JP2003057597A - 偏波合成光アイソレータ - Google Patents
偏波合成光アイソレータInfo
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2746—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means comprising non-reciprocal devices, e.g. isolators, FRM, circulators, quasi-isolators
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/005—Optical devices external to the laser cavity, specially adapted for lasers, e.g. for homogenisation of the beam or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 偏波合成機能と光アイソレータ機能を兼ね備
え、光パワーの高出力化に対応でき、且つファイバ引き
回しスペースも含めて小型化でき、低コスト化できるよ
うにする。 【解決手段】 偏波方向に応じて光路を制御する平行平
面型の光路制御用複屈折素子20と、偏波方向が直交関
係にある異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離す
る平行平面型の合成分離用複屈折素子22を間隔をおい
て設置する。光路制御用複屈折素子と合成分離用複屈折
素子との間に、45度ファラデー回転子25と偏波面を
45度回転させる直線位相子26を組み合わせた非相反
部24を配置し、これによって、順方向については異な
る入力ポートから入力する偏波方向が直交関係にある光
を合成して出力ポートに結合し、逆方向については出力
ポートからの戻り光が入力ポートに結合しないようにす
る。
え、光パワーの高出力化に対応でき、且つファイバ引き
回しスペースも含めて小型化でき、低コスト化できるよ
うにする。 【解決手段】 偏波方向に応じて光路を制御する平行平
面型の光路制御用複屈折素子20と、偏波方向が直交関
係にある異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離す
る平行平面型の合成分離用複屈折素子22を間隔をおい
て設置する。光路制御用複屈折素子と合成分離用複屈折
素子との間に、45度ファラデー回転子25と偏波面を
45度回転させる直線位相子26を組み合わせた非相反
部24を配置し、これによって、順方向については異な
る入力ポートから入力する偏波方向が直交関係にある光
を合成して出力ポートに結合し、逆方向については出力
ポートからの戻り光が入力ポートに結合しないようにす
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏波合成機能と光
アイソレータ機能とを兼ね備えた光デバイスに関し、更
に詳しく述べると、複数個の平行平面型の複屈折素子と
ファラデー回転子とを組み合わせて構成した偏波合成光
アイソレータに関するものである。この偏波合成光アイ
ソレータは、例えば光ファイバ増幅器に入力する励起光
パワーを増大させるための光デバイスとして有用であ
る。
アイソレータ機能とを兼ね備えた光デバイスに関し、更
に詳しく述べると、複数個の平行平面型の複屈折素子と
ファラデー回転子とを組み合わせて構成した偏波合成光
アイソレータに関するものである。この偏波合成光アイ
ソレータは、例えば光ファイバ増幅器に入力する励起光
パワーを増大させるための光デバイスとして有用であ
る。
【0002】
【従来の技術】長距離光通信では、光ファイバにより伝
送される信号光が様々な要因によって徐々に減衰するた
め、適当な間隔で信号光を増幅する必要がある。その信
号光の増幅には、近年、光ファイバ増幅器が用いられて
いる。これは、エルビウム等の希土類元素を添加した光
ファイバに、励起光源(半導体レーザ)からの励起光と
信号光を合波して入射し、該光ファイバのコア内でのエ
ネルギー準位間で生じる誘導放出遷移に基づいて信号光
を増幅する光デバイスである。光ファイバ増幅器の設置
間隔(伝送線路における中継間隔)を広げるために、励
起光パワーを高出力化することが求められており、その
ため2つの励起光を合成し光パワーを増強して供給する
ことが行われている。励起光源として用いられている半
導体レーザはほぼ直線偏波を出射することから、光合成
器として2つの直線偏波を合成する光偏波合成器が用い
られている。
送される信号光が様々な要因によって徐々に減衰するた
め、適当な間隔で信号光を増幅する必要がある。その信
号光の増幅には、近年、光ファイバ増幅器が用いられて
いる。これは、エルビウム等の希土類元素を添加した光
ファイバに、励起光源(半導体レーザ)からの励起光と
信号光を合波して入射し、該光ファイバのコア内でのエ
ネルギー準位間で生じる誘導放出遷移に基づいて信号光
を増幅する光デバイスである。光ファイバ増幅器の設置
間隔(伝送線路における中継間隔)を広げるために、励
起光パワーを高出力化することが求められており、その
ため2つの励起光を合成し光パワーを増強して供給する
ことが行われている。励起光源として用いられている半
導体レーザはほぼ直線偏波を出射することから、光合成
器として2つの直線偏波を合成する光偏波合成器が用い
られている。
【0003】従来の光偏波合成器としては、図9に示す
ような偏光分離プリズムを用いた構成がある。偏波保持
ファイバを有する単芯フェルール10aとレンズ11a
を組み合わせたファイバコリメータ12aと、同様に偏
波保持ファイバを有する単芯フェルール10bとレンズ
11bを組み合わせたファイバコリメータ12bを、入
射方向が90度異なって偏光分離プリズム13に入射す
るように配置し、偏光分離膜14で合成した光を、コリ
メートレンズ15によって単芯フェルール17の光ファ
イバに結合させる構成である。一方のファイバコリメー
タ12aから入射するP偏光は偏光分離膜14を透過
し、他方のファイバコリメータ12bから入射するS偏
光は偏光分離膜14で反射する。このようにして偏光分
離膜14でP・S偏波合成が行われるのである。
ような偏光分離プリズムを用いた構成がある。偏波保持
ファイバを有する単芯フェルール10aとレンズ11a
を組み合わせたファイバコリメータ12aと、同様に偏
波保持ファイバを有する単芯フェルール10bとレンズ
11bを組み合わせたファイバコリメータ12bを、入
射方向が90度異なって偏光分離プリズム13に入射す
るように配置し、偏光分離膜14で合成した光を、コリ
メートレンズ15によって単芯フェルール17の光ファ
イバに結合させる構成である。一方のファイバコリメー
タ12aから入射するP偏光は偏光分離膜14を透過
し、他方のファイバコリメータ12bから入射するS偏
光は偏光分離膜14で反射する。このようにして偏光分
離膜14でP・S偏波合成が行われるのである。
【0004】ここで、光源である半導体レーザ(図示せ
ず)は、反射戻り光があると動作が不安定になるため、
通常、光偏波合成器の両方の入力側にそれぞれ光アイソ
レータ17a,17bを配置して戻り光を阻止するよう
に構成する。ここで光アイソレータ17a,17bは、
実際には偏光子とファラデー回転子と検光子などの組み
合わせからなる。
ず)は、反射戻り光があると動作が不安定になるため、
通常、光偏波合成器の両方の入力側にそれぞれ光アイソ
レータ17a,17bを配置して戻り光を阻止するよう
に構成する。ここで光アイソレータ17a,17bは、
実際には偏光子とファラデー回転子と検光子などの組み
合わせからなる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来構成
の光偏波合成器では、中央部に配置される偏光分離プリ
ズム13が、偏光分離膜(多層膜)14を介して三角プ
リズム同士を接合する構造のために、光路中で接着剤を
使用している。ところが、光路中の接着剤が入力光によ
って焼損あるいは劣化する恐れがあるために、入力可能
な光パワー、従って出力可能な光パワーに制限があり、
光増幅器用励起光源の高出力化の要求に十分に対応でき
ない。万一、特性劣化が生じれば、システム全体が停止
してしまう可能性もある。
の光偏波合成器では、中央部に配置される偏光分離プリ
ズム13が、偏光分離膜(多層膜)14を介して三角プ
リズム同士を接合する構造のために、光路中で接着剤を
使用している。ところが、光路中の接着剤が入力光によ
って焼損あるいは劣化する恐れがあるために、入力可能
な光パワー、従って出力可能な光パワーに制限があり、
光増幅器用励起光源の高出力化の要求に十分に対応でき
ない。万一、特性劣化が生じれば、システム全体が停止
してしまう可能性もある。
【0006】また上記のような従来構成の光偏波合成器
では、2つの入力ポートと1つの出力ポートの位置が3
方向に配置されることから(T字型配置)、装置が大型
化するばかりでなく、ファイバの引き回しスペースも含
めてシステム内に広い取り付けスペースが必要となる。
更に、両方の入力ポートにそれぞれ光アイソレータ17
a,17bを設置しなければならないため、部品点数が
多くなり、その分、より大きな設置スペースが必要とな
る問題もあった。
では、2つの入力ポートと1つの出力ポートの位置が3
方向に配置されることから(T字型配置)、装置が大型
化するばかりでなく、ファイバの引き回しスペースも含
めてシステム内に広い取り付けスペースが必要となる。
更に、両方の入力ポートにそれぞれ光アイソレータ17
a,17bを設置しなければならないため、部品点数が
多くなり、その分、より大きな設置スペースが必要とな
る問題もあった。
【0007】本発明の目的は、偏波合成機能と光アイソ
レータ機能を兼ね備え、光パワーの高出力化に対応で
き、且つファイバ引き回しスペースも含めて小型化で
き、低コスト化できるような偏波合成光アイソレータを
提供することである。
レータ機能を兼ね備え、光パワーの高出力化に対応で
き、且つファイバ引き回しスペースも含めて小型化で
き、低コスト化できるような偏波合成光アイソレータを
提供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、偏波方向に応
じて光路を制御する平行平面型の光路制御用複屈折素子
と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成し
同じ光路の光を分離する平行平面型の合成分離用複屈折
素子を間隔をおいて設置し、光路制御用複屈折素子と合
成分離用複屈折素子との間に、45度ファラデー回転子
と偏波面を45度回転させる直線位相子を組み合わせた
非相反部を配置し、光路制御用複屈折素子側に2つの入
力ポートを、合成分離用複屈折素子側に出力ポートを設
置して、順方向については2つの入力ポートからそれぞ
れ入力する偏波方向が直交関係にある偏波入力光を合成
して出力ポートに出力し、逆方向については出力ポート
からの戻り光が両入力ポートに結合しないようにしたこ
とを特徴とする偏波合成光アイソレータである。
じて光路を制御する平行平面型の光路制御用複屈折素子
と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成し
同じ光路の光を分離する平行平面型の合成分離用複屈折
素子を間隔をおいて設置し、光路制御用複屈折素子と合
成分離用複屈折素子との間に、45度ファラデー回転子
と偏波面を45度回転させる直線位相子を組み合わせた
非相反部を配置し、光路制御用複屈折素子側に2つの入
力ポートを、合成分離用複屈折素子側に出力ポートを設
置して、順方向については2つの入力ポートからそれぞ
れ入力する偏波方向が直交関係にある偏波入力光を合成
して出力ポートに出力し、逆方向については出力ポート
からの戻り光が両入力ポートに結合しないようにしたこ
とを特徴とする偏波合成光アイソレータである。
【0009】また本発明は、偏波方向に応じて光路を制
御する平行平面型の光路制御用複屈折素子と、光軸方向
に見た光学軸が互いに直交関係にある2個の平行平面型
の複屈折素子の組み合わせからなり偏波方向が直交関係
にある異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する
合成分離手段を間隔をおいて設置し、光路制御用複屈折
素子と合成分離手段との間にファラデー回転子を配置
し、光路制御用複屈折素子側に2つの入力ポートを、合
成分離手段の後段に位置する複屈折素子側に出力ポート
を設置して、順方向については2つの入力ポートからそ
れぞれ入力する偏波方向が直交関係にある偏波入力光を
合成して出力ポートに出力し、逆方向については出力ポ
ートからの戻り光が両入力ポートに結合しないようにし
たことを特徴とする偏波合成光アイソレータである。
御する平行平面型の光路制御用複屈折素子と、光軸方向
に見た光学軸が互いに直交関係にある2個の平行平面型
の複屈折素子の組み合わせからなり偏波方向が直交関係
にある異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する
合成分離手段を間隔をおいて設置し、光路制御用複屈折
素子と合成分離手段との間にファラデー回転子を配置
し、光路制御用複屈折素子側に2つの入力ポートを、合
成分離手段の後段に位置する複屈折素子側に出力ポート
を設置して、順方向については2つの入力ポートからそ
れぞれ入力する偏波方向が直交関係にある偏波入力光を
合成して出力ポートに出力し、逆方向については出力ポ
ートからの戻り光が両入力ポートに結合しないようにし
たことを特徴とする偏波合成光アイソレータである。
【0010】更に本発明は、偏波方向に応じて光路を制
御する第1及び第2の平行平面型の光路制御用複屈折素
子と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成
し同じ光路の光を分離する平行平面型の合成分離用複屈
折素子をそれぞれ間隔をおいて設置し、第1の光路制御
用複屈折素子と第2の光路制御用複屈折素子の間、及び
第2の光路制御用複屈折素子と合成分離用複屈折素子と
の間に、それぞれ45度ファラデー回転子と偏波面を4
5度回転させる直線位相子を組み合わせた第1及び第2
の非相反部を配置し、第1の光路制御用複屈折素子側に
2つの入力ポートを、合成分離用複屈折素子側に出力ポ
ートを設置して、順方向については2つの入力ポートか
らそれぞれ入力する偏波方向が直交関係にある偏波入力
光を合成して出力ポートに出力し、逆方向については出
力ポートからの戻り光が両入力ポートに結合しないよう
にしたことを特徴とする偏波合成光アイソレータであ
る。
御する第1及び第2の平行平面型の光路制御用複屈折素
子と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成
し同じ光路の光を分離する平行平面型の合成分離用複屈
折素子をそれぞれ間隔をおいて設置し、第1の光路制御
用複屈折素子と第2の光路制御用複屈折素子の間、及び
第2の光路制御用複屈折素子と合成分離用複屈折素子と
の間に、それぞれ45度ファラデー回転子と偏波面を4
5度回転させる直線位相子を組み合わせた第1及び第2
の非相反部を配置し、第1の光路制御用複屈折素子側に
2つの入力ポートを、合成分離用複屈折素子側に出力ポ
ートを設置して、順方向については2つの入力ポートか
らそれぞれ入力する偏波方向が直交関係にある偏波入力
光を合成して出力ポートに出力し、逆方向については出
力ポートからの戻り光が両入力ポートに結合しないよう
にしたことを特徴とする偏波合成光アイソレータであ
る。
【0011】また本発明は、偏波方向に応じて光路を制
御する第1及び第2の平行平面型の光路制御用複屈折素
子と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成
し同じ光路の光を分離する平行平面型の合成分離用複屈
折素子をそれぞれ間隔をおいて設置し、第1の光路制御
用複屈折素子と第2の光路制御用複屈折素子の間、及び
第2の光路制御用複屈折素子と合成分離用複屈折素子と
の間に、それぞれファラデー回転子を配置し、第1の光
路制御用複屈折素子側に2つの入力ポートを、合成分離
用複屈折素子側に出力ポートを設置して、順方向につい
ては2つの入力ポートからそれぞれ入力する偏波方向が
直交関係にある偏波入力光を合成して出力ポートに出力
し、逆方向については出力ポートからの戻り光が両入力
ポートに結合しないようにしたことを特徴とする偏波合
成光アイソレータである。
御する第1及び第2の平行平面型の光路制御用複屈折素
子と、偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合成
し同じ光路の光を分離する平行平面型の合成分離用複屈
折素子をそれぞれ間隔をおいて設置し、第1の光路制御
用複屈折素子と第2の光路制御用複屈折素子の間、及び
第2の光路制御用複屈折素子と合成分離用複屈折素子と
の間に、それぞれファラデー回転子を配置し、第1の光
路制御用複屈折素子側に2つの入力ポートを、合成分離
用複屈折素子側に出力ポートを設置して、順方向につい
ては2つの入力ポートからそれぞれ入力する偏波方向が
直交関係にある偏波入力光を合成して出力ポートに出力
し、逆方向については出力ポートからの戻り光が両入力
ポートに結合しないようにしたことを特徴とする偏波合
成光アイソレータである。
【0012】
【実施例】図1は本発明に係る偏波合成光アイソレータ
の一実施例を示す部品配列図である。なお各光部品中に
おける矢印は、光学軸の方向もしくはファラデー回転の
方向を示している。また、説明を分かり易くするため
に、以下、次のような座標軸を設定する。光部品の配列
方向(光軸)をz方向(図面では奥行き方向)とし、そ
れに対して直交する2方向をx方向(図面では水平方
向)、y方向(図面では垂直方向)とする。また回転方
向は、z方向を見て時計回りをプラス側とする。
の一実施例を示す部品配列図である。なお各光部品中に
おける矢印は、光学軸の方向もしくはファラデー回転の
方向を示している。また、説明を分かり易くするため
に、以下、次のような座標軸を設定する。光部品の配列
方向(光軸)をz方向(図面では奥行き方向)とし、そ
れに対して直交する2方向をx方向(図面では水平方
向)、y方向(図面では垂直方向)とする。また回転方
向は、z方向を見て時計回りをプラス側とする。
【0013】偏波方向に応じて光路を制御する平行平面
型の光路制御用複屈折素子20と、偏波方向が直交関係
にある異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する
平行平面型の合成分離用複屈折素子22を間隔をおいて
設置する。ここで「平行平面型」とは、入射面と出射面
が平行である形状(入射面が入射光に対して厳密に垂直
である必要はない)をいい、平行平板形状のみならず平
行四辺形のブロック形状あるいは直方体形状なども含ま
れる。以下、本発明の各実施例では、複屈折素子20,
22として直方体状のルチル結晶を用いている。光路制
御用複屈折素子と合成分離用複屈折素子は同じもの(但
し、設置の向きは異なる)でよい。両方の複屈折素子
は、z方向に見た光学軸は共にy軸に平行であるが、y
z面内での光学軸は傾いて互いに対向するV型の関係に
ある。
型の光路制御用複屈折素子20と、偏波方向が直交関係
にある異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する
平行平面型の合成分離用複屈折素子22を間隔をおいて
設置する。ここで「平行平面型」とは、入射面と出射面
が平行である形状(入射面が入射光に対して厳密に垂直
である必要はない)をいい、平行平板形状のみならず平
行四辺形のブロック形状あるいは直方体形状なども含ま
れる。以下、本発明の各実施例では、複屈折素子20,
22として直方体状のルチル結晶を用いている。光路制
御用複屈折素子と合成分離用複屈折素子は同じもの(但
し、設置の向きは異なる)でよい。両方の複屈折素子
は、z方向に見た光学軸は共にy軸に平行であるが、y
z面内での光学軸は傾いて互いに対向するV型の関係に
ある。
【0014】そして、これら光路制御用複屈折素子20
と合成分離用複屈折素子22との間に非相反部24を配
置する。この非相反部24は、45度ファラデー回転子
25と、偏波面を45度回転させる直線位相子26との
組み合わせからなる。直線位相子26は、偏波方向を4
5度回転させるようにx軸に対して−22.5度傾いた
光学軸を有する1/2波長板である。これら45度ファ
ラデー回転子25と直線位相子26の配列順序は逆でも
よい。
と合成分離用複屈折素子22との間に非相反部24を配
置する。この非相反部24は、45度ファラデー回転子
25と、偏波面を45度回転させる直線位相子26との
組み合わせからなる。直線位相子26は、偏波方向を4
5度回転させるようにx軸に対して−22.5度傾いた
光学軸を有する1/2波長板である。これら45度ファ
ラデー回転子25と直線位相子26の配列順序は逆でも
よい。
【0015】この偏波合成光アイソレータのyz面(側
面)の光路と光軸方向(±z方向)に見た偏波方向を図
2に示す。同図において、Aは順方向を、Bは逆方向を
表している。2つの入力ポートはx方向の位置は同じで
y方向の位置が異なり、光路制御用複屈折素子に対して
上側の入力ポート1からの入力光は異常光、下側の入力
ポート2からの入力光は常光となるように設定する。
面)の光路と光軸方向(±z方向)に見た偏波方向を図
2に示す。同図において、Aは順方向を、Bは逆方向を
表している。2つの入力ポートはx方向の位置は同じで
y方向の位置が異なり、光路制御用複屈折素子に対して
上側の入力ポート1からの入力光は異常光、下側の入力
ポート2からの入力光は常光となるように設定する。
【0016】(順方向:図2のA参照)入力ポート1か
らz方向に入力する光は、光路制御用複屈折素子20に
対して異常光であるので−y方向に屈折して光路を変更
し、ファラデー回転子25で偏波方向が+45度回転
し、直線位相子26である1/2波長板は入力光の偏波
方向をその光学軸に関して対称に変換する性質があるの
で偏波方向は更に+45度回転する。つまり、非相反部
24で合計90度偏波方向が回転することになる。この
光は合成分離用複屈折素子22に対しては常光となるの
でそのまま直進し、出力ポートから出力する。他方、入
力ポート2からz方向に入力する光は、光路制御用複屈
折素子20に対しては常光であるのでそのまま直進し、
偏波方向は、ファラデー回転子25で+45度回転し、
直線位相子26で更に+45度回転する。この光は合成
分離用複屈折素子22に対しては異常光となるので+y
方向に屈折して光路を変更し、出力ポートから出力す
る。このようにして、順方向については、異なる2つの
入力ポートから入力した偏波が合成されて出力ポートに
結合することになる(偏波合成機能)。
らz方向に入力する光は、光路制御用複屈折素子20に
対して異常光であるので−y方向に屈折して光路を変更
し、ファラデー回転子25で偏波方向が+45度回転
し、直線位相子26である1/2波長板は入力光の偏波
方向をその光学軸に関して対称に変換する性質があるの
で偏波方向は更に+45度回転する。つまり、非相反部
24で合計90度偏波方向が回転することになる。この
光は合成分離用複屈折素子22に対しては常光となるの
でそのまま直進し、出力ポートから出力する。他方、入
力ポート2からz方向に入力する光は、光路制御用複屈
折素子20に対しては常光であるのでそのまま直進し、
偏波方向は、ファラデー回転子25で+45度回転し、
直線位相子26で更に+45度回転する。この光は合成
分離用複屈折素子22に対しては異常光となるので+y
方向に屈折して光路を変更し、出力ポートから出力す
る。このようにして、順方向については、異なる2つの
入力ポートから入力した偏波が合成されて出力ポートに
結合することになる(偏波合成機能)。
【0017】(逆方向:図2のB参照)反射による出力
ポートからの戻り光(−z方向に進む光)は、合成分離
用複屈折素子22で常光は直進し、異常光は屈折して−
y方向に光分離する。そして偏波方向は直線位相子26
で−45度回転し、ファラデー回転子25で+45度回
転するため、結局、非相反部24では偏波方向は変化し
ない。上側光路の光は光路制御用複屈折素子20に対し
ては常光のままであるのでそのまま直進し、そのため2
つの入力ポートのいずれにも結合しない。下側光路の光
は光路制御用複屈折素子20に対しては異常光のままで
あるので、−y方向に屈折して光路を変更し、そのため
2つの入力ポートのいずれにも結合しない。このように
して、逆方向については、出力ポートからの戻り光が入
力ポートに結合することはない(光アイソレータ機
能)。
ポートからの戻り光(−z方向に進む光)は、合成分離
用複屈折素子22で常光は直進し、異常光は屈折して−
y方向に光分離する。そして偏波方向は直線位相子26
で−45度回転し、ファラデー回転子25で+45度回
転するため、結局、非相反部24では偏波方向は変化し
ない。上側光路の光は光路制御用複屈折素子20に対し
ては常光のままであるのでそのまま直進し、そのため2
つの入力ポートのいずれにも結合しない。下側光路の光
は光路制御用複屈折素子20に対しては異常光のままで
あるので、−y方向に屈折して光路を変更し、そのため
2つの入力ポートのいずれにも結合しない。このように
して、逆方向については、出力ポートからの戻り光が入
力ポートに結合することはない(光アイソレータ機
能)。
【0018】図3は本発明に係る偏波合成光アイソレー
タの他の実施例を示す部品配列図である。偏波方向に応
じて光路を制御する平行平面型の光路制御用複屈折素子
30と、光軸方向に見た光学軸が互いに直交関係にある
2個の平行平面型の複屈折素子32,33の組み合わせ
からなり偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合
成し同じ光路の光を分離する合成分離手段34を間隔を
おいて設置する。光路制御用複屈折素子30は、z方向
に見た光学軸がy軸に平行であり、yz面内での光学軸
は−y方向に傾いている。合成分離手段34を構成する
2個の複屈折素子32,33は同じものでよいが、z方
向に見た光学軸が一方はx軸に対して−45度、他方は
+45度傾いており、xz面では共に−x方向に、yz
面では−y方向と+y方向に傾くように設定されてい
る。合成分離手段34を構成する両複屈折素子32,3
3のz方向長さは、光路変更量を考慮して、光路制御用
複屈折素子30のz方向長さよりも短くなるように設定
する。そして、これら光路制御用複屈折素子30と合成
分離手段34との間に45度ファラデー回転子36を配
置する。
タの他の実施例を示す部品配列図である。偏波方向に応
じて光路を制御する平行平面型の光路制御用複屈折素子
30と、光軸方向に見た光学軸が互いに直交関係にある
2個の平行平面型の複屈折素子32,33の組み合わせ
からなり偏波方向が直交関係にある異なる光路の光を合
成し同じ光路の光を分離する合成分離手段34を間隔を
おいて設置する。光路制御用複屈折素子30は、z方向
に見た光学軸がy軸に平行であり、yz面内での光学軸
は−y方向に傾いている。合成分離手段34を構成する
2個の複屈折素子32,33は同じものでよいが、z方
向に見た光学軸が一方はx軸に対して−45度、他方は
+45度傾いており、xz面では共に−x方向に、yz
面では−y方向と+y方向に傾くように設定されてい
る。合成分離手段34を構成する両複屈折素子32,3
3のz方向長さは、光路変更量を考慮して、光路制御用
複屈折素子30のz方向長さよりも短くなるように設定
する。そして、これら光路制御用複屈折素子30と合成
分離手段34との間に45度ファラデー回転子36を配
置する。
【0019】この偏波合成光アイソレータのxz面(平
面)の光路とyz面(側面)の光路と光軸方向(±z方
向)に見た偏波方向を図4に示す。同図において、Aは
順方向を、Bは逆方向を表している。2つの入力ポート
はx方向の位置は同じでy方向の位置が異なり、光路制
御用複屈折素子30に対して上側の入力ポート1からの
入力光は異常光、下側の入力ポート2からの入力光は常
光となるように設定する。
面)の光路とyz面(側面)の光路と光軸方向(±z方
向)に見た偏波方向を図4に示す。同図において、Aは
順方向を、Bは逆方向を表している。2つの入力ポート
はx方向の位置は同じでy方向の位置が異なり、光路制
御用複屈折素子30に対して上側の入力ポート1からの
入力光は異常光、下側の入力ポート2からの入力光は常
光となるように設定する。
【0020】(順方向:図4のA参照)入力ポート1か
らz方向に入力する光は、光路制御用複屈折素子30に
対して異常光であるので−y方向に屈折して光路を変更
し、ファラデー回転子36で偏波方向が+45度回転す
る。この光は合成分離手段34の第1の複屈折素子32
に対しては異常光となるので−x−y方向に屈折して光
路を変更し、第2の複屈折素子33に対しては常光とな
るのでそのまま直進して、出力ポートから出力する。他
方、入力ポート2からz方向に入力する光は、光路制御
用複屈折素子30に対して常光であるのでそのまま直進
し、ファラデー回転子36で偏波方向が+45度回転す
る。この光は合成分離手段34の第1の複屈折素子32
に対しては常光となるのでそのまま直進し、第2の複屈
折素子33に対しては異常光となるので−x+y方向に
屈折して光路を変更し、出力ポートから出力する。この
ようにして、順方向については、異なる2つの入力ポー
トから入力した偏波が合成されて出力ポートに結合する
ことになる(偏波合成機能)。
らz方向に入力する光は、光路制御用複屈折素子30に
対して異常光であるので−y方向に屈折して光路を変更
し、ファラデー回転子36で偏波方向が+45度回転す
る。この光は合成分離手段34の第1の複屈折素子32
に対しては異常光となるので−x−y方向に屈折して光
路を変更し、第2の複屈折素子33に対しては常光とな
るのでそのまま直進して、出力ポートから出力する。他
方、入力ポート2からz方向に入力する光は、光路制御
用複屈折素子30に対して常光であるのでそのまま直進
し、ファラデー回転子36で偏波方向が+45度回転す
る。この光は合成分離手段34の第1の複屈折素子32
に対しては常光となるのでそのまま直進し、第2の複屈
折素子33に対しては異常光となるので−x+y方向に
屈折して光路を変更し、出力ポートから出力する。この
ようにして、順方向については、異なる2つの入力ポー
トから入力した偏波が合成されて出力ポートに結合する
ことになる(偏波合成機能)。
【0021】(逆方向:図4のB参照)反射による出力
ポートからの戻り光(−z方向に進む光)は、合成分離
手段34の2個の複屈折素子33,32で、常光は直進
し、異常光は屈折して±y方向に光分離する。そして偏
波方向はファラデー回転子36で+45度回転する。上
側光路の光は光路制御用複屈折素子30に対しては常光
のままであるのでそのまま直進し、そのため2つの入力
ポートのいずれにも結合しない。下側光路の光は光路制
御用複屈折素子30に対しては異常光のままであるの
で、+y方向に屈折して光路を変更し、そのため合成さ
れるが2つの入力ポートのいずれにも結合しない。この
ようにして、逆方向については、出力ポートからの戻り
光が入力ポートに結合することはない(光アイソレータ
機能)。
ポートからの戻り光(−z方向に進む光)は、合成分離
手段34の2個の複屈折素子33,32で、常光は直進
し、異常光は屈折して±y方向に光分離する。そして偏
波方向はファラデー回転子36で+45度回転する。上
側光路の光は光路制御用複屈折素子30に対しては常光
のままであるのでそのまま直進し、そのため2つの入力
ポートのいずれにも結合しない。下側光路の光は光路制
御用複屈折素子30に対しては異常光のままであるの
で、+y方向に屈折して光路を変更し、そのため合成さ
れるが2つの入力ポートのいずれにも結合しない。この
ようにして、逆方向については、出力ポートからの戻り
光が入力ポートに結合することはない(光アイソレータ
機能)。
【0022】図5は本発明に係る偏波合成光アイソレー
タの他の実施例を示す部品配列図である。偏波方向に応
じて光路を制御する第1及び第2の平行平面型の光路制
御用複屈折素子40,42と、偏波方向が直交関係にあ
る異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する平行
平面型の合成分離用複屈折素子44をそれぞれ間隔をお
いて設置する。第1及び第2の光路制御用複屈折素子4
0,42と合成分離用複屈折素子44は、配置の向きは
異なるが同じものでよい。全ての複屈折素子40,4
2,44は、z方向に見た光学軸は共にy軸に平行であ
るが、yz面内での光学軸は傾いて順次対向する関係に
ある。
タの他の実施例を示す部品配列図である。偏波方向に応
じて光路を制御する第1及び第2の平行平面型の光路制
御用複屈折素子40,42と、偏波方向が直交関係にあ
る異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する平行
平面型の合成分離用複屈折素子44をそれぞれ間隔をお
いて設置する。第1及び第2の光路制御用複屈折素子4
0,42と合成分離用複屈折素子44は、配置の向きは
異なるが同じものでよい。全ての複屈折素子40,4
2,44は、z方向に見た光学軸は共にy軸に平行であ
るが、yz面内での光学軸は傾いて順次対向する関係に
ある。
【0023】そして、第1の光路制御用複屈折素子40
と第2の光路制御用複屈折素子42の間に、45度ファ
ラデー回転子46と偏波面を45度回転させる直線位相
子47を組み合わせた第1の非相反部48を配置し、第
2の光路制御用複屈折素子42と合成分離用複屈折素子
44との間に、45度ファラデー回転子50と偏波面を
45度回転させる直線位相子51を組み合わせた第2の
非相反部52を配置する。両方の直線位相子47,51
は、偏波方向を45度回転させるようにx軸に対して−
22.5度傾いた光学軸を有する1/2波長板である。
これら非相反部における45度ファラデー回転子と直線
位相子の配列順序は逆でもよい。
と第2の光路制御用複屈折素子42の間に、45度ファ
ラデー回転子46と偏波面を45度回転させる直線位相
子47を組み合わせた第1の非相反部48を配置し、第
2の光路制御用複屈折素子42と合成分離用複屈折素子
44との間に、45度ファラデー回転子50と偏波面を
45度回転させる直線位相子51を組み合わせた第2の
非相反部52を配置する。両方の直線位相子47,51
は、偏波方向を45度回転させるようにx軸に対して−
22.5度傾いた光学軸を有する1/2波長板である。
これら非相反部における45度ファラデー回転子と直線
位相子の配列順序は逆でもよい。
【0024】図5と図1を対比すれば明らかなように、
第2の光路制御用複屈折素子42と第2の非相反部52
と合成分離用複屈折素子44からなる部分は、図1に示
す実施例と同じである。つまり、この実施例は、図1に
示す実施例の前段に第1の非相反部48と第1の光路制
御用複屈折素子40を追加した構成なのである。
第2の光路制御用複屈折素子42と第2の非相反部52
と合成分離用複屈折素子44からなる部分は、図1に示
す実施例と同じである。つまり、この実施例は、図1に
示す実施例の前段に第1の非相反部48と第1の光路制
御用複屈折素子40を追加した構成なのである。
【0025】この偏波合成光アイソレータのyz面(側
面)の光路と光軸方向(±z方向)に見た偏波方向を図
6に示す。同図において、Aは順方向を、Bは逆方向を
表している。2つの入力ポートはx方向の位置は同じで
y方向の位置が異なり、光路制御用複屈折素子40に対
して上側の入力ポート1からの入力光は常光、下側の入
力ポート2からの入力光は異常光となるように設定す
る。
面)の光路と光軸方向(±z方向)に見た偏波方向を図
6に示す。同図において、Aは順方向を、Bは逆方向を
表している。2つの入力ポートはx方向の位置は同じで
y方向の位置が異なり、光路制御用複屈折素子40に対
して上側の入力ポート1からの入力光は常光、下側の入
力ポート2からの入力光は異常光となるように設定す
る。
【0026】(順方向:図6のA参照)入力ポート1か
らz方向に入力する光は、第1の光路制御用複屈折素子
40に対して常光であるのでそのまま直進し、第1の非
相反部48で偏波方向が90度回転する(ファラデー回
転子46で+45度回転し、直線位相子47で更に+4
5度回転する)。次に、第2の光路制御用複屈折素子4
2に対しては異常光となるので−y方向に屈折して光路
を変更し、第2の非相反部52で偏波方向が更に90度
回転する。この光は合成分離用複屈折素子44に対して
は常光となるのでそのまま直進し、出力ポートから出力
する。他方、入力ポート2からz方向に入力する光は、
第1の光路制御用複屈折素子40に対して異常光である
ので+y方向に屈折して光路を変更し、第1の非相反部
48で偏波方向が90度回転する。次に、第2の光路制
御用複屈折素子42に対しては常光であるのでそのまま
直進し、第2の非相反部52で偏波方向が更に90度回
転する。この光は合成分離用複屈折素子44に対しては
異常光となるので+y方向に屈折して光路を変更し、出
力ポートから出力する。このように、順方向について
は、異なる2つの入力ポートから入力した偏波が合成さ
れて出力ポートに結合することになる(偏波合成機
能)。
らz方向に入力する光は、第1の光路制御用複屈折素子
40に対して常光であるのでそのまま直進し、第1の非
相反部48で偏波方向が90度回転する(ファラデー回
転子46で+45度回転し、直線位相子47で更に+4
5度回転する)。次に、第2の光路制御用複屈折素子4
2に対しては異常光となるので−y方向に屈折して光路
を変更し、第2の非相反部52で偏波方向が更に90度
回転する。この光は合成分離用複屈折素子44に対して
は常光となるのでそのまま直進し、出力ポートから出力
する。他方、入力ポート2からz方向に入力する光は、
第1の光路制御用複屈折素子40に対して異常光である
ので+y方向に屈折して光路を変更し、第1の非相反部
48で偏波方向が90度回転する。次に、第2の光路制
御用複屈折素子42に対しては常光であるのでそのまま
直進し、第2の非相反部52で偏波方向が更に90度回
転する。この光は合成分離用複屈折素子44に対しては
異常光となるので+y方向に屈折して光路を変更し、出
力ポートから出力する。このように、順方向について
は、異なる2つの入力ポートから入力した偏波が合成さ
れて出力ポートに結合することになる(偏波合成機
能)。
【0027】(逆方向:図2のB参照)反射による出力
ポートからの戻り光(−z方向に進む光)は、合成分離
用複屈折素子44で常光は直進し、異常光は屈折して−
y方向に光分離する。第2の非相反部52では偏波方向
は変化しない(偏波方向は直線位相子51で−45度回
転し、ファラデー回転子50で+45度回転する)。上
側光路の光は、第2の光路制御用複屈折素子42に対し
ては常光のままであるのでそのまま直進し、第1の非相
反部48でも偏波方向は変わらず、従って第1の光路制
御用複屈折素子40に対しても常光のままであるのでそ
のまま直進し、そのため2つの入力ポートのいずれにも
結合しない。下側光路の光は、第2の光路制御用複屈折
素子42に対しては異常光のままであるので、+y方向
に屈折して光路を変更し、第1の非相反部48でも偏波
方向は変わらず、従って第1の光路制御用複屈折素子4
0に対しても異常光のままであるので−y方向に屈折し
て光路を変更し、そのため2つの入力ポートのいずれに
も結合しない。このようにして、逆方向については、出
力ポートからの戻り光が入力ポートに結合することはな
い(光アイソレータ機能)。
ポートからの戻り光(−z方向に進む光)は、合成分離
用複屈折素子44で常光は直進し、異常光は屈折して−
y方向に光分離する。第2の非相反部52では偏波方向
は変化しない(偏波方向は直線位相子51で−45度回
転し、ファラデー回転子50で+45度回転する)。上
側光路の光は、第2の光路制御用複屈折素子42に対し
ては常光のままであるのでそのまま直進し、第1の非相
反部48でも偏波方向は変わらず、従って第1の光路制
御用複屈折素子40に対しても常光のままであるのでそ
のまま直進し、そのため2つの入力ポートのいずれにも
結合しない。下側光路の光は、第2の光路制御用複屈折
素子42に対しては異常光のままであるので、+y方向
に屈折して光路を変更し、第1の非相反部48でも偏波
方向は変わらず、従って第1の光路制御用複屈折素子4
0に対しても異常光のままであるので−y方向に屈折し
て光路を変更し、そのため2つの入力ポートのいずれに
も結合しない。このようにして、逆方向については、出
力ポートからの戻り光が入力ポートに結合することはな
い(光アイソレータ機能)。
【0028】この構成は非相反部が2個直列に配列され
た構成であるために、実質的に2段型の光アイソレータ
となり、アイソレーションは著しく増大する。
た構成であるために、実質的に2段型の光アイソレータ
となり、アイソレーションは著しく増大する。
【0029】図7は本発明に係る偏波合成光アイソレー
タの他の実施例を示す部品配列図である。偏波方向に応
じて光路を制御する第1及び第2の平行平面型の光路制
御用複屈折素子60,62と、偏波方向が直交関係にあ
る異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する平行
平面型の合成分離用複屈折素子64をそれぞれ間隔をお
いて設置する。第1の光路制御用複屈折素子60は、z
方向に見た光学軸がy軸に平行であり、yz面内での光
学軸は−y方向に傾いている。第2の光路制御用複屈折
素子62は、z方向に見た光学軸がx軸に対して−45
度傾いており、xz面では−x方向に、yz面では−y
方向に傾いている。合成分離用複屈折素子64は、z方
向に見た光学軸がx軸に平行で、xz面では共に+x方
向に傾いている。第1の光路制御用複屈折素子60と合
成分離用複屈折素子64のz方向長さは、光路の変更量
を考慮して、第2の光路制御用複屈折素子62のz方向
長さよりも短く設定されている。これら第1の光路制御
用複屈折素子60と第2の光路制御用複屈折素子62の
間、及び第2の光路制御用複屈折素子62と合成分離用
複屈折素子64との間に、それぞれ第1及び第2の45
度ファラデー回転子66,68を配置する。
タの他の実施例を示す部品配列図である。偏波方向に応
じて光路を制御する第1及び第2の平行平面型の光路制
御用複屈折素子60,62と、偏波方向が直交関係にあ
る異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する平行
平面型の合成分離用複屈折素子64をそれぞれ間隔をお
いて設置する。第1の光路制御用複屈折素子60は、z
方向に見た光学軸がy軸に平行であり、yz面内での光
学軸は−y方向に傾いている。第2の光路制御用複屈折
素子62は、z方向に見た光学軸がx軸に対して−45
度傾いており、xz面では−x方向に、yz面では−y
方向に傾いている。合成分離用複屈折素子64は、z方
向に見た光学軸がx軸に平行で、xz面では共に+x方
向に傾いている。第1の光路制御用複屈折素子60と合
成分離用複屈折素子64のz方向長さは、光路の変更量
を考慮して、第2の光路制御用複屈折素子62のz方向
長さよりも短く設定されている。これら第1の光路制御
用複屈折素子60と第2の光路制御用複屈折素子62の
間、及び第2の光路制御用複屈折素子62と合成分離用
複屈折素子64との間に、それぞれ第1及び第2の45
度ファラデー回転子66,68を配置する。
【0030】この偏波合成光アイソレータのxz面(平
面)の光路とyz面(側面)の光路と光軸方向(±z方
向)に見た偏波方向を図8に示す。同図において、Aは
順方向を、Bは逆方向を表している。2つの入力ポート
はx方向の位置は同じでy方向の位置が異なり、第1の
光路制御用複屈折素子60に対して上側の入力ポート1
からの入力光は異常光、下側の入力ポート2からの入力
光は常光となるように設定する。
面)の光路とyz面(側面)の光路と光軸方向(±z方
向)に見た偏波方向を図8に示す。同図において、Aは
順方向を、Bは逆方向を表している。2つの入力ポート
はx方向の位置は同じでy方向の位置が異なり、第1の
光路制御用複屈折素子60に対して上側の入力ポート1
からの入力光は異常光、下側の入力ポート2からの入力
光は常光となるように設定する。
【0031】(順方向:図8のA参照)入力ポート1か
らz方向に入力する光は、第1の光路制御用複屈折素子
60に対して異常光であるので−y方向に屈折して光路
を変更し、第1のファラデー回転子66で偏波方向が+
45度回転する。この光は第2の光路制御用複屈折素子
62に対しては異常光となるので−x−y方向に屈折し
て光路を変更し、第2のファラデー回転子68で偏波方
向が更に+45度回転する。この光は、合成分離用複屈
折素子64に対して異常光となるので+x方向に屈折し
て光路を変更し、出力ポートから出力する。他方、入力
ポート2からz方向に入力する光は、第1の光路制御用
複屈折素子60に対して常光であるのでそのまま直進
し、第1のファラデー回転子66で偏波方向が+45度
回転する。この光は第2の光路制御用複屈折素子62に
対しても常光となるのでそのまま直進し、第2のファラ
デー回転子68で偏波方向が更に+45度回転する。こ
の光は、合成分離用複屈折素子64に対しては常光とな
るのでそのまま直進し、出力ポートから出力する。この
ようにして、順方向については、異なる2つの入力ポー
トから入力した偏波が合成されて出力ポートに結合する
ことになる(偏波合成機能)。
らz方向に入力する光は、第1の光路制御用複屈折素子
60に対して異常光であるので−y方向に屈折して光路
を変更し、第1のファラデー回転子66で偏波方向が+
45度回転する。この光は第2の光路制御用複屈折素子
62に対しては異常光となるので−x−y方向に屈折し
て光路を変更し、第2のファラデー回転子68で偏波方
向が更に+45度回転する。この光は、合成分離用複屈
折素子64に対して異常光となるので+x方向に屈折し
て光路を変更し、出力ポートから出力する。他方、入力
ポート2からz方向に入力する光は、第1の光路制御用
複屈折素子60に対して常光であるのでそのまま直進
し、第1のファラデー回転子66で偏波方向が+45度
回転する。この光は第2の光路制御用複屈折素子62に
対しても常光となるのでそのまま直進し、第2のファラ
デー回転子68で偏波方向が更に+45度回転する。こ
の光は、合成分離用複屈折素子64に対しては常光とな
るのでそのまま直進し、出力ポートから出力する。この
ようにして、順方向については、異なる2つの入力ポー
トから入力した偏波が合成されて出力ポートに結合する
ことになる(偏波合成機能)。
【0032】(逆方向:図8のB参照)反射による出力
ポートからの戻り光(−z方向に進む光)は、合成分離
用複屈折素子64で、常光は直進し、異常光は屈折して
−x方向に光分離する。そして偏波方向は第2のファラ
デー回転子68で+45度回転する。右側光路の光は第
2の光路制御用複屈折素子62に対して常光のままであ
るのでそのまま直進し、第2のファラデー回転子66で
+45度回転し、第1の光路制御用複屈折素子60に対
しては異常光となるので+y方向に屈折し、そのため2
つの入力ポートのいずれにも結合しない。左側光路の光
は、第2の光路制御用複屈折素子62に対して異常光の
ままであるので+x+y方向に屈折して光路を変更し、
第2のファラデー回転子66で+45度回転し、第1の
光路制御用複屈折素子60に対しては常光であるのでそ
のまま直進し、そのため2つの入力ポートのいずれにも
結合しない。このようにして、逆方向については、出力
ポートからの戻り光が入力ポートに結合することはない
(光アイソレータ機能)。
ポートからの戻り光(−z方向に進む光)は、合成分離
用複屈折素子64で、常光は直進し、異常光は屈折して
−x方向に光分離する。そして偏波方向は第2のファラ
デー回転子68で+45度回転する。右側光路の光は第
2の光路制御用複屈折素子62に対して常光のままであ
るのでそのまま直進し、第2のファラデー回転子66で
+45度回転し、第1の光路制御用複屈折素子60に対
しては異常光となるので+y方向に屈折し、そのため2
つの入力ポートのいずれにも結合しない。左側光路の光
は、第2の光路制御用複屈折素子62に対して異常光の
ままであるので+x+y方向に屈折して光路を変更し、
第2のファラデー回転子66で+45度回転し、第1の
光路制御用複屈折素子60に対しては常光であるのでそ
のまま直進し、そのため2つの入力ポートのいずれにも
結合しない。このようにして、逆方向については、出力
ポートからの戻り光が入力ポートに結合することはない
(光アイソレータ機能)。
【0033】この構成もファラデー回転子を2個直列に
配列した構成であるために、実質的に2段型の光アイソ
レータとなり、アイソレーションは増大する。
配列した構成であるために、実質的に2段型の光アイソ
レータとなり、アイソレーションは増大する。
【0034】
【発明の効果】本発明は上記のように、光路中に接着剤
などを使用することなく偏波合成機能を実現できるため
に光パワーの高出力化に対応でき、特性劣化などが生じ
る恐れが無く信頼性を向上できる。また本発明は、光ア
イソレータ機能を兼ね備えており、更に入出力を直線的
に配置できるためにファイバ引き回しスペースも含めて
小型化でき、低コスト化できる。
などを使用することなく偏波合成機能を実現できるため
に光パワーの高出力化に対応でき、特性劣化などが生じ
る恐れが無く信頼性を向上できる。また本発明は、光ア
イソレータ機能を兼ね備えており、更に入出力を直線的
に配置できるためにファイバ引き回しスペースも含めて
小型化でき、低コスト化できる。
【図1】本発明に係る偏波合成光アイソレータの一実施
例を示す部品配列図。
例を示す部品配列図。
【図2】その光路と偏波方向を示す説明図。
【図3】本発明に係る偏波合成光アイソレータの他の実
施例を示す部品配列図。
施例を示す部品配列図。
【図4】その光路と偏波方向を示す説明図。
【図5】本発明に係る偏波合成光アイソレータの他の実
施例を示す部品配列図。
施例を示す部品配列図。
【図6】その光路と偏波方向を示す説明図。
【図7】本発明に係る偏波合成光アイソレータの他の実
施例を示す部品配列図。
施例を示す部品配列図。
【図8】その光路と偏波方向を示す説明図。
【図9】従来技術の一例を示す説明図。
20 光路制御用複屈折素子
22 合成分離用複屈折素子
24 非相反部
25 45度ファラデー回転子
26 直線位相子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 増田 昭宏
東京都港区新橋5丁目36番11号 エフ・デ
ィー・ケイ株式会社内
(72)発明者 久保 一英
東京都港区新橋5丁目36番11号 エフ・デ
ィー・ケイ株式会社内
Fターム(参考) 2H099 AA01 BA02 CA05 CA08
Claims (4)
- 【請求項1】 偏波方向に応じて光路を制御する平行平
面型の光路制御用複屈折素子と、偏波方向が直交関係に
ある異なる光路の光を合成し同じ光路の光を分離する平
行平面型の合成分離用複屈折素子を間隔をおいて設置
し、 光路制御用複屈折素子と合成分離用複屈折素子との間
に、45度ファラデー回転子と偏波面を45度回転させ
る直線位相子を組み合わせた非相反部を配置し、 光路制御用複屈折素子側に2つの入力ポートを、合成分
離用複屈折素子側に出力ポートを設置し、 順方向については2つの入力ポートからそれぞれ入力す
る偏波方向が直交関係にある偏波入力光を合成して出力
ポートに出力し、逆方向については出力ポートからの戻
り光が両入力ポートに結合しないようにしたことを特徴
とする偏波合成光アイソレータ。 - 【請求項2】 偏波方向に応じて光路を制御する平行平
面型の光路制御用複屈折素子と、光軸方向に見た光学軸
が互いに直交関係にある2個の平行平面型の複屈折素子
の組み合わせからなり偏波方向が直交関係にある異なる
光路の光を合成し同じ光路の光を分離する合成分離手段
を間隔をおいて設置し、 光路制御用複屈折素子と合成分離手段との間にファラデ
ー回転子を配置し、 光路制御用複屈折素子側に2つの入力ポートを、合成分
離手段の後段に位置する複屈折素子側に出力ポートを設
置し、 順方向については2つの入力ポートからそれぞれ入力す
る偏波方向が直交関係にある偏波入力光を合成して出力
ポートに出力し、逆方向については出力ポートからの戻
り光が両入力ポートに結合しないようにしたことを特徴
とする偏波合成光アイソレータ。 - 【請求項3】 偏波方向に応じて光路を制御する第1及
び第2の平行平面型の光路制御用複屈折素子と、偏波方
向が直交関係にある異なる光路の光を合成し同じ光路の
光を分離する平行平面型の合成分離用複屈折素子をそれ
ぞれ間隔をおいて設置し、 第1の光路制御用複屈折素子と第2の光路制御用複屈折
素子の間、及び第2の光路制御用複屈折素子と合成分離
用複屈折素子との間に、それぞれ45度ファラデー回転
子と偏波面を45度回転させる直線位相子を組み合わせ
た第1及び第2の非相反部を配置し、 第1の光路制御用複屈折素子側に2つの入力ポートを、
合成分離用複屈折素子側に出力ポートを設置し、 順方向については2つの入力ポートからそれぞれ入力す
る偏波方向が直交関係にある偏波入力光を合成して出力
ポートに出力し、逆方向については出力ポートからの戻
り光が両入力ポートに結合しないようにしたことを特徴
とする偏波合成光アイソレータ。 - 【請求項4】 偏波方向に応じて光路を制御する第1及
び第2の平行平面型の光路制御用複屈折素子と、偏波方
向が直交関係にある異なる光路の光を合成し同じ光路の
光を分離する平行平面型の合成分離用複屈折素子をそれ
ぞれ間隔をおいて設置し、 第1の光路制御用複屈折素子と第2の光路制御用複屈折
素子の間、及び第2の光路制御用複屈折素子と合成分離
用複屈折素子との間に、それぞれファラデー回転子を配
置し、 第1の光路制御用複屈折素子側に2つの入力ポートを、
合成分離用複屈折素子側に出力ポートを設置し、 順方向については2つの入力ポートからそれぞれ入力す
る偏波方向が直交関係にある偏波入力光を合成して出力
ポートに出力し、逆方向については出力ポートからの戻
り光が両入力ポートに結合しないようにしたことを特徴
とする偏波合成光アイソレータ。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001244741A JP2003057597A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 偏波合成光アイソレータ |
US10/214,743 US20030030905A1 (en) | 2001-08-10 | 2002-08-09 | Polarized wave coupling optical isolator |
US11/280,281 US20060077546A1 (en) | 2001-08-10 | 2005-11-17 | Polarized wave coupling optical isolator |
US11/727,514 US20070171528A1 (en) | 2001-08-10 | 2007-03-27 | Polarized wave coupling optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001244741A JP2003057597A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 偏波合成光アイソレータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003057597A true JP2003057597A (ja) | 2003-02-26 |
Family
ID=19074626
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001244741A Pending JP2003057597A (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 偏波合成光アイソレータ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (3) | US20030030905A1 (ja) |
JP (1) | JP2003057597A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112462529A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-09 | 西安理工大学 | 一种晶体型空间光混频器及其应用方法 |
JP7472066B2 (ja) | 2021-03-19 | 2024-04-22 | シチズンファインデバイス株式会社 | 光学ユニット及び干渉型光磁界センサ装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2004073121A2 (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-26 | University Of New Hampshire | Producing a polarized laser beam with minimum divergence and a desired spatial cross-section |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4974944A (en) * | 1988-07-21 | 1990-12-04 | Hewlett-Packard Company | Optical nonreciprocal device |
US5930039A (en) * | 1997-12-08 | 1999-07-27 | U.S.A Kaifa Technology, Inc. | Optical circulator |
US6493139B1 (en) * | 2001-03-16 | 2002-12-10 | Hongdu Liu | Optical switch |
-
2001
- 2001-08-10 JP JP2001244741A patent/JP2003057597A/ja active Pending
-
2002
- 2002-08-09 US US10/214,743 patent/US20030030905A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-11-17 US US11/280,281 patent/US20060077546A1/en not_active Abandoned
-
2007
- 2007-03-27 US US11/727,514 patent/US20070171528A1/en not_active Abandoned
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112462529A (zh) * | 2020-11-26 | 2021-03-09 | 西安理工大学 | 一种晶体型空间光混频器及其应用方法 |
JP7472066B2 (ja) | 2021-03-19 | 2024-04-22 | シチズンファインデバイス株式会社 | 光学ユニット及び干渉型光磁界センサ装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20060077546A1 (en) | 2006-04-13 |
US20070171528A1 (en) | 2007-07-26 |
US20030030905A1 (en) | 2003-02-13 |
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