JP2004355037A - Optical device using magneto-optical effect - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make an optical device small in size and low in price concerning the optical device such as an optical attenuator using magneto-optical effect. <P>SOLUTION: The optical device is equipped with a reflector 56 which reflects an input beam to generate a reflected beam, magneto-optical crystal 58 which is so provided that the input beam and reflected beam pass through it, a magnetic field application unit 60 which applies a magnetic field to the magneto-optical crystal 58, and a control unit 62 which varies the magnetic field on the basis of a control signal. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一般的に、磁気光学効果を用いた光デバイスの小型化に関し、特に、磁気光学結晶によるファラデー回転を用いた光アッテネータ等の光デバイスに関する。   The present invention generally relates to miniaturization of optical devices using a magneto-optical effect, and more particularly to an optical device such as an optical attenuator using Faraday rotation by a magneto-optical crystal.

磁界中に置かれたＹＩＧ（イットリウム・鉄・ガーネット）等の磁気光学結晶内を光ビームが通過すると、磁気光学結晶の磁化ベクトルの大きさ及び方向並びに磁気光学結晶の厚みに応じて、その光ビームに磁気光学効果によりファラデー回転角が与えられる。この原理に従う光デバイスはファラデー回転子と称され、永久磁石により磁気光学結晶に磁界を印加するようにしたファラデー回転子が実用化されている。永久磁石により磁気光学結晶に与えられる磁化ベクトルの大きさ及び方向は一定であるから、このファラデー回転子においてはファラデー回転角が不変である。   When a light beam passes through a magneto-optic crystal such as YIG (yttrium, iron, garnet) placed in a magnetic field, the light is transmitted according to the magnitude and direction of the magnetization vector of the magneto-optic crystal and the thickness of the magneto-optic crystal. The beam is given a Faraday rotation angle by the magneto-optical effect. An optical device according to this principle is called a Faraday rotator, and a Faraday rotator in which a magnetic field is applied to a magneto-optical crystal by a permanent magnet has been put to practical use. Since the magnitude and direction of the magnetization vector given to the magneto-optical crystal by the permanent magnet are constant, the Faraday rotation angle does not change in this Faraday rotator.

磁気光学結晶に１つの電磁石のみによって磁界を印加するようにしたファラデー回転子を含む可変光アッテネータが提案されている（例えば特開平１−２０４０２１号）。しかし、１つの電磁石のみを用いた場合、磁気光学結晶の磁化が常に飽和しているとは限らない。磁気光学結晶の磁化が飽和していないと、磁気光学結晶内に多数の磁区が生じる。このような多数の磁区の存在は、光アッテネータの減衰の再現性を悪化させるし、良好な再現性が確保されているとしても減衰の連続的な可変を困難にする。また、多数の磁区間の界面における光の散乱が制御困難な減衰を生じさせる。   A variable optical attenuator including a Faraday rotator in which a magnetic field is applied to a magneto-optical crystal by only one electromagnet has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 1-204021). However, when only one electromagnet is used, the magnetization of the magneto-optical crystal is not always saturated. If the magnetization of the magneto-optical crystal is not saturated, many magnetic domains are generated in the magneto-optical crystal. The presence of such a large number of magnetic domains deteriorates the reproducibility of attenuation of the optical attenuator, and makes it difficult to continuously vary attenuation even if good reproducibility is ensured. In addition, light scattering at interfaces between a large number of magnetic sections causes attenuation that is difficult to control.

電磁石及び永久磁石を組み合わせて用いることによって、磁気光学結晶の磁化が飽和したままでファラデー回転角を可変にした光デバイスが、発明者らによって提案されている（福島他、ＯＡＡ，ＦＤ９，ｐｐ１５４−１５７，１９９６）。この光デバイスは可変光アッテネータであり、駆動電流を０ｍＡ〜４０ｍＡに変化させることによって減衰が１．６ｄＢ〜２５ｄＢまで連続的に変化する特性が得られている。   An optical device in which the Faraday rotation angle is varied while the magnetization of the magneto-optical crystal is saturated by using a combination of an electromagnet and a permanent magnet has been proposed by the inventors (Fukushima et al., OAA, FD9, pp154-). 157, 1996). This optical device is a variable optical attenuator, and has a characteristic in which the attenuation changes continuously from 1.6 dB to 25 dB by changing the drive current from 0 mA to 40 mA.

上述のようなファラデー回転角が可変なファラデー回転子は、偏波状態を任意に変化させるための偏波コントローラや減衰を変化させるための可変光アッテネータ等に適用することができる。前述した永久磁石及び電磁石を用いた光アッテネータは実用的なスケールで提供されているので（３０ｍｍ×２５ｍｍ×１２ｍｍ）、そのままで光中継器等に組み込むことはできる。しかし、多数の光アッテネータの使用を考慮すると、更なる小型化、低価格化が要求される。   The Faraday rotator having a variable Faraday rotation angle as described above can be applied to a polarization controller for arbitrarily changing a polarization state, a variable optical attenuator for changing attenuation, and the like. Since the optical attenuator using the permanent magnet and the electromagnet described above is provided on a practical scale (30 mm × 25 mm × 12 mm), it can be directly incorporated in an optical repeater or the like. However, considering the use of a large number of optical attenuators, further miniaturization and lower cost are required.

よって、本発明の目的は、小型化及び低価格化に適した光デバイスを提供することにある。本発明の他の目的は以下の説明から明らかになる。   Therefore, an object of the present invention is to provide an optical device suitable for miniaturization and cost reduction. Other objects of the present invention will become clear from the following description.

本発明によると、力ビームを反射させて反射ビームにするリフレクタと、上記入力ビーム及び上記反射ビームが通過するように設けられる磁気光学結晶と、該磁気光学結晶に磁界を印加するための磁石を含む第１の手段と、制御信号に基づき上記磁界を変化させるための第２の手段とを備え、上記リフレクタは上記磁気光学結晶の端面と上記磁石との間に設けられている光デバイスが提供される。   According to the present invention, a reflector for reflecting a force beam into a reflected beam, a magneto-optical crystal provided so that the input beam and the reflected beam pass therethrough, and a magnet for applying a magnetic field to the magneto-optical crystal An optical device provided with first means for changing the magnetic field based on a control signal, wherein the reflector is provided between an end face of the magneto-optical crystal and the magnet. Is done.

本発明による光デバイスにおいては、リフレクタを用いることにより、磁気光学結晶が入力ビーム及び反射ビームの双方に作用するようにしているので、一定のファラデー回転角を与えるための磁気光学結晶の厚み或いは磁界の強さを半減させることができる。   In the optical device according to the present invention, since the magneto-optical crystal acts on both the input beam and the reflected beam by using the reflector, the thickness or the magnetic field of the magneto-optical crystal for giving a constant Faraday rotation angle Can be halved.

一般に磁気光学結晶は高価であるので、磁気光学結晶の厚みの減少は光デバイスの低価格化の上で有効である。また、要求される磁界の強さの減少は、磁気光学結晶に磁界を印加するための永久磁石若しくは電磁石の小型化又は電磁石の駆動電力の低減のために有効である。   Since magneto-optical crystals are generally expensive, reducing the thickness of magneto-optical crystals is effective in reducing the cost of optical devices. Further, the required reduction in the strength of the magnetic field is effective for reducing the size of a permanent magnet or an electromagnet for applying a magnetic field to the magneto-optical crystal or reducing the driving power of the electromagnet.

本発明によると、磁気光学効果を利用した光アッテネータ等の光デバイスの小型化及び低価格化が可能になるという効果が生じる他、後述するように種々の効果がある。   According to the present invention, an optical device such as an optical attenuator utilizing the magneto-optical effect can be reduced in size and cost, and various effects can be obtained as described later.

以下、添付図面を参照して本発明の望ましい実施の形態を詳細に説明する。全図を通して実質的に同一の部分には同一の符号が付されている。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Throughout the drawings, substantially the same parts are denoted by the same reference numerals.

本発明の特徴の理解を容易にするために、本発明の実施形態の説明に先立ち、図１乃至図３により従来の可変ファラデー回転子及びそれを有する可変光アッテネータについて説明する。   Prior to describing embodiments of the present invention, a conventional variable Faraday rotator and a variable optical attenuator having the same will be described with reference to FIGS. 1 to 3 in order to facilitate understanding of the features of the present invention.

図１を参照すると、従来の可変ファラデー回転子２の斜視図が示されている。ファラデー回転子２は、磁気光学結晶４と、磁気光学結晶４に対して互いに直交する方向に磁界を印加する永久磁石６及び電磁石８と、電磁石８に駆動電流を供給する可変電流源１０とを備えている。   Referring to FIG. 1, a perspective view of a conventional variable Faraday rotator 2 is shown. The Faraday rotator 2 includes a magneto-optical crystal 4, a permanent magnet 6 and an electromagnet 8 that apply a magnetic field in a direction orthogonal to the magneto-optical crystal 4, and a variable current source 10 that supplies a driving current to the electromagnet 8. Have.

磁気光学結晶４としては、薄く切り出したＹＩＧやエピタキシャル結晶成長させた（ＧｄＢｉ）3 （ＦｅＡｌＧａ）5 Ｏ12等が用いられる。   As the magneto-optical crystal 4, a thinly cut YIG, epitaxially grown (GdBi) 3 (FeAlGa) 5 O12, or the like is used.

永久磁石６により磁気光学結晶４に印加される磁界の方向は、磁気光学結晶４における光ビーム１２の伝搬方向（Ｚ軸）と平行であり、電磁石８により磁気光学結晶４に印加される磁界の方向は、Ｚ軸に垂直である（Ｘ軸）。また、Ｘ軸及びＺ軸に垂直なＹ軸が示されている。   The direction of the magnetic field applied to the magneto-optical crystal 4 by the permanent magnet 6 is parallel to the propagation direction (Z-axis) of the light beam 12 in the magneto-optical crystal 4, and the direction of the magnetic field applied to the magneto-optical crystal 4 by the electromagnet 8 The direction is perpendicular to the Z axis (X axis). Also, a Y axis perpendicular to the X axis and the Z axis is shown.

永久磁石６及び電磁石８による合成磁界の強さは、磁気光学結晶４の磁化が常に飽和しているように設定される。   The strength of the combined magnetic field by the permanent magnet 6 and the electromagnet 8 is set such that the magnetization of the magneto-optical crystal 4 is always saturated.

図２は図１のファラデー回転子２において磁気光学結晶４に与えられる磁界並びに磁気光学結晶４の磁化の方向及び強さを説明するための図である。   FIG. 2 is a diagram for explaining the magnetic field applied to the magneto-optical crystal 4 and the direction and intensity of the magnetization of the magneto-optical crystal 4 in the Faraday rotator 2 of FIG.

今、永久磁石６のみによって磁気光学結晶４に符号１４で示されるように磁界が印加されている場合、磁気光学結晶４の磁化は符号１６で示すようにＺ軸と平行になる。   When a magnetic field is applied to the magneto-optical crystal 4 only by the permanent magnet 6 as indicated by reference numeral 14, the magnetization of the magneto-optical crystal 4 becomes parallel to the Z axis as indicated by reference numeral 16.

このときの印加磁界の強さ（磁界ベクトル１４の長さ）は、磁気光学結晶４の磁化の強さ（磁化ベクトル１６の長さ）が飽和するように設定される。   At this time, the intensity of the applied magnetic field (the length of the magnetic field vector 14) is set so that the intensity of the magnetization of the magneto-optical crystal 4 (the length of the magnetization vector 16) is saturated.

電磁石８による磁界が符号１８で示されるようにＸ軸に平行に印加されると、合成磁界は符号２０で示されるように磁界ベクトル１４及び１８の合成ベクトルとなる。   When the magnetic field generated by the electromagnet 8 is applied in parallel to the X axis as indicated by reference numeral 18, the resultant magnetic field becomes a resultant vector of the magnetic field vectors 14 and 18 as indicated by reference numeral 20.

この合成磁界２０により磁気光学結晶４には符号２２で示されるような磁化が生じる。   Due to the synthetic magnetic field 20, the magneto-optical crystal 4 is magnetized as indicated by reference numeral 22.

磁化ベクトル２２と磁界ベクトル２０は平行であり、前述の飽和により、磁化ベクトル２２の長さは磁化ベクトル１６の長さに一致する。   The magnetization vector 22 and the magnetic field vector 20 are parallel, and the length of the magnetization vector 22 matches the length of the magnetization vector 16 due to the above-described saturation.

磁気光学結晶４の磁化の強さが一定であるからといって、磁化ベクトル１６及び２２のファラデー回転角への寄与度が同じではない。なぜなら、ファラデー回転角が磁化の方向と光ビームの伝搬方向とがなす角にも依存するからである。   Just because the magnetization intensity of the magneto-optical crystal 4 is constant, the contribution of the magnetization vectors 16 and 22 to the Faraday rotation angle is not the same. This is because the Faraday rotation angle also depends on the angle between the direction of magnetization and the direction of propagation of the light beam.

即ち、磁化１６が生じている状態と磁化２２が生じている状態とを比較すると、磁化１６のＺ成分（磁化１６そのもの）に対して磁化２２のＺ成分２４が減少している分だけ、後者のファラデー回転角が小さくなるのである。磁化２２によるファラデー回転角と磁化１６によるファラデー回転角との比は、これらの磁化ベクトルがなす角αを用いてｃｏｓαで与えられる。   That is, comparing the state in which the magnetization 16 is generated with the state in which the magnetization 22 is generated, the latter is reduced by the Z component 24 of the magnetization 22 that is reduced with respect to the Z component of the magnetization 16 (the magnetization 16 itself). The Faraday rotation angle becomes smaller. The ratio between the Faraday rotation angle due to the magnetization 22 and the Faraday rotation angle due to the magnetization 16 is given by cos α using the angle α formed by these magnetization vectors.

このように、図１の可変ファラデー回転子２においては、可変電流源１０により磁界ベクトル１８の長さを調整してそれにより角αを変化させることによって、光ビーム１２に与えられるファラデー回転角を任意に設定することができる。磁気光学結晶４の磁化は常に飽和しているので、多数の磁区の存在による上述した不都合がなくなる。磁気光学結晶４の磁化が飽和した状態は磁気光学結晶４の磁区が１つになった状態として理解することができる。   As described above, in the variable Faraday rotator 2 of FIG. 1, by adjusting the length of the magnetic field vector 18 by the variable current source 10 and thereby changing the angle α, the Faraday rotation angle given to the light beam 12 can be changed. It can be set arbitrarily. Since the magnetization of the magneto-optical crystal 4 is always saturated, the above-mentioned disadvantage caused by the existence of a large number of magnetic domains is eliminated. A state in which the magnetization of the magneto-optical crystal 4 is saturated can be understood as a state in which the magnetic domains of the magneto-optical crystal 4 become one.

図３は従来の可変光アッテネータを示す図である。光ファイバ２６と、レンズ２８と、複屈折くさび板３０と、図１のファラデー回転子２と、複屈折くさび板３２と、レンズ３４と、光ファイバ３６とが図示しない光源の側からこの順序で設けられている。   FIG. 3 is a diagram showing a conventional variable optical attenuator. The optical fiber 26, the lens 28, the birefringent wedge plate 30, the Faraday rotator 2 of FIG. 1, the birefringent wedge plate 32, the lens 34, and the optical fiber 36 are arranged in this order from a light source (not shown). Is provided.

くさび板３０及び３２の形状は同じである。くさび板３０の頂部及び底部はそれぞれくさび板３２の底部及び頂部に対向し、且つ、対応する面が互いに平行になるようにされている。   The shapes of the wedge plates 30 and 32 are the same. The top and bottom of the wedge plate 30 face the bottom and top of the wedge plate 32, respectively, and the corresponding surfaces are parallel to each other.

くさび板３０及び３２の光学軸は紙面に垂直な平面内にあり、光学軸の位置関係はファラデー回転子２の可変電流源１０へのゼロ入力時の損失の設定による。以下の説明では、ゼロ入力時に損失が最小になるように定めることとし、くさび板３０の光学軸とくさび板３２の光学軸とが互いに平行であるとする。   The optical axes of the wedge plates 30 and 32 are in a plane perpendicular to the plane of the paper, and the positional relationship between the optical axes depends on the setting of the loss at zero input to the variable current source 10 of the Faraday rotator 2. In the following description, it is assumed that the loss is minimized at the time of zero input, and that the optical axis of the wedge plate 30 and the optical axis of the wedge plate 32 are parallel to each other.

光ファイバ２６の励振端から放射された光はレンズ２８によりコリメートされて平行光ビームになる。このビームはビーム太さを無視して符号３８で表されている。ビーム３８はくさび板３０においてその常光線（ｏ）に相当するビーム４０と異常光線（ｅ）に相当するビーム４２とに分離される。   The light emitted from the excitation end of the optical fiber 26 is collimated by the lens 28 into a parallel light beam. This beam is denoted by reference numeral 38 ignoring the beam thickness. The beam 38 is separated on the wedge plate 30 into a beam 40 corresponding to the ordinary ray (o) and a beam 42 corresponding to the extraordinary ray (e).

ビーム４０の偏波面とビーム４２の偏波面とは互いに直交している。   The polarization plane of the beam 40 and the polarization plane of the beam 42 are orthogonal to each other.

ビーム４０及び４２はファラデー回転子２により偏波面をそれぞれ同じ角度だけ回転されそれぞれビーム４４及び４６になる。   The beams 40 and 42 have their polarization planes rotated by the same angle by the Faraday rotator 2 to become beams 44 and 46, respectively.

ビーム４４はくさび板３２においてその常光線成分であるビーム４８と異常光線成分であるビーム５０とに分離される。また、ビーム４６は、くさび板３２においてその異常光線成分であるビーム５２と常光線成分であるビーム５４とに分離される。   The beam 44 is separated at the wedge plate 32 into a beam 48 as an ordinary ray component and a beam 50 as an extraordinary ray component. Further, the beam 46 is separated at the wedge plate 32 into a beam 52 as an extraordinary ray component and a beam 54 as an ordinary ray component.

ビーム４８，５０，５２及び５４がそれぞれ受けてきた屈折の履歴とくさび板３０及び３２の形状及び配置形態とを考慮すると、ビーム４８及び５２は互いに平行であり、ビーム５０及び５４は互いに平行でない。従って、ビーム４８及び５２のみをレンズ３４により絞り込んで光ファイバ３６に入射させることができる。   Considering the refraction history received by beams 48, 50, 52 and 54, respectively, and the shape and configuration of wedge plates 30 and 32, beams 48 and 52 are parallel to each other and beams 50 and 54 are not parallel to each other. . Therefore, only the beams 48 and 52 can be focused on the optical fiber 36 by the lens 34.

ビーム４８及び５２のトータルパワーとビーム５０及び５４のトータルパワーとの比は、ファラデー回転子２におけるファラデー回転角に依存する。一方、ファラデー回転子２のファラデー回転角が一定である状態においては、ビーム４８及び５２のトータルパワーは光ファイバ２６の励振端から放射された光の偏波状態には依存しない。このように、図３の光アッテネータにおいては、減衰が電気的に且つ連続的に可変であり、しかも減衰が入力ビームの偏波状態に依存しない。   The ratio between the total power of the beams 48 and 52 and the total power of the beams 50 and 54 depends on the Faraday rotation angle in the Faraday rotator 2. On the other hand, when the Faraday rotation angle of the Faraday rotator 2 is constant, the total power of the beams 48 and 52 does not depend on the polarization state of the light emitted from the excitation end of the optical fiber 26. As described above, in the optical attenuator shown in FIG. 3, the attenuation is electrically and continuously variable, and the attenuation does not depend on the polarization state of the input beam.

図４は、本発明による可変ファラデー回転子の基本構成を示す図である。このファラデー回転子は、リフレクタ５６と、磁気光学結晶５８と、磁界印加ユニット６０と、調節ユニット６２とを備えている。   FIG. 4 is a diagram showing a basic configuration of a variable Faraday rotator according to the present invention. The Faraday rotator includes a reflector 56, a magneto-optical crystal 58, a magnetic field applying unit 60, and an adjusting unit 62.

リフレクタ５６は、入力ビームＩＢを反射させて反射ビームＲＢにする。   The reflector 56 reflects the input beam IB into a reflected beam RB.

磁気光学結晶５８は、入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢが通過するように設けられている。   The magneto-optic crystal 58 is provided so that the input beam IB and the reflected beam RB pass.

磁界印加ユニット６０は、磁気光学結晶５８が入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢにファラデー回転角を与えるように磁気光学結晶５８に磁界を印加する。   The magnetic field applying unit 60 applies a magnetic field to the magneto-optical crystal 58 so that the magneto-optical crystal 58 gives a Faraday rotation angle to the input beam IB and the reflected beam RB.

調節ユニット６２は、与えられた制御信号に基づき、磁界印加ユニット６０が磁気光学結晶５８に印加する磁界を変化させる。   The adjusting unit 62 changes the magnetic field applied to the magneto-optical crystal 58 by the magnetic field applying unit 60 based on the supplied control signal.

この構成によると、入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢが磁気光学結晶５８内を通過するので、入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢには、実質的に同じ量のファラデー回転角が印加磁界の方向に向かって同じ回転方向で与えられる。従って、与えられた磁界条件の下で必要なファラデー回転角を得るための磁気光学結晶５８の厚みを従来技術に比べて実質的に半分にすることができる。   According to this configuration, since the input beam IB and the reflected beam RB pass through the magneto-optic crystal 58, the input beam IB and the reflected beam RB have substantially the same amount of Faraday rotation angle in the direction of the applied magnetic field. Given in the same direction of rotation. Therefore, the thickness of the magneto-optical crystal 58 for obtaining a required Faraday rotation angle under a given magnetic field condition can be substantially halved compared to the prior art.

本発明は、入力ビームＩＢと反射ビームＲＢとがなす角θによっては限定されない。θ＝０°である場合には、入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢは互いに重なり合うので、この場合には、反射ビームＲＢを入力ビームＩＢから空間的に分離するために、後述するような光サーキュレータが使用される。   The present invention is not limited by the angle θ between the input beam IB and the reflected beam RB. When θ = 0 °, the input beam IB and the reflected beam RB overlap each other. In this case, in order to spatially separate the reflected beam RB from the input beam IB, an optical circulator as described later is used. used.

θが０°でなく且つ５°未満の小さな角度である場合には、入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢをそれぞれ光ファイバに結合するために後述するような共通の１つのレンズの使用が可能になる。   If θ is not 0 ° and is a small angle of less than 5 °, the use of one common lens as described below to couple the input beam IB and the reflected beam RB to the optical fiber, respectively, is enabled. .

入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢをそれぞれ光ファイバに結合するために、複数のレンズを用いてもよい。   Multiple lenses may be used to couple the input beam IB and the reflected beam RB to the optical fiber, respectively.

また、レンズを省略するために、リフレクタ５６を凹面鏡にしてもよい。   Further, in order to omit the lens, the reflector 56 may be a concave mirror.

図４では、リフレクタ５６が磁気光学結晶５８に密着して図示されているが、本発明はこれに限定されない。リフレクタ５６と磁気光学結晶５８との間に空気その他の光学媒質が介在していてもよい。   Although the reflector 56 is shown in close contact with the magneto-optical crystal 58 in FIG. 4, the present invention is not limited to this. Air or another optical medium may be interposed between the reflector 56 and the magneto-optical crystal 58.

図５は本発明による可変ファラデー回転子の実施形態を示す図である。ここでは、入力ビームＩＢを与えるための第１の光ファイバ６４と、反射ビームＲＢを導入すべき第２の光ファイバ６６とが用いられる。   FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of the variable Faraday rotator according to the present invention. Here, a first optical fiber 64 for providing an input beam IB and a second optical fiber 66 for introducing a reflected beam RB are used.

第１の光ファイバ６４の励振端６４Ａと第２の光ファイバ６６の励振端６６Ａとが予め定められた微小距離ｄ離間して位置するようにするために、光ファイバ６４及び６６はフェルール６８の互いに平行な挿入孔６８Ａ及び６８Ｂにそれぞれ挿入固定されている。   In order that the excitation end 64A of the first optical fiber 64 and the excitation end 66A of the second optical fiber 66 are located at a predetermined minute distance d, the optical fibers 64 and 66 are connected to the ferrule 68. They are inserted and fixed in insertion holes 68A and 68B parallel to each other.

励振端６４Ａから放射された円錐ビームを実質的にコリメートして入力ビームＩＢを得るために、励振端６４Ａ及び６６Ａに対向して共通の１つのレンズ７０が設けられている。   A single lens 70 is provided opposite the excitation ends 64A and 66A to substantially collimate the cone beam emitted from the excitation end 64A to obtain the input beam IB.

ここでは、リフレクタ５６は平坦な反射面を有しており、この反射面は入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢに対して僅かに傾斜している（傾斜角θ／２）。   Here, the reflector 56 has a flat reflecting surface, and this reflecting surface is slightly inclined with respect to the input beam IB and the reflected beam RB (inclination angle θ / 2).

各エレメントの相対的位置関係が適切な条件を満足するようにすることによって、反射ビームＲＢをレンズ７０により集束させて第２の光ファイバ６６の励振端６６Ａに入射させることができる。この条件は、例えば、入力ビームＩＢと反射ビームＲＢとがなす角をθ、レンズ７０の焦点距離をｆ、励振端６４Ａ及び６６Ａ間の距離をｄとするときに、
ｄ＝ｆ・ｔａｎθ
で与えられる。 By setting the relative positional relationship of each element to satisfy an appropriate condition, the reflected beam RB can be focused by the lens 70 and incident on the excitation end 66A of the second optical fiber 66. For example, when the angle between the input beam IB and the reflected beam RB is θ, the focal length of the lens 70 is f, and the distance between the excitation ends 64A and 66A is d,
d = f · tan θ
Given by

２つの挿入孔を有するフェルールの製造技術は確立されているので、励振端６４Ａ及び６６Ａ間の距離を正確に設定することができ、結合損失を小さくすることができる。また、フェルール６８、レンズ７０及びリフレクタ５６の相対的位置関係を調整することにより、この可変ファラデー回転子を組み立てることができるので、従来技術に比べて製造作業が容易である。共通のレンズ７０を用いたことにより、小型化及び低価格化が可能になる。   Since the manufacturing technology of the ferrule having two insertion holes is established, the distance between the excitation ends 64A and 66A can be set accurately, and the coupling loss can be reduced. Further, by adjusting the relative positional relationship between the ferrule 68, the lens 70, and the reflector 56, the variable Faraday rotator can be assembled, so that the manufacturing operation is easier than in the related art. The use of the common lens 70 enables downsizing and cost reduction.

望ましくは、磁界印加ユニット６０は、第１の磁界を第１の方向で磁気光学結晶５８に印加するための第１の磁石と、第２の磁界を第１の方向と異なる第２の方向で磁気光学結晶５８に印加するための第２の磁石とを含む。   Desirably, the magnetic field applying unit 60 includes a first magnet for applying a first magnetic field to the magneto-optical crystal 58 in a first direction, and a second magnetic field in a second direction different from the first direction. And a second magnet for applying to the magneto-optic crystal 58.

この場合、磁気光学結晶５８の磁化が飽和する条件の下で、調節ユニット６２が第１の磁界及び／又は第２の磁界を変化させて、ファラデー回転角を変化させることができる。磁気光学結晶５８の磁化の飽和に伴って磁区が１つになるので、ファラデー回転角の再現性が良好になると共に散乱による損失が小さくなる。   In this case, under the condition that the magnetization of the magneto-optical crystal 58 is saturated, the adjustment unit 62 can change the first magnetic field and / or the second magnetic field to change the Faraday rotation angle. Since the magnetic domain becomes one with the saturation of the magnetization of the magneto-optical crystal 58, the reproducibility of the Faraday rotation angle is improved and the loss due to scattering is reduced.

望ましくは、第１及び第２の磁石はそれぞれ永久磁石及び電磁石である。この場合、調節ユニット６２は電磁石に接続される可変電流源により提供される。望ましくは、第１及び第２の方向は実質的に直交している。これにより、第１の磁界及び／又は第２の磁界の単位変化に対するファラデー回転角の変化を大きくすることができる。   Preferably, the first and second magnets are a permanent magnet and an electromagnet, respectively. In this case, the adjustment unit 62 is provided by a variable current source connected to the electromagnet. Desirably, the first and second directions are substantially orthogonal. Thereby, the change of the Faraday rotation angle with respect to the unit change of the first magnetic field and / or the second magnetic field can be increased.

図６は本発明による可変ファラデー回転子の他の実施形態を示す図である。ここでは、磁気光学結晶５８はＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸に沿って配置される直方体形状である。Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸は直交３次元座標を与える。   FIG. 6 is a view showing another embodiment of the variable Faraday rotator according to the present invention. Here, the magneto-optical crystal 58 has a rectangular parallelepiped shape arranged along the X axis, the Y axis, and the Z axis. The X, Y, and Z axes provide orthogonal three-dimensional coordinates.

また、リフレクタ５６は、磁気光学結晶５８のＸＹ平面に平行な面上に形成された誘電体多層膜等からなる反射膜により提供されている。反射膜は薄く形成することができるので、小型化に適しており、また、誘電体多層膜は製造が容易である。   Further, the reflector 56 is provided by a reflection film made of a dielectric multilayer film or the like formed on a plane parallel to the XY plane of the magneto-optical crystal 58. Since the reflection film can be formed thin, it is suitable for miniaturization, and the dielectric multilayer film is easy to manufacture.

磁界印加ユニット６０は、磁気光学結晶５８に一定の磁界をＺ軸方向に印加するための永久磁石７２と、磁気光学結晶５８に可変の磁界をＸ軸方向で印加するための電磁石７４とを含む。   The magnetic field applying unit 60 includes a permanent magnet 72 for applying a constant magnetic field to the magneto-optical crystal 58 in the Z-axis direction, and an electromagnet 74 for applying a variable magnetic field to the magneto-optical crystal 58 in the X-axis direction. .

調節ユニット６２は、電磁石７４に接続される可変電流源７６を含む。可変電流源７６は、例えば外部から与えられる制御信号に基づき、電磁石７４のコイルに流れる電流を調節する。   Adjustment unit 62 includes a variable current source 76 connected to electromagnet 74. The variable current source 76 adjusts the current flowing through the coil of the electromagnet 74 based on, for example, a control signal given from the outside.

特に図６の実施形態では、入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢはＺ軸に対して平行であり、これらは互いに重なり合っている。反射ビームＲＢを入力ビームＩＢから分離するために、光サーキュレータ７８が用いられる。   In particular, in the embodiment of FIG. 6, the input beam IB and the reflected beam RB are parallel to the Z-axis and they overlap each other. An optical circulator 78 is used to separate the reflected beam RB from the input beam IB.

光サーキュレータ７８は３つのポート７８Ａ，７８Ｂ及び７８Ｃを有している。入力ビームＩＢはポート７８Ａ及び７８Ｂをこの順に通って磁気光学結晶５８に入射する。   Optical circulator 78 has three ports 78A, 78B and 78C. Input beam IB passes through ports 78A and 78B in this order and is incident on magneto-optic crystal 58.

リフレクタ５６からの反射ビームＲＢは光サーキュレータ７８のポート７８Ｂ及び７８Ｃをこの順に通って出力される。   The reflected beam RB from the reflector 56 is output through the ports 78B and 78C of the optical circulator 78 in this order.

このように入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢがリフレクタ５６に対して垂直である場合、光軸調整が容易である。   When the input beam IB and the reflected beam RB are perpendicular to the reflector 56, the optical axis can be easily adjusted.

図６の実施形態では、永久磁石７２による一定の磁界を磁気光学結晶５８に効果的に印加することができる。これを図１の従来技術との対比により説明する。   In the embodiment of FIG. 6, a constant magnetic field generated by the permanent magnet 72 can be effectively applied to the magneto-optical crystal 58. This will be described in comparison with the prior art in FIG.

実用的な永久磁石は不透明であるから、従来技術においては、図１に示されるように、永久磁石６の２つの極（Ｎ極及びＳ極）をビーム１２に対してずらしておくことが必要である。このため、永久磁石６及び磁気光学結晶４を含む磁気回路における磁気抵抗が大きくなり、永久磁石６による磁界を磁気光学結晶４に効果的に印加することができない。   Since practical permanent magnets are opaque, the prior art requires that the two poles (N and S) of the permanent magnet 6 be offset with respect to the beam 12, as shown in FIG. It is. For this reason, the magnetic resistance in the magnetic circuit including the permanent magnet 6 and the magneto-optical crystal 4 increases, and the magnetic field generated by the permanent magnet 6 cannot be effectively applied to the magneto-optical crystal 4.

これに対して、図６の実施形態では、リフレクタ５６による往復ビーム経路が形成されているので、永久磁石７２の一方の極と磁気光学結晶５８の端面との間にリフレクタ５６を介在させておくことによって、永久磁石７２及び磁気光学結晶５８を含む磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができる。   On the other hand, in the embodiment of FIG. 6, since the reciprocating beam path is formed by the reflector 56, the reflector 56 is interposed between one pole of the permanent magnet 72 and the end face of the magneto-optical crystal 58. Thereby, the magnetic resistance of the magnetic circuit including the permanent magnet 72 and the magneto-optical crystal 58 can be reduced.

これにより、永久磁石７２による一定の磁界を磁気光学結晶５８に効果的に印加することができ、磁気光学結晶５８の小型化に伴う永久磁石７２の小型化に加えて更に永久磁石７２を小型化することができる。誘電体多層膜としてのリフレクタ５６の厚みは通常数μｍであるので、その磁気抵抗は事実上無視し得る。   Thus, a constant magnetic field generated by the permanent magnet 72 can be effectively applied to the magneto-optical crystal 58, and the permanent magnet 72 can be further miniaturized in addition to the miniaturization of the permanent magnet 72 accompanying the miniaturization of the magneto-optical crystal 58. can do. Since the thickness of the reflector 56 as a dielectric multilayer film is usually several μm, its magnetoresistance is practically negligible.

一方、電磁石７４に関しては、Ｘ軸方向の磁界を磁気光学結晶５８に印加するために用いられているので、電磁石７４の２つの極を磁気光学結晶５８の２つの端面にそれぞれ密着させることができ、電磁石７４及び磁気光学結晶５８を含む磁気回路の磁気抵抗を小さくすることができる。図６においては、電磁石７４の２つの極と磁気光学結晶５８との間にエアーギャップが形成されているように示されているが、これは図面の明瞭さを確保するための配慮である。   On the other hand, since the electromagnet 74 is used to apply a magnetic field in the X-axis direction to the magneto-optical crystal 58, the two poles of the electromagnet 74 can be brought into close contact with the two end faces of the magneto-optical crystal 58, respectively. , The magnetic resistance of the magnetic circuit including the electromagnet 74 and the magneto-optical crystal 58 can be reduced. FIG. 6 shows that an air gap is formed between the two poles of the electromagnet 74 and the magneto-optical crystal 58, but this is for the sake of clarity of the drawing.

このように電磁石７４による磁界の方向が入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢに実質的に直交するようにしておくことによって、磁気抵抗が減少し、電磁石７４の小型化又は消費電力の低減が可能になる。   By setting the direction of the magnetic field by the electromagnet 74 to be substantially orthogonal to the input beam IB and the reflected beam RB, the magnetic resistance is reduced, and the electromagnet 74 can be reduced in size or power consumption can be reduced. .

図７は本発明による可変光アッテネータの実施形態を示す図である。この光アッテネータは、図５の可変ファラデー回転子と対比して、レンズ７０と磁気光学結晶５８との間に偏光子８０が設けられている点で特徴付けられる。   FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of the variable optical attenuator according to the present invention. This optical attenuator is characterized in that a polarizer 80 is provided between the lens 70 and the magneto-optical crystal 58 as compared with the variable Faraday rotator of FIG.

本願明細書においては、「偏光子」という語は、供給された光ビームのうち予め定められた偏波面を有する直線偏波を選択的に通過させるもの、或いは供給されたビームを互いに直交する偏波面を有する２つの直線偏波成分に分けるもの（偏波ビームスプリッタ）として用いられている。   As used herein, the term "polarizer" is used to refer to any of the supplied light beams that selectively passes linearly polarized light having a predetermined polarization plane, or that the supplied beams are orthogonal to one another. It is used as a component (polarization beam splitter) divided into two linearly polarized components having a wavefront.

図７の偏光子８０は、例えば、入力ビームＩＢのうち紙面に平行な偏波面を有する直線偏波成分を選択的に通過させる。   The polarizer 80 of FIG. 7 selectively passes, for example, a linearly polarized component having a plane of polarization parallel to the paper of the input beam IB.

この直線偏波成分には磁気光学結晶５８によりファラデー回転角が２回与えられ、従って、反射ビームＲＢの偏波面と紙面とがなす角及びこの角により決定される減衰は制御信号に従って変化する。   The Faraday rotation angle is given twice to the linear polarization component by the magneto-optical crystal 58. Therefore, the angle between the plane of polarization of the reflected beam RB and the paper surface and the attenuation determined by this angle change according to the control signal.

反射ビームＲＢの偏波面が紙面に平行である場合には最小の減衰が得られる。反射ビームＲＢの偏波面が紙面に垂直である場合には最大の減衰が得られ、原理的には反射ビームＲＢは偏光子８０を通過しない。   When the plane of polarization of the reflected beam RB is parallel to the plane of the paper, minimal attenuation is obtained. Maximum attenuation is obtained when the plane of polarization of the reflected beam RB is perpendicular to the plane of the paper, and the reflected beam RB does not pass through the polarizer 80 in principle.

このように、本実施形態によると、減衰を電気的に変化させることができる可変光アッテネータの提供が可能になる。   As described above, according to the present embodiment, it is possible to provide a variable optical attenuator capable of electrically changing the attenuation.

図７の実施形態では、偏光子８０が特定の偏波面を有する直線偏波成分を選択的に通過させるので、磁気光学結晶５８のファラデー回転角が固定されているとすると、入力ビームＩＢの偏波状態に依存して減衰が変化することになる。即ち、図７の光アッテネータは偏波依存性を有している。   In the embodiment of FIG. 7, since the polarizer 80 selectively passes a linearly polarized component having a specific polarization plane, if the Faraday rotation angle of the magneto-optical crystal 58 is fixed, the polarization of the input beam IB is The attenuation will vary depending on the wave state. That is, the optical attenuator in FIG. 7 has polarization dependence.

本発明によると、偏波無依存の可変光アッテネータを提供することもできる。以下、偏波無依存の可変光アッテネータについて説明する。   According to the present invention, a polarization-independent variable optical attenuator can be provided. Hereinafter, a polarization independent variable optical attenuator will be described.

図８は本発明による偏波無依存の可変光アッテネータの実施形態を示す図である。この実施形態は、図７の光アッテネータと対比して、偏光子として複屈折くさび板８２を用いている点で特徴付けられる。   FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of a polarization-independent variable optical attenuator according to the present invention. This embodiment is characterized in that a birefringent wedge plate 82 is used as a polarizer as compared with the optical attenuator of FIG.

くさび板８２は、入射ビームを互いに異なる方向に伝搬する常光線と異常光線とに分ける。くさび板８２の材質としてはルチルを用いることができ、この場合、くさび角を例えば４°に設定しておくことによって、常光線と異常光線との分離角として約１°を得ることができる。ルチルにおいては、異常光線に対する屈折率は常光線に対する屈折率よりも大きい。   The wedge plate 82 divides the incident beam into an ordinary ray and an extraordinary ray that propagate in different directions. Rutile can be used as the material of the wedge plate 82. In this case, by setting the wedge angle to, for example, 4 °, about 1 ° can be obtained as a separation angle between the ordinary ray and the extraordinary ray. In rutile, the index of refraction for extraordinary rays is greater than the index of refraction for ordinary rays.

尚、図８においては、フェルール６８が図７等の図示に対して９０°回転していることに留意されたい。即ち、図７においては光ファイバ６４及び６６がフェルール６８内において紙面に平行な方向に配列しているのに対して、図８においては、光ファイバ６４及び６６はフェルール６８内において紙面と垂直な方向に配列されている。   Note that in FIG. 8, the ferrule 68 is rotated by 90 ° with respect to the illustration in FIG. 7 and the like. That is, in FIG. 7, the optical fibers 64 and 66 are arranged in a direction parallel to the paper surface in the ferrule 68, whereas in FIG. 8, the optical fibers 64 and 66 are perpendicular to the paper surface in the ferrule 68. It is arranged in the direction.

図９を参照して、図８の可変光アッテネータの動作を説明する。リフレクタ５６を用いていることにより、図８の光アッテネータの動作は、図９に示されるように、リフレクタ５６の反射面ＲＰに関して折り返された構成を想定すると理解しやすい。   The operation of the variable optical attenuator of FIG. 8 will be described with reference to FIG. By using the reflector 56, the operation of the optical attenuator in FIG. 8 can be easily understood by assuming a configuration in which the reflector 56 is folded with respect to the reflection surface RP of the reflector 56 as shown in FIG.

図９においては、磁気光学結晶５８、くさび板８２及びレンズ７０について、反射面ＲＰに関して対称な位置にそれぞれ磁気光学結晶５８′、くさび板８２′及びレンズ７０′が示されている。   FIG. 9 shows the magneto-optical crystal 58 ', the wedge plate 82', and the lens 70 'at symmetric positions with respect to the reflection surface RP for the magneto-optical crystal 58, the wedge plate 82, and the lens 70, respectively.

このような想定により、第１の光ファイバ６４から第２の光ファイバ６６へ至る光路を容易に理解することができる。   With such an assumption, the optical path from the first optical fiber 64 to the second optical fiber 66 can be easily understood.

第１の光ファイバ６４の励振端６４Ａから放射された光は、レンズ７０により実質的にコリメートされて平行光ビーム（入力ビーム）になる。このビームは太さを無視して符号８４で表されている。   The light emitted from the excitation end 64A of the first optical fiber 64 is substantially collimated by the lens 70 into a parallel light beam (input beam). This beam is represented by reference numeral 84, ignoring its thickness.

ビーム８４は、くさび板８２においてその常光線（ｏ）に相当するビーム８６と、異常光線（ｅ）に相当するビーム８８とに分離される。ビーム８６の偏波面とビーム８８の偏波面とは互いに直交している。   The beam 84 is separated at the wedge plate 82 into a beam 86 corresponding to the ordinary ray (o) and a beam 88 corresponding to the extraordinary ray (e). The plane of polarization of beam 86 and the plane of polarization of beam 88 are orthogonal to each other.

ビーム８６及び８８は、磁気光学結晶５８及び５８′により偏波面をそれぞれ伝搬方向に向かって同じ角度だけ回転されそれぞれビーム９０及び９２になる。   Beams 86 and 88 are rotated by the same angle in the plane of polarization toward the direction of propagation by magneto-optic crystals 58 and 58 ', respectively, to become beams 90 and 92, respectively.

ビーム９０はくさび板８２′においてその異常光線成分であるビーム９４と常光線成分であるビーム９６とに分離される。ビーム９２はくさび板８２′においてその常光線成分であるビーム９８と異常光線成分であるビーム１００とに分離される。   The beam 90 is separated at the wedge plate 82 'into a beam 94 which is an extraordinary ray component and a beam 96 which is an ordinary ray component. The beam 92 is separated at the wedge plate 82 'into a beam 98 as an ordinary ray component and a beam 100 as an extraordinary ray component.

ビーム９４は、くさび板８２において常光線としての屈折を受け、くさび板８２′において異常光線としての屈折を受けてきている。   The beam 94 is refracted at the wedge plate 82 as an ordinary ray and is refracted at the wedge plate 82 'as an extraordinary ray.

ビーム９６は、くさび板８２及び８２′においてそれぞれ常光線としての屈折を受けてきている。   The beam 96 has been refracted as an ordinary ray at the wedge plates 82 and 82 ', respectively.

ビーム９８は、くさび板８２において異常光線としての屈折を受け、くさび板８２′において常光線としての屈折を受けてきている。   The beam 98 is refracted at the wedge plate 82 as an extraordinary ray and is refracted at the wedge plate 82 'as an ordinary ray.

ビーム１００は、くさび板８２及び８２′においてそれぞれ異常光線としての屈折を受けてきている。   Beam 100 is being refracted at wedge plates 82 and 82 ', respectively, as extraordinary rays.

くさび板８２及び８２′は同じ形状であることが想定されているから、ビーム９４及び９８は互いに平行である。従って、ビーム９４及び９８をレンズ７０′により絞り込んで第２の光ファイバ６６の励振端６６Ａに入射させることができる。このとき、ビーム９６及び１００は特定の条件の下で光ファイバ６６には結合しない。   Beams 94 and 98 are parallel to each other because wedge plates 82 and 82 'are assumed to be the same shape. Therefore, the beams 94 and 98 can be focused by the lens 70 ′ and made incident on the excitation end 66 A of the second optical fiber 66. At this time, beams 96 and 100 do not couple to optical fiber 66 under certain conditions.

この条件は、例えば、くさび板８２の分離角をφ、第２の光ファイバ６６のコアの直径をａ、レンズ７０の焦点距離をｆとするときに、
ａ／ｆ＜ｔａｎφ
で与えられる。 For example, when the separation angle of the wedge plate 82 is φ, the diameter of the core of the second optical fiber 66 is a, and the focal length of the lens 70 is f,
a / f <tanφ
Given by

さて、ビーム９４及び９８のトータルパワーとビーム９６及び１００のトータルパワーとの比は、磁気光学結晶５８及び５８′により与えられるファラデー回転角に依存する。一方、ファラデー回転角が一定である場合には、ビーム９４及び９８のトータルパワーは、第１の光ファイバ６４から放射された光の偏波状態には依存しない。   Now, the ratio of the total power of beams 94 and 98 to the total power of beams 96 and 100 depends on the Faraday rotation angle provided by magneto-optic crystals 58 and 58 '. On the other hand, when the Faraday rotation angle is constant, the total power of the beams 94 and 98 does not depend on the polarization state of the light emitted from the first optical fiber 64.

従って、この実施形態によると、減衰を電気的に変化させることができ、しかも減衰が入力ビームの偏波状態に依存しない光アッテネータの提供が可能になる。   Therefore, according to this embodiment, it is possible to provide an optical attenuator whose attenuation can be changed electrically and whose attenuation does not depend on the polarization state of the input beam.

尚、図９においては、磁界印加ユニット６０及び調節ユニット６２の図示は省略されている。   In FIG. 9, the illustration of the magnetic field applying unit 60 and the adjusting unit 62 is omitted.

磁気光学結晶５８のファラデー回転角が０°である場合には、ビーム８６は全てビーム９６となり、ビーム８８は全てビーム１００となるので、減衰は最大となる。   When the Faraday rotation angle of the magneto-optical crystal 58 is 0 °, all the beams 86 become the beams 96 and all the beams 88 become the beams 100, so that the attenuation becomes the maximum.

磁気光学結晶５８のファラデー回転角が４５°である場合には、トータルのファラデー回転角は９０°となり、ビーム８６は全てビーム９４になり、ビーム８８は全てビーム９８となり、減衰は最小となる。   When the Faraday rotation angle of the magneto-optical crystal 58 is 45 °, the total Faraday rotation angle becomes 90 °, all the beams 86 become the beams 94, all the beams 88 become the beams 98, and the attenuation is minimized.

この実施形態において、図６に示されるような磁界印加ユニット６０及び調節ユニット６２が用いられている場合には、電磁石７４により印加される磁界がゼロのときに磁気光学結晶５８が実質的に４５°に等しいファラデー回転角を与えるようにしておくことによって、ゼロ電流に対応して最小の減衰が得られるので、実用上便利である。   In this embodiment, when the magnetic field applying unit 60 and the adjusting unit 62 as shown in FIG. 6 are used, when the magnetic field applied by the electromagnet 74 is zero, the magneto-optical crystal 58 is substantially 45 By giving a Faraday rotation angle equal to °, the minimum attenuation can be obtained corresponding to zero current, which is practically convenient.

電磁石７４による磁界がゼロのときに磁気光学結晶５８によるファラデー回転角が４５°よりも大きい値、例えば５０°になるようにすることによって、より大きなダイナミックレンジをより少ない電流で得ることができる。   By setting the Faraday rotation angle by the magneto-optical crystal 58 to a value larger than 45 °, for example, 50 ° when the magnetic field by the electromagnet 74 is zero, a larger dynamic range can be obtained with a smaller current.

この実施形態によると、偏波分散の小さな可変光アッテネータの提供が可能になる。これを図３の従来技術との対比において説明する。   According to this embodiment, a variable optical attenuator having small polarization dispersion can be provided. This will be described in comparison with the prior art in FIG.

図３においては、光ファイバ３６に結合するビーム４８は、くさび板３０及び３２においてそれぞれ常光線としての屈折を受けてきている。   In FIG. 3, the beam 48 coupled to the optical fiber 36 has been refracted at the wedge plates 30 and 32 as an ordinary ray, respectively.

また、光ファイバ３６に結合するビーム５２は、くさび板３０及び３２においてそれぞれ異常光線としての屈折を受けてきている。従って、ビーム４８とビーム５２との間で遅延時間が生じ、偏波分散が生じる可能性がある。   The beam 52 coupled to the optical fiber 36 is being refracted as an extraordinary ray at the wedge plates 30 and 32, respectively. Therefore, there is a possibility that a delay time occurs between the beam 48 and the beam 52 and polarization dispersion occurs.

これに対して、本実施形態では、光ファイバ６６に結合するビーム９４及び９８の屈折の履歴は前述した通りであるから、屈折による遅延が相殺されて、偏波分散が解消される。また、本実施形態では、くさび板８２が１枚で済むので、小型化、低価格化及び製造作業の簡略化が可能になる。   On the other hand, in the present embodiment, since the refraction history of the beams 94 and 98 coupled to the optical fiber 66 is as described above, the delay due to the refraction is canceled out, and the polarization dispersion is eliminated. Further, in the present embodiment, since only one wedge plate 82 is required, it is possible to reduce the size, reduce the cost, and simplify the manufacturing operation.

図１０を参照すると、磁界印加ユニット６０の他の実施形態が示されている。ここでは、図６の実施形態と対比して、２つの永久磁石７２Ａ及び７２Ｂが用いられている。   Referring to FIG. 10, another embodiment of the magnetic field applying unit 60 is shown. Here, two permanent magnets 72A and 72B are used in contrast to the embodiment of FIG.

永久磁石７２Ａは板状のものであり、その一方の極（図ではＳ極）を与える平坦面と磁気光学結晶５８との間にリフレクタ５６が密着して介在している。   The permanent magnet 72A is plate-shaped, and a reflector 56 is interposed between a flat surface providing one pole (S pole in the figure) and the magneto-optical crystal 58 in close contact.

永久磁石７２Ｂは開口を有する円環状のものであり、その開口を入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢが貫通するようにされている。   The permanent magnet 72B is an annular member having an opening, and the input beam IB and the reflected beam RB pass through the opening.

永久磁石７２Ａ及び７２Ｂにより磁気光学結晶５８に入力ビームＩＢ及び反射ビームＲＢと実質的に平行な一定の磁界を与えるために、永久磁石７２ＢのＮ極に対応する端面が磁気光学結晶５８の永久磁石７２Ａと反対側の端面に固着されている。   To apply a constant magnetic field to the magneto-optical crystal 58 substantially parallel to the input beam IB and the reflected beam RB by the permanent magnets 72A and 72B, the end face corresponding to the N pole of the permanent magnet 72B is It is fixed to the end face opposite to 72A.

この実施形態によると、磁気光学結晶５８に磁界を効果的に印加することができるので、この磁界印加ユニットは小型化に適している。   According to this embodiment, since a magnetic field can be effectively applied to the magneto-optical crystal 58, this magnetic field applying unit is suitable for miniaturization.

可変ファラデー回転子（従来技術）の斜視図である。It is a perspective view of a variable Faraday rotator (prior art). 図１の磁気光学結晶における磁界及び磁化の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a magnetic field and magnetization in the magneto-optical crystal of FIG. 1. 可変光アッテネータ（従来技術）を示す図である。It is a figure showing a variable optical attenuator (prior art). 本発明による可変ファラデー回転子の基本構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a basic configuration of a variable Faraday rotator according to the present invention. 本発明による可変ファラデー回転子の実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a variable Faraday rotator according to the present invention. 本発明による可変ファラデー回転子の他の実施形態を示す図である。FIG. 5 is a view showing another embodiment of the variable Faraday rotator according to the present invention. 本発明による可変光アッテネータの実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing an embodiment of a variable optical attenuator according to the present invention. 本発明による偏波無依存の可変光アッテネータの実施形態を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an embodiment of a polarization-independent variable optical attenuator according to the present invention. 図８の光アッテネータの動作を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the optical attenuator in FIG. 8. 本発明に適用可能な磁界印加ユニットの他の実施形態を示す図である。It is a figure showing other embodiments of a magnetic field application unit applicable to the present invention.

符号の説明Explanation of reference numerals

５６ リフレクタ
５８ 磁気光学結晶
６０ 磁界印加ユニット
６２ 調節ユニット
ＩＢ 入力ビーム
ＲＢ 反射ビーム 56 Reflector 58 Magneto-optical crystal 60 Magnetic field applying unit 62 Adjusting unit IB Input beam RB Reflected beam

Claims (7)

入力ビームを反射させて反射ビームにするリフレクタと、
上記入力ビーム及び上記反射ビームが通過するように設けられる磁気光学結晶と、
該磁気光学結晶に磁界を印加するための磁石を含む第１の手段と、
制御信号に基づき上記磁界を変化させるための第２の手段とを備え、
上記リフレクタは上記磁気光学結晶の端面と上記磁石との間に設けられている光デバイス。 A reflector for reflecting the input beam to a reflected beam;
A magneto-optical crystal provided so that the input beam and the reflected beam pass therethrough,
First means including a magnet for applying a magnetic field to the magneto-optical crystal;
Second means for changing the magnetic field based on the control signal,
An optical device wherein the reflector is provided between an end face of the magneto-optical crystal and the magnet. 請求項１に記載の光デバイスであって、
上記磁石のＮ極及びＳ極の何れか一方は上記リフレクタに密着している光デバイス。 The optical device according to claim 1,
An optical device in which one of the N pole and the S pole of the magnet is in close contact with the reflector. 請求項１に記載の光デバイスであって、
第１〜第３のポートを有し、上記第１のポートに入力された光ビームを第３のポートより出力し、上記第３のポートに入力された光ビームを第２のポートより出力する光サーキュレータを更に具備し、
上記入力ビームと上記反射ビームは平行で重なっており、上記第３のポートからは上記入力ビームが出力されて上記磁気光学結晶を通過して上記リフレクタに入射され、上記第３のポートには上記磁気光学結晶を通過した上記反射ビームが入力される光デバイス。 The optical device according to claim 1,
It has first to third ports, outputs a light beam input to the first port from a third port, and outputs a light beam input to the third port from a second port. Further comprising an optical circulator,
The input beam and the reflected beam are parallel and overlap with each other, and the input beam is output from the third port, passes through the magneto-optic crystal and is incident on the reflector, and the third port is An optical device to which the reflected beam that has passed through the magneto-optical crystal is input. 請求項１に記載の光デバイスであって、
上記第１の手段の上記磁石は、第１の磁界を第１の方向で上記磁気光学結晶に印加するための第１の磁石と、第２の磁界を上記第１の方向とは異なる第２の方向で上記磁気光学結晶に印加するための第２の磁石とを含む光デバイス。 The optical device according to claim 1,
The magnet of the first means includes a first magnet for applying a first magnetic field to the magneto-optical crystal in a first direction, and a second magnet for applying a second magnetic field different from the first direction. A second magnet for applying to the magneto-optical crystal in the direction described above. 請求項４に記載の光デバイスであって、
上記第１及び第２の磁石はそれぞれ永久磁石及び電磁石であり、
上記第２の手段は上記電磁石に接続される可変電流源を含む光デバイス。 The optical device according to claim 4,
The first and second magnets are a permanent magnet and an electromagnet, respectively.
The second device is an optical device including a variable current source connected to the electromagnet. 請求項４に記載の光デバイスであって、
上記第１の方向は、上記入射ビーム及び上記反射ビームの方向に平行である光デバイス。 The optical device according to claim 4,
The optical device, wherein the first direction is parallel to a direction of the incident beam and the reflected beam. 請求項４に記載の光デバイスであって、
上記第１及び第２の方向は実質的に直交する光デバイス。 The optical device according to claim 4,
An optical device wherein the first and second directions are substantially orthogonal.

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