JP2524881Y2 - Optical isolator - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案はレーザ発振光が反射等により照射方向とは逆
方向に戻ることを防ぐ光アイソレータに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial application field] The present invention relates to an optical isolator that prevents laser oscillation light from returning in a direction opposite to an irradiation direction due to reflection or the like.

［従来の技術］ レーザ光の反射戻り光を防止する目的で使用される光
アイソレータには，レーザからの照射方向の光のうち，
特定の偏光方向の光以外は，透過させない偏光依存型の
光アイソレータと，原則として任意の偏光面の光を全て
透過させることができる偏光無依存型の光アイソレータ
とがある。このうち，後者の偏光無依存型の光アイソレ
ータは，光通信分野での中継増幅器等に大きな潜在需要
が見込まれている。[Prior art] An optical isolator used to prevent the reflected return light of a laser beam includes a light in the irradiation direction from the laser.
There are a polarization-dependent optical isolator that does not transmit light other than light of a specific polarization direction, and a polarization-independent optical isolator that can transmit all light of an arbitrary polarization plane in principle. Among them, the latter polarization-independent optical isolators are expected to have great potential demand for relay amplifiers and the like in the optical communication field.

従来の偏光無依存型の光アイソレータは，楔状に加工
した光学素子を使用する等高価な材料を有するために，
一般に高価であり，また，構造が複雑であるため全体に
大きくなるので普及するには至らなかった。Conventional polarization-independent optical isolators have expensive materials such as the use of wedge-shaped optical elements.
In general, it is expensive, and because of its complicated structure, it becomes large in size, so it has not been widely used.

第３図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）は，従来の偏光無依
存型光アイソレータの一例を示す図で，第３図（ａ）は
構成例を示し，第３図（ｂ）及び（ｃ）は順逆各方向の
入射光の挙動について示す図である。3 (a), 3 (b) and 3 (c) are views showing an example of a conventional polarization-independent optical isolator, and FIG. 3 (a) shows a configuration example, and FIGS. (C) is a figure which shows the behavior of the incident light of each direction.

第３図（ａ）においては，説明の便宜上光軸を一直線
として示している。光アイソレータは，光ファイバー８
・９の間に設けられた一対の光収束球レンズ54・55を介
して複屈折結晶くさび板52・53とこれにファラデー回転
子51を介在させて光軸上に配置して構成されている。In FIG. 3A, the optical axis is shown as a straight line for convenience of explanation. The optical isolator is an optical fiber 8
The birefringent crystal wedge plates 52 and 53 are disposed on the optical axis with a Faraday rotator 51 interposed therebetween through a pair of light converging spherical lenses 54 and 55 provided between the light-condensing sphere lenses 9 and 9. .

第３図（ｂ）において，光アイソレータは光ファイバ
ー８のコアから放射された光は，光収束球レンズ54に収
束され，複屈折結晶くさび板52を通って,2種の偏光に分
離され夫々ファラデー回転子51を通過し，もう一つの複
屈折結晶くさび板53を通過して拡散し，光収束球レンズ
55に入射して収束され光ファイバー９のコア9aに入射す
る。In FIG. 3 (b), the light emitted from the core of the optical fiber 8 is converged by a light converging spherical lens 54, passes through a birefringent crystal wedge plate 52, and is separated into two types of polarized light. Light passes through the rotator 51, diffuses through another birefringent crystal wedge plate 53, and is converged by a light converging spherical lens.
The light enters the optical fiber 9 and is converged and enters the core 9a of the optical fiber 9.

一方，第３図（ｃ）において，ファイバー９の入射面
から出射される反射光による逆方向の光は，くさび板53
で偏光面の異る２種の光束に分離され，分離された状態
でファラデー回転子51に入射し，その偏光面を回転さ
れ，くさび板52で更に大きく分離され，球レンズ54には
殆ど入射しないので，ファイバー８面への戻り光が阻止
される。On the other hand, in FIG. 3C, the light in the opposite direction due to the reflected light emitted from the incident surface of the fiber 9 is transmitted to the wedge plate 53.
The light is separated into two kinds of light beams having different polarization planes, enters the Faraday rotator 51 in the separated state, is rotated in the polarization plane, is further separated by the wedge plate 52, and is almost incident on the spherical lens 54. Therefore, the return light to the surface of the fiber 8 is blocked.

一方，第３図（ａ），（ｂ）及び（ｃ）に示す光アイ
ソレータに対し，平板光学結晶を用いることにより，量
産性を高め，より小型でより安価に供給可能なもう一つ
の偏光無依存型光アイソレータが特願平１−324030号に
よって提案されている。このもう一つの光アイソレータ
における各光学素子の構成を第４図に示す。図中の11で
示す矢印は入射光がそのルチル板を透過するときに，異
常光として分離する方向を示す。On the other hand, for the optical isolators shown in FIGS. 3 (a), 3 (b) and 3 (c), by using a flat optical crystal, mass productivity is enhanced, and another polarization-free optical system which can be supplied more compactly and at lower cost. A dependent optical isolator is proposed in Japanese Patent Application No. 1-324030. FIG. 4 shows the configuration of each optical element in the other optical isolator. The arrow indicated by 11 in the figure indicates the direction in which incident light separates as extraordinary light when passing through the rutile plate.

第４図に示すように，光アイソレータにおいては，ル
チル結晶板からなる第1,第2,第３および第４の複屈折結
晶平板62・63・64・65および１枚の磁性ガーネットから
なるファラデー回転子61が用いられ，ファラデー回転子
61の両側に夫々２枚の第１及び第２の複屈折結晶平板62
・63と第３及び第４の複屈折結晶平板64・65を一列に配
している。各光学素子には使用光波長に対するARコート
が施されている。As shown in FIG. 4, in the optical isolator, first, second, third and fourth birefringent crystal flat plates 62, 63, 64 and 65 made of a rutile crystal plate and a Faraday made of one magnetic garnet are used. Rotor 61 is used, Faraday rotator
61, two first and second birefringent crystal flat plates 62 on both sides, respectively.
63 and the third and fourth birefringent crystal flat plates 64 and 65 are arranged in a line. Each optical element is provided with an AR coating for the wavelength of light used.

第1,第2,第３および第４の複屈折結晶平板62・63・64
・65の厚さの比は，光放射側から透過方向より第1:第2:
第3:第４＝1:tan 22.5°:1:tan 22.5°である。ま
た，ファラデー回転子61の厚さは，使用波長域におい
て，透過光のファラデー回転角が約45°となる厚さとす
る。また，順方向の透過光の向きの第１の複屈折結晶平
板62を基準として偏光分離方向に相対的になす角が第2,
第３及び第４の複屈折結晶平板63,64,65において，夫々
270°,135°,225°（ファラデー回転の向きを正とす
る。）となるように構成されている。First, second, third and fourth birefringent crystal flat plates 62, 63 and 64
・ Thickness ratio of 65 is 1st: 2nd:
Third: Fourth = 1: tan 22.5 °: 1: tan 22.5 °. Further, the thickness of the Faraday rotator 61 is set so that the Faraday rotation angle of the transmitted light is about 45 ° in the used wavelength range. Further, the angle formed relative to the polarization separation direction with respect to the first birefringent crystal flat plate 62 in the direction of the transmitted light in the forward direction is the second angle.
In the third and fourth birefringent crystal flat plates 63, 64, 65, respectively
It is configured to be 270 °, 135 °, 225 ° (the direction of Faraday rotation is positive).

また，第５図（ａ）及び（ｂ）には第４図の光アイソ
レータにレーザ光を透過させた場合の光ビームの伝搬状
況を示す。FIGS. 5 (a) and 5 (b) show the propagation state of a light beam when laser light is transmitted through the optical isolator of FIG.

第５図（ａ）及び（ｂ）において，使用波長を1.55μ
ｍとした場合について説明する。In FIGS. 5A and 5B, the wavelength used is 1.55 μm.
The case where m is set will be described.

円を貫く矢印は偏波方向であって，第５図（ａ）で示す
ように，レーザビームの送出方向では，アイソレータへ
の入射ビームは，垂直，水平偏波とも全て同じ線上に出
射されるが，第５図（ｂ）で示すように，反射戻り光方
向では，垂直，水平両偏波とも全て入射ビームと同じ線
上には戻らないことが判る。このアイソレータは波長1.
55μｍのレーザ光が透過する。この光アイソレータは２
本のシングルモード光ファイバー間に配置したところレ
ーザ光の偏光側がいかなる方向であっても，逆方向の挿
入損失 35dB以上のほぼ同じ値を示した。以上の４枚の複屈折
結晶板62・63・64・65と１枚のファラデー回転子61とを
使用することにより，入射光の偏光方向に依存しない光
アイソレータを構成することができる。更に，この種の
光アイソレータの構成の光学結晶は全て平行平板であ
り，複雑な構造や結晶板のような高価な結晶板を使用し
ていないために，安価であり，量産にも対応が容易であ
るという利点がある。The arrow passing through the circle is the polarization direction, and as shown in FIG. 5 (a), in the laser beam transmission direction, the incident beam to the isolator is emitted on the same line both vertically and horizontally polarized waves. However, as shown in FIG. 5 (b), in the reflected return light direction, both the vertical and horizontal polarized waves do not return to the same line as the incident beam. This isolator has a wavelength of 1.
55 μm laser light is transmitted. This optical isolator is 2
When placed between these single-mode optical fibers, the insertion loss in the opposite direction showed almost the same value of 35 dB or more, regardless of the direction of polarization of the laser light. By using the four birefringent crystal plates 62, 63, 64, and 65 and one Faraday rotator 61, an optical isolator that does not depend on the polarization direction of incident light can be configured. Furthermore, the optical crystals of this type of optical isolator are all parallel flat plates, and they are inexpensive because they do not use complex structures or expensive crystal plates such as crystal plates, and are easily adaptable to mass production. There is an advantage that is.

［考案が解決しようとする課題］ 一般には，長距離・大容量の光通信において，光アイ
ソレータは光ファイバ間に挿入して用いる用途が多い。
この場合，光アイソレータの順方向の挿入損の大きさ，
即ち，光ファイバーと光アイソレータとの光学的なカッ
プリングの良否が問題となる。上記第４図および第５図
（ａ）及び（ｂ）の光アイソレータでは，合計５枚の光
学結晶に対する両外側にレンズが配置され，それぞれ光
ファイバーからの出射光の集光および光ファイバーへの
カップリングを担当している。ところで，このような構
造による光アイソレータの光学素子内部の領域での光路
径は光ファイバーコア近傍における光路径よりもかなり
大きく，従って，逆方向の戻り光が光アイソレータにお
いて確実に分離せしめるように設計するためには，戻り
光の分離距離をできるだけ大きく，すなわち，各複屈折
結晶平板を厚くする必要がある。[Problem to be Solved by the Invention] Generally, in long-distance, large-capacity optical communication, there are many uses where an optical isolator is inserted between optical fibers.
In this case, the magnitude of the forward insertion loss of the optical isolator,
That is, the quality of the optical coupling between the optical fiber and the optical isolator becomes a problem. In the optical isolators shown in FIGS. 4 and 5 (a) and (b), lenses are arranged on both outer sides with respect to a total of five optical crystals to collect light emitted from the optical fiber and couple the light to the optical fiber, respectively. Is in charge of By the way, the optical path diameter in the region inside the optical element of the optical isolator having such a structure is considerably larger than the optical path diameter in the vicinity of the optical fiber core. Therefore, the optical isolator is designed so that the return light in the opposite direction is surely separated in the optical isolator. For this purpose, it is necessary to increase the separation distance of the return light as much as possible, that is, to increase the thickness of each birefringent crystal plate.

第６図は従来例に基づく複屈折結晶平板使用の偏光無
依存光アイソレータに，反射戻り光が逆方向に透過する
際の挙動について示したものである。FIG. 6 shows the behavior when reflected return light is transmitted in the opposite direction to a polarization independent optical isolator using a birefringent crystal flat plate based on the conventional example.

第６図の光アイソレータでは，反射戻り光の光ビーム
を平行に移動させる役割を持つ複屈折結晶平板の組を平
行光路若しくは平行に近い光路中に設置する必要があ
る。そのためにレンズ66付近での反射戻り光ビームの外
縁が同レンズに非常に近い位置を通るための複屈折結晶
平板による平行方向の移動量が十分で無ければ，その前
方にある屈折率分布型レンズ66により反射戻り光の一部
が収束され，それが順方向光出射側の光ファイバー８の
コア8a中に帰還することとなる。従って，複屈折結晶平
板62・63の厚さをかなり大きくし，光軸の水平方向の移
動量を十分に大きくすることで，レンズ66中に反射戻り
光が帰還せぬように，余裕をもたせて設計する必要があ
る。即ち，レンズ66出力後の反射戻り光ビームの直径
は，通常１〜2mmはあるので，複屈折平行平板による分
離距離は,1〜2mm（光束の半径の２倍）が必要になる。
従来例に記入したルチル単結晶を用いた複屈折結晶平板
62・63・64・65では，水平方向の移動量はその厚さの約
1/10であるので，従来例に記す偏光無依存型光アイソレ
ータにおいては，光アイソレータの反射戻り光の分離方
向も考慮し,62・64の複屈折結晶平板は,10mm前後の厚さ
が必要である（他の２枚はその４倍の厚さ）。従って，
光アイソレータ全体の長さは，レンズを含め40mm前後と
なり，また，厚さが約10mmもある高価な結晶を用いるた
め，小型化，低価格化の双方の面で問題をかかえてい
た。In the optical isolator shown in FIG. 6, it is necessary to install a set of birefringent crystal plates having a role of moving the reflected return light beam in parallel in a parallel optical path or an optical path close to parallel. Therefore, if the amount of parallel movement by the birefringent crystal plate is not sufficient for the outer edge of the reflected return light beam near the lens 66 to pass through a position very close to the lens, a gradient index lens located in front of the lens. A part of the reflected return light is converged by 66 and returns to the core 8a of the optical fiber 8 on the forward light emission side. Therefore, by making the thickness of the birefringent crystal plates 62 and 63 considerably large and moving the optical axis in the horizontal direction sufficiently, a margin is provided so that reflected return light does not return to the lens 66. Need to be designed. That is, since the diameter of the reflected return light beam after the output of the lens 66 is usually 1 to 2 mm, the separation distance by the birefringent parallel plate needs to be 1 to 2 mm (twice the radius of the light beam).
Birefringent crystal flat plate using rutile single crystal described in the conventional example
For 62, 63, 64, and 65, the amount of horizontal movement is approximately
Since it is 1/10, in the polarization independent optical isolator described in the conventional example, the thickness of the birefringent crystal flat plate of 62 and 64 needs to be around 10 mm in consideration of the separation direction of the reflected return light of the optical isolator. (The other two are four times as thick). Therefore,
The entire length of the optical isolator, including the lens, is around 40 mm, and an expensive crystal with a thickness of about 10 mm is used, which poses problems in both miniaturization and cost reduction.

そこで，本考案の技術的課題は，複屈折偏光板を用い
た偏光無依存型の光アイソレータにおいて，上記の欠点
を取り除いて低価格，かつ小型な光アイソレータを提供
することにある。Therefore, a technical problem of the present invention is to provide a low-cost and compact optical isolator that eliminates the above-mentioned disadvantages in a polarization-independent optical isolator using a birefringent polarizing plate.

［課題を解決するための手段］ 本考案によれば，光路上に，複屈折を行う偏光部及び
検光部と前記偏光部及び検光部間に介在するファラデー
回転子とを配置した光アイソレータにおいて，前記ファ
ラデー回転子と前記偏光部との間，及び前記ファラデー
回転子と前記検光部との間に第１及び第２の光収束手段
を夫々配したことを特徴とする光アイソレータが得られ
る。[Means for Solving the Problems] According to the present invention, an optical isolator having, on an optical path, a polarizing section and an analyzing section for performing birefringence and a Faraday rotator interposed between the polarizing section and the analyzing section. , An optical isolator characterized in that first and second light converging means are disposed between the Faraday rotator and the polarizing section and between the Faraday rotator and the light detecting section, respectively. Can be

本考案によれば，前記光アイソレータにおいて，前記
ファラデー回転子は磁性ガーネット膜を有することを特
徴とする光アイソレータが得られる。According to the present invention, in the optical isolator, the Faraday rotator has a magnetic garnet film.

本考案によれば，前記したいずれかの光アイソレータ
において，前記偏光部及び検光部は，夫々一対の複屈折
結晶板からなることを特徴とする光アイソレータが得ら
れる。According to the present invention, in any one of the optical isolators described above, the optical isolator is characterized in that the polarizing section and the analyzing section each comprise a pair of birefringent crystal plates.

本考案によれば，前記したいずれかの光アイソレータ
において，前記一対の複屈折結晶板のうちの少なくとも
一つはルチル結晶板であることを特徴とする光アイソレ
ータが得られる。According to the present invention, in any one of the optical isolators described above, at least one of the pair of birefringent crystal plates is a rutile crystal plate.

本考案によれば，前記したいずれかの光アイソレータ
において，前記第１及び第２の光収束手段のうち少なく
とも一方は球レンズであることを特徴とする光アイソレ
ータが得られる。According to the present invention, in any one of the optical isolators described above, at least one of the first and second light converging means is a spherical lens.

本考案によれば，前記光アイソレータにおいて，前記
第１及び第２の光収束手段の少なくとも一方は屈折率分
布型レンズであることを特徴とする光アイソレータが得
られる。According to the present invention, there is provided the optical isolator, wherein at least one of the first and second light converging means is a gradient index lens.

［実施例］ 以下，本考案の実施例を図面を参照して説明する。
尚，以下の図面において，ファラデー回転子への飽和磁
界印加の為の磁石は省略して示している。Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the following drawings, magnets for applying a saturation magnetic field to the Faraday rotator are omitted.

第１図（ａ）及び（ｂ）は本考案における光アイソレ
ータの一構成例を示す図で，第１図（ａ）は斜視図，第
１図（ｂ）は側面図である。1 (a) and 1 (b) are views showing an example of the configuration of an optical isolator according to the present invention. FIG. 1 (a) is a perspective view and FIG. 1 (b) is a side view.

本考案の実施例に係る光アイソレータは，光ファイバ
ー８・９間の光路上に配された第１及び第２の複屈折結
晶平板２・３からなる偏光部，第３及び第４の複屈折偏
光平板４・５からなる検光部とこれらに介在するファラ
デー回転子１と，ファラデー回転子１と偏光部との間及
びファラデー回転子１と検光部との間に，光収束手段と
して屈折率分布型の第１及び第２のレンズ６・７が配さ
れている。The optical isolator according to the embodiment of the present invention includes a polarizing part including first and second birefringent crystal plates 2.3 and third and fourth birefringent polarized lights disposed on an optical path between optical fibers 8 and 9. An analyzing part composed of flat plates 4 and 5 and a Faraday rotator 1 interposed therebetween, a refractive index as light converging means between the Faraday rotator 1 and the polarizing part, and between the Faraday rotator 1 and the analyzing part. Distributed first and second lenses 6 and 7 are arranged.

複屈折結晶平板２・３・４・５は全てルチル結晶板か
らなり，ファラデー回転子１はガーネット膜からなる。
これらの光学素子は全て光学面にARコートを施してあ
る。The birefringent crystal flat plates 2, 3, 4, 5 are all made of rutile crystal plates, and the Faraday rotator 1 is made of a garnet film.
All of these optical elements have an AR coating on the optical surface.

本考案の実施例に係る光アイソレータにおいて，一対
及び他の一対の複屈折結晶板による透過光の偏向分離距
離の比が従来例と同様に各一対の複屈折結晶平板間にお
いて等しく，その値は実質的に,1:tan 22.5（0.414
2）である。また，ファラデー回転子１のファラデー回
転角度が約45°である。更に，一対及び他の一対の複屈
折結晶平板２・３及び４・５の偏光分離方向のなす角度
が夫々約90°，一対及び他の一対の複屈折結晶平板のう
ちで近接する一対間の偏光分離方向のなす角度が45°で
ある。In the optical isolator according to the embodiment of the present invention, the ratio of the deflection separation distance of the transmitted light by one pair and another pair of birefringent crystal plates is equal between each pair of birefringent crystal plates as in the conventional example. Effectively, 1: tan 22.5 (0.414
2). The Faraday rotation angle of the Faraday rotator 1 is about 45 °. Further, the angle between the polarization splitting directions of the pair of birefringent crystal plates 2, 3 and 4.5 is about 90 °, respectively, and the angle between the pair of adjacent birefringent crystal plates of the pair and the other pair of birefringent crystal plates is about 90 °. The angle between the polarization separation directions is 45 °.

図において，矢印21・22・24・26は，複屈折結晶平板
２・３及び４・５の結晶軸（の写像）の向きを表してい
る。光ファイバー８のコア8aから発振された順方向の光
は，光路20上を広がりながら，第１および第２の複屈折
結晶平板２・３を通り抜け２種の光線に分離され，第１
のレンズ６によって収束され，平行光又はそれに近い光
になって，ファラデー回転子1,続けて第２のレンズ７を
透過，再び収束されつつ，第３および第４の複屈折結晶
平板４・５を透過し，光ファイバーコア9aに集光され
る。この間，最初の第１及び第２の複屈折結晶平板２・
３の透過時に,2つに分離された入射光は，次の第３及び
第４の複屈折結晶平板４・５により再び一条の光束にま
とめられ，光ファイバー端面のコア9aに収束されること
になる。この際に，入射側と出射側との光軸は，互いに
一致しない。さらに，複屈折結晶平板を入射光が透過す
るために，光ファイバー近傍の非平行光領域を用いるこ
とに留意しなければならない。なぜなら，順方向の透過
光の場合,2枚の複屈折結晶平板により,2つの光束に分割
されるので，その後のレンズを透過した後,2本の光束は
互いに非平行な２つの平行光束となるために，第２のレ
ンズ７の位置およびレンズの中心軸位置に調整が必要と
なるからである。従って，順方向の合計２本の分割され
た光束が第４の複屈折結晶平板５を透過後，完全に重な
るように，調整を行うことになる。In the figure, arrows 21, 22, 24, and 26 indicate the directions of (the mappings of) the crystal axes of the birefringent crystal plates 2.3 and 4.5. The forward light oscillated from the core 8a of the optical fiber 8 passes through the first and second birefringent crystal plates 2.3 while being spread on the optical path 20, and is separated into two types of light.
Are converged by the lens 6 and become parallel light or light close to it, transmitted through the Faraday rotator 1, and subsequently through the second lens 7, and converged again, while the third and fourth birefringent crystal plates 4.5 And is focused on the optical fiber core 9a. During this time, the first and second birefringent crystal flat plates 2.
At the time of transmission through 3, the incident light split into two is combined again into a single light beam by the following third and fourth birefringent crystal plates 4, 5 and converged on the core 9a at the end face of the optical fiber. Become. At this time, the optical axes of the incident side and the exit side do not coincide with each other. Further, it should be noted that a non-parallel light region near the optical fiber is used for transmitting the incident light through the birefringent crystal plate. Because, in the case of transmitted light in the forward direction, it is split into two light beams by two birefringent crystal flat plates, and after passing through the subsequent lens, the two light beams become two parallel light beams that are not parallel to each other. In order to achieve this, it is necessary to adjust the position of the second lens 7 and the center axis position of the lens. Therefore, adjustment is performed so that a total of two divided light beams in the forward direction are completely overlapped after passing through the fourth birefringent crystal flat plate 5.

また第２図は本考案の実施例に係る光アイソレータの
原理を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the principle of the optical isolator according to the embodiment of the present invention.

第２図において,2つのレンズ６及び７は，ファラデー
回転子１と，複屈折結晶平板３及び５との間にそれぞれ
配置されている。このことにより，複屈折結晶平板を透
過する反射戻り光は，平行光線ではなく，光ファイバー
に出入力する収束性の強い光となる。光アイソレータの
構成上，反射戻り光は，光ファイバー入射部位のファイ
バー端面８の近傍では，反射戻り光が出射した光ファイ
バー９のコアと同じ程度まで光ビーム径が小さくなって
いるので，複屈折結晶平板による反射戻り光が光ファイ
バー８内へ帰還しない為の水平方向の位置シフト必要量
は，光ファイバー９のコア直径と，同程度，即ち，約10
μｍ〜約100μｍ程度である。これを満たすために，必
要な複屈折結晶平板の一枚当りの厚さは，従来例と同様
にルチル単結晶板２及び４を使用する場合を考えると0.
1〜1mmの厚さがあれば十分ということになる。In FIG. 2, two lenses 6 and 7 are arranged between the Faraday rotator 1 and the birefringent crystal plates 3 and 5, respectively. As a result, the reflected return light transmitted through the birefringent crystal flat plate is not a parallel light but a strong convergence light entering and exiting the optical fiber. Due to the configuration of the optical isolator, the reflected return light has a light beam diameter as small as the core of the optical fiber 9 from which the reflected return light exits in the vicinity of the fiber end surface 8 at the optical fiber incidence site. The amount of horizontal position shift required to prevent the return light reflected by the optical fiber 8 from returning into the optical fiber 8 is approximately the same as the core diameter of the optical fiber 9, that is, about 10 times.
It is about μm to about 100 μm. In order to satisfy this, the required thickness per single birefringent crystal flat plate is considered to be 0.
A thickness of 1 to 1 mm is sufficient.

第２図において，逆方向からの反射戻り光に対して,2
組の複屈折結晶平板２・３・４・５により，光アイソレ
ータ部透過後，全ての光が，光ファイバーコア8a以外の
場所の集光し，光アイソレータを透過できないことは，
先に記した通りである。In FIG. 2, the reflected return light from the opposite direction
The set of birefringent crystal plates 2, 3, 4 and 5 that all light is condensed in places other than the optical fiber core 8a after passing through the optical isolator and cannot pass through the optical isolator
As described above.

よって，偏光無依型光アイソレータの全長を従来例に
対し大きく減少させることが可能となる上，高価な複屈
折結晶平板の使用量が減るので，光アイソレータ自体の
価格の低減にも大きく寄与するものと考えられる。この
ことにより，複屈折結晶平板を用いた偏光無依存型光ア
イソレータにおいて，レンズの位置を変更し，複屈折偏
光平板を光ファイバー端面近傍の透過光の集光領域に設
置した構成は光アイソレータの工業化において有効な方
法であると言える。Therefore, the total length of the polarization-independent optical isolator can be greatly reduced as compared with the conventional example, and the amount of expensive birefringent crystal flat plates is reduced, which greatly contributes to the reduction in the cost of the optical isolator itself. It is considered something. As a result, in a polarization-independent optical isolator using a birefringent crystal flat plate, the lens position was changed and the birefringent polarizing flat plate was installed in the condensing area of the transmitted light near the end face of the optical fiber. It can be said that this is an effective method.

［考案の効果］ 以上，説明した通り，本考案における偏光無依存型光
アイソレータは，複屈折結晶平板を用いた従来の光アイ
ソレータを改良し，偏光位置調整が簡単なので組み立て
が容易で，その小型化，コストダウンを大幅に進めるこ
とが可能な光学素子の構成を提供することができる。[Effects of the Invention] As described above, the polarization-independent optical isolator of the present invention is an improvement over the conventional optical isolator using a birefringent crystal flat plate. Thus, it is possible to provide a configuration of an optical element capable of greatly reducing the cost and the cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第１図（ａ）及び（ｂ）は本考案における光アイソレー
タの一構成例を示す図で，第１図（ａ）は斜視図，第１
図（ｂ）は側面図である。 第２図は第１図（ａ）及び（ｂ）の光アイソレータの原
理を示す図で，光アイソレータ内を反射戻り光が透過す
る場合の挙動について示すしてある。第３図（ａ），
（ｂ）及び（ｃ）は，従来の偏光無依存型光アイソレー
タを示す図で，第３図（ａ）は構成例を示し，第３図
（ｂ）及び（ｃ）は順逆各方向の入射光の挙動について
示している。第４図は第３図（ａ）及び（ｂ）に示す光
アイソレータの原理および構造を示す図，第５図（ａ）
及び（ｂ）は従来の偏光無依存型光アイソレータの別の
一例を示す図，第６図は従来例に基づく複屈折結晶平板
使用の偏光無依存光アイソレータに，反射戻り光が逆方
向に透過する際の挙動について示す図である。 図中,1…ファラデー回転子,2・３・４・５…複屈折結晶
平板,6…第１のレンズ,7…第２のレンズ,8a・9a…光フ
ァイバーコア,11…結晶軸の光学素子面への写像の方向,
21〜26…矢印,51…ファラデー回転子,52・53…複屈折結
晶くさび板,54・55…光収束レンズ,61…ファラデー回転
子,62・63・64・65…複屈折結晶平板。1 (a) and 1 (b) are views showing an example of the configuration of an optical isolator according to the present invention. FIG. 1 (a) is a perspective view, and FIG.
Figure (b) is a side view. FIG. 2 is a view showing the principle of the optical isolator shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), and shows the behavior when reflected return light passes through the optical isolator. FIG. 3 (a),
3 (b) and (c) are views showing a conventional polarization-independent optical isolator. FIG. 3 (a) shows a configuration example, and FIGS. 3 (b) and 3 (c) show incident light in forward and reverse directions. The behavior of light is shown. FIG. 4 shows the principle and structure of the optical isolator shown in FIGS. 3 (a) and (b), and FIG. 5 (a)
6A and 6B show another example of a conventional polarization-independent optical isolator. FIG. 6 shows a polarization-independent optical isolator using a birefringent crystal plate based on the conventional example, in which reflected return light is transmitted in the opposite direction. FIG. 9 is a diagram showing behavior when performing the operation. In the figure, 1 ... Faraday rotator, 2/3/4/5 ... birefringent crystal flat plate, 6 ... first lens, 7 ... second lens, 8a / 9a ... optical fiber core, 11 ... optical element of crystal axis The direction of the mapping to the surface,
21 to 26: Arrow, 51: Faraday rotator, 52, 53: Birefringent crystal wedge plate, 54, 55: Light converging lens, 61: Faraday rotator, 62, 63, 64, 65: Birefringent crystal flat plate.

Claims (6)

(57)【実用新案登録請求の範囲】(57) [Scope of request for utility model registration] 【請求項１】光路上に，複屈折を行う偏光部及び検光部
と前記偏光部及び検光部間に介在するファラデー回転子
とを配置した光アイソレータにおいて，前記ファラデー
回転子と前記偏光部との間，及び前記ファラデー回転子
と前記検光部との間に第１及び第２の光収束手段を夫々
配したことを特徴とする光アイソレータ。1. An optical isolator having, on an optical path, a polarizing section and an analyzing section for performing birefringence and a Faraday rotator interposed between the polarizing section and the analyzing section, wherein the Faraday rotator and the polarizing section are arranged. An optical isolator, wherein first and second light converging means are respectively arranged between the Faraday rotator and the light detection unit. 【請求項２】第１請求項記載の光アイソレータにおい
て，前記ファラデー回転子は磁性ガーネット膜を有する
ことを特徴とする光アイソレータ。2. An optical isolator according to claim 1, wherein said Faraday rotator has a magnetic garnet film. 【請求項３】第１又は第２請求項記載の光アイソレータ
において，前記偏光部及び検光部は，夫々一対の複屈折
結晶板からなることを特徴とする光アイソレータ。3. An optical isolator according to claim 1, wherein said polarizing section and said analyzing section each comprise a pair of birefringent crystal plates. 【請求項４】第１乃至第３請求項のうちのいずれか記載
の光アイソレータにおいて，前記一対の複屈折結晶板の
うちの少なくとも一つはルチル結晶板であることを特徴
とする光アイソレータ。4. The optical isolator according to claim 1, wherein at least one of said pair of birefringent crystal plates is a rutile crystal plate. 【請求項５】第１乃至第４請求項のうちのいずれか記載
の光アイソレータにおいて，前記第１及び第２の光収束
手段のうち少なくとも一方は球レンズであることを特徴
とする光アイソレータ。5. An optical isolator according to claim 1, wherein at least one of said first and second light converging means is a spherical lens. 【請求項６】第１請求項記載の光アイソレータにおい
て，前記第１及び第２の光収束手段の少なくとも一方は
屈折率分布型レンズであることを特徴とする光アイソレ
ータ。6. An optical isolator according to claim 1, wherein at least one of said first and second light converging means is a gradient index lens.