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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- G02B6/24—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
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- 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
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- 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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