
に挿入する非相反部１１の構成、動作について図７を用
いて詳しく説明する。

【００２９】非相反部１１は第１〜３の複屈折結晶２
１、２４、２６と、２枚の複屈折結晶を張り合わせた合
成複屈折結晶２３と、第１〜２の磁気光学結晶２２、２
５からなる。第１、第３の複屈折結晶２１、２６は入射
光線を常光線と異常光線に分離、合成する機能を持ち、
光線分離合成手段として機能する。合成複屈折結晶２３
は異常光として入射した光線をシフトさせる機能を持
ち、光路決定手段として機能する。複屈折結晶２１と複
屈折結晶板２６は結晶軸を相反する方向にして配置し、
また合成複屈折結晶２３は２枚の複屈折結晶の結晶軸を
相反する方向でかつ張り合わせ面と結晶軸が水平になる
ように配置している。

【００３０】合成複屈折結晶２３のＺ軸方向の厚みは複
屈折結晶２１、２６の厚みｔに対して√２倍の厚みにな
っている。複屈折結晶２１及び２６の間には、常光と異
常光の光路長差を補償する機能を有する第２の複屈折結
晶２４と、偏光回転方向がＺ軸に対して時計回りに４５
度回転する厚みの磁気光学結晶２２と、偏光回転方向が
Ｚ軸に対して反時計回りに−４５度回転する厚みの磁気
光学結晶２５を配置している。

【００３１】次に各結晶の前後の位置を図７に示すよう
にA〜Ｇと定義し、非相反部１１の動作について説明す
る。なおここでは光ファイバ１６から光ファイバ１８へ
向かう光路を順方向、光ファイバ１８から光ファイバ１
７へ向かう光路を逆方向と定義する。

【００３２】図８は順方向に進む光線の偏光状態と位置
を示す図である。図９は逆方向に進む光線の偏光状態と
位置を示す図である。なおいずれの偏波方向と位置も光
ファイバ１６側から観察したものである。

【００３３】まず図８を用いて順方向へ向かう光線の動
作について説明する。第１の複屈折結晶２１により入射
光線は常光線と異常光線に分離され、それぞれの偏波方
向は、Ｙ軸方向に対し４５度傾斜し、互いに直交状態と
なっている（Ｂ）。互いに直交している偏波は、第１の
磁気光学結晶２２を透過することで時計回りに４５度回
転される（Ｃ）。そして合成複屈折結晶２３に入射した
光は、第１の複屈折結晶２１において常光であった光が
異常光となるため光路がシフトされ（Ｄ）、その後第２
の複屈折結晶２４では光の偏波方向、位置は変わらず光
路長が補償され、第２の磁気光学結晶２５に入射する
（Ｅ）。第２の磁気光学結晶２５を透過することでそれ
ぞれの偏波方向は反時計回りに−４５度回転され
（Ｆ）、第３の複屈折結晶２６に入射した光はその偏波
方向により合成され出射される（Ｇ）。

【００３４】次に、図９を用いて逆方向へ向かう光線の
動作について説明する。第３の複屈折結晶２６を通過し
た光は常光と異常光に分離される。それぞれの偏波方向
は、Ｙ軸方向に対し４５度傾斜し、互いに直交状態とな
っている（Ｆ）。互いに直交している偏波方向は、第２
の磁気光学結晶２５を透過することで反時計回りに−４
５度回転される（Ｅ）。第２の複屈折結晶２４では光の
偏波方向、位置は変わらず光路長が補償され、合成複屈
折結晶２３に入射する（Ｄ）。合成複屈折結晶２３に入
射した光は、第３の複屈折結晶２６において常光であっ
た光が異常光となるため光路がシフトされ、第１の磁気
光学結晶２２に入射する（Ｃ）。第１の磁気光学結晶２
２を透過することでそれぞれの偏波方向は時計回りに４
５度回転され（Ｂ）、第１の複屈折結晶２１に入射した
光はその偏波方向により合成され出射される（Ａ）。

【００３５】以上のことから、図７に示す実施例の結晶
群は、順方向及び逆方向の光はどちらもその偏光状態に
関係なく結晶群を通過することが可能であり、さらに順
方向の入射位置と逆方向の出射位置が異なる非相反機能
を有していることが分かる。

【００３６】以上本実施例に示した光サーキュレータに
よれば、２個のレンズ１４、１５の間に非相反部１１を
配置した構成であり、従来の光サーキュレータに比べて
レンズ１個分の外径を小さくすることが可能である。さ
らに光ファイバ１６と１７の間隔を数百μｍ程度に小さ
くできるため、複屈折結晶板２１、２３、２６の厚みも
薄くなりさらに小型化、および部材のコストダウンが可
能である。

【００３７】また光ファイバとレンズからなる光結合系
１９、２０の集光スポット直径Ｄ≧１５μｍとすること
により、挿入損失も低減される。

【００３８】なお、本発明の光サーキュレータにおいて
は非相反部の構成は本実施例に限ることなく、少なくと
も光線分離合成手段と光路決定手段と偏光回転手段とを
備える非相反部であれば同様の効果を得ることができ
る。

【００３９】

【実施例】スポット直径Ｄとスポット楕円率、結合効率
の関係を図４、図５の実験データを用いて以下に説明す
る。

【００４０】図４はスポットの楕円率と光結合系のスポ
ット直径の関係を示すグラフである。本データは赤外線
カメラで観測したスポット形状の実測値であり、図の縦
軸はスポットの長軸ａと短軸ｂの比（楕円率ａ／ｂ）、
横軸はＺ軸上の位置、各直線は光ファイバとレンズから
なる光結合系６のスポット直径Ｄをパラメータとした。
ここで通常光通信に用いられるシングルモード光ファイ
バのスポット直径Ｄ’は約１０μｍであるため、光結合
系６のスポット直径Ｄが１０μｍの場合は倍率１倍の光
結合系、２０μｍの場合は２倍の結合系を組むことによ
り光結合系６のスポット直径Ｄを変えることができる。
また、シングルモード光ファイバのスポット径Ｄ’を拡
大したコア拡大ファイバを用いることによっても、光結
合系６のスポット直径Ｄを変えることが可能である。つ
まり光結合系６のレンズ倍率をｍとすると、Ｄ＝ｍＤ’
の関係があり、スポット直径Ｄはｍ、Ｄ’を変数として
自由に設定することができる。

【００４１】図４においては、スポット直径Ｄ＝１０μ
ｍ、１５μｍ、２０μｍ、３０μｍの光結合系６に複屈
折結晶、具体的には厚み１．２ｍｍのルチル結晶を挿入
した場合の異常光線スポット楕円率ａ／ｂの実測値を示
す。図４よりＤ＝１０μｍの場合はＺ＝±Ｌの位置での
スポットの楕円率が約１．７と大きく、Ｄ≧１５μｍで
はＺ＝±Ｌの位置でのスポットの楕円率が約１．２以下
と非常に小さくなることがわかる。

【００４２】図５はスポット直径と結合効率の関係を示
すグラフである。本データは実測値であり、結合効率の
測定は図２に示す光ファイバ１とレンズ３からなる光結
合系６をＺ＝０の位置で対向させ、対向したレンズ３の
間に複屈折結晶４、具体的には厚み１．２ｍｍのルチル
結晶を挿入した場合の最小の結合効率を測定した。その
結果、結合効率は光結合系のスポット径Ｄが大きいほど
低減の効果があり、Ｄ＝１０μｍでは０．６５ｄＢと結
合効率は大きく、Ｄ≧１５μｍでは０．３ｄＢ以下と非
常に小さくなることがわかった。

【００４３】以上をまとめると、光結合系６に複屈折結
晶を挿入すると異常光線が一点に集光しなくなり、焦点
位置をずれたスポット形状の楕円化が発生するが、光結
合系のスポット直径Ｄを１５μｍ以上とすることにより
楕円化低減の効果があることが実験により確認できた。
この現象は結合効率に大きく影響するが、同様にレンズ
と光ファイバからなる光結合系のスポット直径Ｄを１５
μｍ以上とすることにより、対向する少なくとも２つの
ファイバの間に、１以上の複屈折結晶とレンズが配置さ
れた光モジュールにおいて、結合効率の改善の効果があ
ることが確認できた。

【００４４】さらに本発明の光モジュールの実施例とし
て図６、図７に示した３ポート光サーキュレータの試作
を行った。それぞれの部品に使用した製品、構成につい
て説明する。

【００４５】光ファイバ１６、１７、１８はスポット径
Ｄ’＝１０μｍのシングルモード光ファイバを用い、光
ファイバ部品１２は１２５μｍピッチの２芯フェルール
に光ファイバ１６、１７を固定し光入出射端面に研磨加
工を施したものを用いた。集光レンズ１４、１５には倍
率ｍが２倍の非球面レンズを、光ファイバ部品１８には
１芯フェルールに光ファイバ１８を固定し光入出射端面
に研磨加工を施したものを使用した。この光結合系１
９、２０のスポット径Ｄ＝ｍＤ’＝２０μｍであり、本
発明のＤ≧１５μｍの範囲とした。

【００４６】非相反部１１は図７に示す構成の非相反部
を使用し、複屈折結晶２１、２３、２４、２６にはルチ
ル結晶を、磁気光学結晶２２、２５にはビスマス置換ガ
ーネット結晶を使用した。具体的な設計値としては、光
ファイバ１６と１７の間隔Ｂ＝１２５μｍ、光結合系１
９、２０の倍率ｍ＝２とし、非相反部１１によるビーム
シフト量をＢ’＝ｍＢ＝２５０μｍで設計した。一般に
ルチル結晶のビーム分離幅はその厚みｔの１／１０であ
るので、ビームシフト量Ｂ’＝２５０μｍを実現するた
めに、ルチル結晶２１、２６の厚みは１．８ｍｍ、合成
ルチル結晶２３の厚みは２．５ｍｍと設計した。

【００４７】次に２芯フェルールに保持した光ファイバ
１６、１７の研磨角度について説明を行う。集光レンズ
のファイバ側のワーキングディスタンスと、光ファイバ
部品とレンズ間が空気であること、光ファイバのコアの
屈折率が１．４５であることから、光ファイバ部品１２
の研磨角度を±８度とした。これにより、光入出射角度
は光ファイバの軸線に対して±３．７度の角度を持つ。

【００４８】本実施例にて光サーキュレータを試作し評
価した結果、光ファイバ１６から光ファイバ１８への挿
入損失、光ファイバ１８から光ファイバ１７への挿入損
失は共に１ｄＢ以下であり、光ファイバ１８から光ファ
イバ１６へのアイソレーション、光ファイバ１７から光
ファイバ１８へのアイソレーションは共に５０ｄＢ以上
と、３ポート光サーキュレータとして非常に良好な特性
を得ることができた。また形状に関しては、外径がφ
５．５ｍｍ、長さが５０ｍｍと、従来のものに比べて非
常に小型の３ポート光サーキュレータを実現することが
できた。

【００４９】なお本実施例にて使用したレンズは非球面
レンズであるが、ボールレンズ、半球レンズ、ロッドレ
ンズ等でも同様の機能を得ることができる。また非相反
部における複屈折結晶として用いられる材料としては、
方解石、ルチル、ＬＮ結晶、イットリウムバナデイドな
どが挙げられる。結晶の厚みは、例えばルチルを使用す
る場合には、所望するビーム分離幅に対して約１０倍の
厚みとなる。また磁気光学結晶にはビスマス置換ガーネ
ット結晶、ＹＩＧ結晶などが用いられる。磁気光学結晶
の厚みは、入射光線の進行方向に飽和磁界を印可した場
合に、入射光線の偏光面が４５度回転するように設定す
る。飽和磁界を印可する手段としては通常永久磁石、た
とえばＳｍＣｏ磁石等を用いる（図示せず）。また、磁
気光学結晶に自己バイアス型のビスマス置換ガーネット
結晶などを用いた場合、磁石は不要であり、さらに小型
化が実現する。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、対向する少なくと
も２つのファイバの間に、１以上の複屈折結晶とレンズ
が配置された本発明の光モジュールにおいては、前記レ
ンズとファイバからなる光結合系のスポット直径Ｄを１
５μｍ以上とすることにより挿入損失低減の効果がある
また本発明の光サーキュレータによれば、２個のレンズ
の間に非相反部を配置した構成であり、従来の光サーキ
ュレータに比べてレンズ１個分の外径を小さくすること
が可能である。さらに２芯構成の光ファイバの間隔を数
百μｍ程度に小さくできるため、複屈折結晶板の厚みも
薄くなりさらに小型化、および部材のコストダウンが可
能である。また光ファイバとレンズからなる光結合系の
集光スポット直径Ｄを１５μｍ以上とすることにより、
挿入損失低減の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光モジュールの実施形態を示す構成図
である。

【図２】複屈折結晶を透過した異常光線で発生する非点
収差についての説明図である。

【図３】Ｚ軸上におけるＹ断面のスポット形状を示す図
である。

【図４】スポットの楕円率と光結合系のスポット直径の
関係を示すグラフである。

【図５】スポット直径と結合効率の関係を示すグラフで
ある。

【図６】本発明の第２の実施例による光サーキュレータ
の構成図である。

【図７】本発明の光サーキュレータに用いる非相反部の
構成図である。

【図８】順方向に進む光線の偏光状態と位置を示す図で
ある。

【図９】逆方向に進む光線の偏光状態と位置を示す図で
ある。

【図１０】従来の光サーキュレータの構成を示す図であ
る。

【符号の説明】

１、２、１６、１７、１８：光ファイバ ３、１４、１５、４４：レンズ ４、２１、２４、２６、３１、３２、３９：複屈折結晶 ５：光線 ６、１９、２０：光結合系 ７：異常光線 ８：赤外線カメラ １０、３０：光サーキュレータ １１：非相反部 １２、１３：光ファイバ部品 ２５、３７、３８：磁気光学結晶 ２３：合成複屈折結晶 ３３、３４、３５、３６：半波長板 ４０、４１、４２：光線入出射ポート

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１以上の複屈折結晶とレンズが、対向する
   少なくとも２以上の光ファイバの間に配置された光モジ
   ュールにおいて、前記レンズと光ファイバからなる光結
   合系の集光位置におけるスポット直径が１５μｍ以上で
   あることを特徴とする光モジュール。
2. 【請求項２】入射光線中の直交する２つの偏波成分を分
   離し、かつ異なる光路で入射される２つの偏波成分を同
   一光路に合成する少なくとも２以上の光線分離合成手段
   と、該光線分離合成手段の間に配設され、入射光線をそ
   の偏波方向に応じて異なる方向へ進行させる光路決定手
   段と、前記光線分離合成手段と光路決定手段との間に配
   設された偏光回転手段とを備えた非相反部が、少なくと
   も１以上の光ファイバと１以上のレンズからなる光結合
   系と、少なくとも２以上の光ファイバと少なくとも１以
   上のレンズからなる光結合系との間に配置された光サー
   キュレータであって、前記２つの光結合系のスポット直
   径が１５μｍ以上であることを特徴とする光サーキュレ
   ータ。