JP2553358B2 - 光アイソレ−タ - Google Patents
光アイソレ−タInfo
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- JP2553358B2 JP2553358B2 JP62195615A JP19561587A JP2553358B2 JP 2553358 B2 JP2553358 B2 JP 2553358B2 JP 62195615 A JP62195615 A JP 62195615A JP 19561587 A JP19561587 A JP 19561587A JP 2553358 B2 JP2553358 B2 JP 2553358B2
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- birefringent prism
- birefringent
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- light
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光通信，光測定等に使用されるファラデー効
果を利用した光アイソレータの構成に関するものであ
る。
果を利用した光アイソレータの構成に関するものであ
る。
［従来の技術およびその問題点］ 光アイソレータは一般にファラデー効果を利用し光フ
ァイバー端，受光素子からの反射光がレーザーに戻らな
いようにして、レーザー光の発振を安定化させるために
使用されている。
ァイバー端，受光素子からの反射光がレーザーに戻らな
いようにして、レーザー光の発振を安定化させるために
使用されている。
しかしながら従来の光アイソレータは下記の点で満足
されるものではなく、 （１）光アイソレータからの反射光がレーザーに戻るこ
とを防止するため、各素子または光アイソレータを傾斜
させて使用しているが、入射光と出射光とが同一直線上
にならないので、光線軸合わせがむずかしい。
されるものではなく、 （１）光アイソレータからの反射光がレーザーに戻るこ
とを防止するため、各素子または光アイソレータを傾斜
させて使用しているが、入射光と出射光とが同一直線上
にならないので、光線軸合わせがむずかしい。
（２）ロションプリズム，グラントムソンプリズム，偏
光ビームスプリッタ等の偏光プリズムを使用して構成す
る光アイソレータは偏光特性を有するため、順方向に一
偏波面の偏光ビームしか通すことができず、このため半
導体レーザーに使用する場合には、半導体レーザーの偏
光方向に光アイソレータを合わせる必要があった。また
円偏光ビームや楕円偏光ビームに光アイソレータを使用
する場合には、透過する偏光方向と直交する成分の偏光
ビームを捨てて使用せざるを得なかった。
光ビームスプリッタ等の偏光プリズムを使用して構成す
る光アイソレータは偏光特性を有するため、順方向に一
偏波面の偏光ビームしか通すことができず、このため半
導体レーザーに使用する場合には、半導体レーザーの偏
光方向に光アイソレータを合わせる必要があった。また
円偏光ビームや楕円偏光ビームに光アイソレータを使用
する場合には、透過する偏光方向と直交する成分の偏光
ビームを捨てて使用せざるを得なかった。
（３）一般にファラデー素子は、温度によりファラデー
回転角が変化し、例えば0.06deg/℃程度の温度特性を有
し、ファラデー回転角が45゜からずれた角度Δθだけ、
アイソレーションが劣化する。その特性は次式で示され
る。
回転角が変化し、例えば0.06deg/℃程度の温度特性を有
し、ファラデー回転角が45゜からずれた角度Δθだけ、
アイソレーションが劣化する。その特性は次式で示され
る。
アイソレーション＝−10log（sin2Δθ） 本発明は上記問題点を解決した光アイソレータの光学
系の構成を提供することを目的とする。
系の構成を提供することを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は第１図に示すように、第１の複屈折体プリズ
ム1,第１のファラデー素子5,第２の複屈折体プリズム２
および第３の複屈折体プリズム3,第２のファラデー素子
6,第４の複屈折体プリズム４からなる光学系の構成にお
いて、 複屈折体プリズム1,2,3,4のプリズム角αは同一で、
それらの各光軸は光学系の軸Ａ−Ｂに対して直角であ
り、 かつ第１の複屈折体プリズム１と第２の複屈折体プリ
ズム２との光軸は45゜ずれ、第２の複屈折体プリズム２
と第３の複屈折体プリズム３との光軸は平行、からフ
ァラデー素子5,6それぞれに印加される磁界Ｈの向きは
逆であるから、６は５と逆方向に45゜偏波面が回転し、
したがって第３の複屈折体プリズム３に対して第４の複
屈折体プリズム４の光軸は、１と２との関係とは逆方向
に45゜ずれた関係にある。
ム1,第１のファラデー素子5,第２の複屈折体プリズム２
および第３の複屈折体プリズム3,第２のファラデー素子
6,第４の複屈折体プリズム４からなる光学系の構成にお
いて、 複屈折体プリズム1,2,3,4のプリズム角αは同一で、
それらの各光軸は光学系の軸Ａ−Ｂに対して直角であ
り、 かつ第１の複屈折体プリズム１と第２の複屈折体プリ
ズム２との光軸は45゜ずれ、第２の複屈折体プリズム２
と第３の複屈折体プリズム３との光軸は平行、からフ
ァラデー素子5,6それぞれに印加される磁界Ｈの向きは
逆であるから、６は５と逆方向に45゜偏波面が回転し、
したがって第３の複屈折体プリズム３に対して第４の複
屈折体プリズム４の光軸は、１と２との関係とは逆方向
に45゜ずれた関係にある。
ファラデー素子5,6のファラデー回転角は各々45゜
で、それぞれに印加される磁界Ｈの向きは逆であり、 第１の複屈折体プリズム１の入射面，出射面とはそれ
ぞれ第２の複屈折体プリズム２の出射面，入射面と平行
であり、 第２の複屈所体プリズム２の入射面と第３の複屈折体
プリズム３の出射面とは平行で、第２の複屈折体プリズ
ム２の出射角と第３の複屈折体プリズム３の入射角とは
同一で、正負逆の関係にあり、 第３の複屈折体プリズム３の入射面・出射面とはそれ
ぞれ第４の複屈折体プリズム４の出射面，入射面と平行
な光アイソレータの構成により、 各素子からの反射戻り光が入射光線上に戻ることを防
止し、温度特性，偏光特性を相殺し、さらに順方向入射
光と出射光とが同一直線上になるように配置したもので
あり、順方向光は常光線と異常光線を変化させずに透過
させ、逆方向光は常光線と異常光線の転換を繰返すこと
により、入射光線上に戻らないようした。
で、それぞれに印加される磁界Ｈの向きは逆であり、 第１の複屈折体プリズム１の入射面，出射面とはそれ
ぞれ第２の複屈折体プリズム２の出射面，入射面と平行
であり、 第２の複屈所体プリズム２の入射面と第３の複屈折体
プリズム３の出射面とは平行で、第２の複屈折体プリズ
ム２の出射角と第３の複屈折体プリズム３の入射角とは
同一で、正負逆の関係にあり、 第３の複屈折体プリズム３の入射面・出射面とはそれ
ぞれ第４の複屈折体プリズム４の出射面，入射面と平行
な光アイソレータの構成により、 各素子からの反射戻り光が入射光線上に戻ることを防
止し、温度特性，偏光特性を相殺し、さらに順方向入射
光と出射光とが同一直線上になるように配置したもので
あり、順方向光は常光線と異常光線を変化させずに透過
させ、逆方向光は常光線と異常光線の転換を繰返すこと
により、入射光線上に戻らないようした。
［実施例］ 第１図は本発明の一例で、プリズム1,2,3,4の複屈折
性材料として方解石を使用し、プリズム角αは30゜、光
軸方向は光学系の軸Ａ−Ｂに直角な平面内であって、か
つ複屈折体プリズム１の底面Ｓに対して１は＋22.5゜,2
は−22.5゜,3は−22.5゜,4は＋22.5゜の角度をなし、フ
ァラデー素子5,6は波長1.3μｍにおいて偏波面が45゜回
転する厚さに加工した。個々の素子には反射防止膜を形
成した。印加磁界源はSm−Co永久磁石を使用しファラデ
ー素子が十分飽和するようにし、5,6それぞれに対して
は磁界Ｈの向きを逆にした。順方向光は入射光と出射光
とが同一直線上にあり、偏光依存性は0.1dBであった。
これは入射面が傾斜しているのでＰ波,S波の透過特性が
異なることによる。しかしながら偏光プリズムを使用し
た場合の偏光依存性は40〜50dBであり、大幅な改善にな
った。プリズム角αを大きくするとＰ波,S波の透過特性
が近くなるため、偏光依存性はさらに改善される。また
順方向挿入損失の温度依存性はほとんどなかった。一方
逆方向における逆方向挿入損失の温度依存性は０〜60゜
の温度範囲において、0.5dBであった。偏光プリズムを
使用した場合の温度依存性が5dBであり、大幅な改善と
なった。
性材料として方解石を使用し、プリズム角αは30゜、光
軸方向は光学系の軸Ａ−Ｂに直角な平面内であって、か
つ複屈折体プリズム１の底面Ｓに対して１は＋22.5゜,2
は−22.5゜,3は−22.5゜,4は＋22.5゜の角度をなし、フ
ァラデー素子5,6は波長1.3μｍにおいて偏波面が45゜回
転する厚さに加工した。個々の素子には反射防止膜を形
成した。印加磁界源はSm−Co永久磁石を使用しファラデ
ー素子が十分飽和するようにし、5,6それぞれに対して
は磁界Ｈの向きを逆にした。順方向光は入射光と出射光
とが同一直線上にあり、偏光依存性は0.1dBであった。
これは入射面が傾斜しているのでＰ波,S波の透過特性が
異なることによる。しかしながら偏光プリズムを使用し
た場合の偏光依存性は40〜50dBであり、大幅な改善にな
った。プリズム角αを大きくするとＰ波,S波の透過特性
が近くなるため、偏光依存性はさらに改善される。また
順方向挿入損失の温度依存性はほとんどなかった。一方
逆方向における逆方向挿入損失の温度依存性は０〜60゜
の温度範囲において、0.5dBであった。偏光プリズムを
使用した場合の温度依存性が5dBであり、大幅な改善と
なった。
［作用］ 本発明の光学系の構成において、（ａ）は順方向の光
路で（ｂ）は逆方向の光路を示す。順方向光に対して
は、Ａ方向から入射した光線は１に入射し、プリズム内
で常光線と異常光線とに分離する。分離した光線はファ
ラデー素子５に入射し、各光線の偏波面は共に45゜回転
し２に入射する。ここで複屈折体プリズム1,2の光軸関
係は５の偏波面の回転方向に45゜回転した状態にあるの
で、常光線，異常光線の関係は維持される。１への入射
光と２からの出射光とは平行になる。複屈折体プリズム
2,3の光軸関係は０゜であり、同様に常光線，異常光線
の関係は維持される。ファラデー素子６に入射した光線
の偏波面は、５の偏波面の回転方向とは逆方向に45゜回
転する。ここで複屈折体プリズム3,4の光軸関係は６の
偏波面の回転方向に45゜回転した状態にあるので、常光
線、異常光線の転換は行なわれず、結局複屈折体プリズ
ム１への入射光と複屈折体プリズム４からの出射光とは
同一直線上になる。しかも入射光の偏波面がいかなる面
であっても透過する。（ただし入射面が傾斜しているた
めＰ波,S波の反射損失の差により若干の偏光特性を持
つ）図面から明らかなように、各素子の端面での入射角
は全て０゜以外であるため、各端面からの反射光は入射
光線上には戻らず、したがて本発明の光アイソレータ自
体からの反射光が光源に戻ることはない。
路で（ｂ）は逆方向の光路を示す。順方向光に対して
は、Ａ方向から入射した光線は１に入射し、プリズム内
で常光線と異常光線とに分離する。分離した光線はファ
ラデー素子５に入射し、各光線の偏波面は共に45゜回転
し２に入射する。ここで複屈折体プリズム1,2の光軸関
係は５の偏波面の回転方向に45゜回転した状態にあるの
で、常光線，異常光線の関係は維持される。１への入射
光と２からの出射光とは平行になる。複屈折体プリズム
2,3の光軸関係は０゜であり、同様に常光線，異常光線
の関係は維持される。ファラデー素子６に入射した光線
の偏波面は、５の偏波面の回転方向とは逆方向に45゜回
転する。ここで複屈折体プリズム3,4の光軸関係は６の
偏波面の回転方向に45゜回転した状態にあるので、常光
線、異常光線の転換は行なわれず、結局複屈折体プリズ
ム１への入射光と複屈折体プリズム４からの出射光とは
同一直線上になる。しかも入射光の偏波面がいかなる面
であっても透過する。（ただし入射面が傾斜しているた
めＰ波,S波の反射損失の差により若干の偏光特性を持
つ）図面から明らかなように、各素子の端面での入射角
は全て０゜以外であるため、各端面からの反射光は入射
光線上には戻らず、したがて本発明の光アイソレータ自
体からの反射光が光源に戻ることはない。
逆方向光に対しては、Ｂ方向から入射した光線は４に
入射し、プリズム内で常光線と異常光線とに分離し、フ
ァラデー素子６に入射する。６内では偏波面は順方向透
過時に回転した向きと同じ向きに45゜回転する。複屈折
体プリズム3,4の光軸関係は、順方向のファラデー回転
方向に45゜回転するようにしてあるため、逆方向光の進
行方向からみた偏波面の回転角と４の光軸からみた３の
光軸の回転角はそれぞれ逆向きに45゜ずつの関係とな
る。すなわち３の光軸に対して常光線と異常光線の偏波
面がそれぞれ０゜と90゜になる。常光線の偏波面は光軸
を含む面に直角な面、異常光線の偏波面は光軸を含む面
にあるので、３内では常光線は異常光線に、異常光線は
常光線に変わる。したがって屈折角が変わるため逆方向
光における複屈折体プリズム４への入射光と複屈折体プ
リズム１からの出射光とは平行にならず、常光線，異常
光線とがある分離角をもって出射することになる。2,5,
1についても同様であるが、二個のファラデー素子に印
加される磁界Ｈの向きが互いに逆向きであるため、ファ
ァデー素子の温度変化によりファラデー回転角が45゜よ
りずれた場合でも、二個の素子の温度と温度特性が同一
であれば、温度変化によりずれた分の角度が互いに相殺
される。したがって順方向挿入損失及びアイソレーショ
ンが向上した。
入射し、プリズム内で常光線と異常光線とに分離し、フ
ァラデー素子６に入射する。６内では偏波面は順方向透
過時に回転した向きと同じ向きに45゜回転する。複屈折
体プリズム3,4の光軸関係は、順方向のファラデー回転
方向に45゜回転するようにしてあるため、逆方向光の進
行方向からみた偏波面の回転角と４の光軸からみた３の
光軸の回転角はそれぞれ逆向きに45゜ずつの関係とな
る。すなわち３の光軸に対して常光線と異常光線の偏波
面がそれぞれ０゜と90゜になる。常光線の偏波面は光軸
を含む面に直角な面、異常光線の偏波面は光軸を含む面
にあるので、３内では常光線は異常光線に、異常光線は
常光線に変わる。したがって屈折角が変わるため逆方向
光における複屈折体プリズム４への入射光と複屈折体プ
リズム１からの出射光とは平行にならず、常光線，異常
光線とがある分離角をもって出射することになる。2,5,
1についても同様であるが、二個のファラデー素子に印
加される磁界Ｈの向きが互いに逆向きであるため、ファ
ァデー素子の温度変化によりファラデー回転角が45゜よ
りずれた場合でも、二個の素子の温度と温度特性が同一
であれば、温度変化によりずれた分の角度が互いに相殺
される。したがって順方向挿入損失及びアイソレーショ
ンが向上した。
［発明の効果］ 本発明により入射光と出射光とが同一直線上になるた
め光線軸合わせが容易になり、入射光の偏波面がいかな
る面であっても透過し偏光特性をもたず、半導体レーザ
ーに使用する場合には、半導体レーザーの偏光方向に関
係なく光アイソレータを結合することができる。また円
偏光ビームや楕円偏光ビームに光アイソレータを使用す
る場合にも全て透過することができる。さらに二個のフ
ァラデー素子に印加される磁界の向きが互いに逆向きで
あるため、ファラデー素子の温度変化によりファラデー
回転角が45゜よりずれた場合でも、温度変化によりずれ
た分の角度が互いに相殺され、順方向挿入損失及びアイ
ソレーションが向上する。
め光線軸合わせが容易になり、入射光の偏波面がいかな
る面であっても透過し偏光特性をもたず、半導体レーザ
ーに使用する場合には、半導体レーザーの偏光方向に関
係なく光アイソレータを結合することができる。また円
偏光ビームや楕円偏光ビームに光アイソレータを使用す
る場合にも全て透過することができる。さらに二個のフ
ァラデー素子に印加される磁界の向きが互いに逆向きで
あるため、ファラデー素子の温度変化によりファラデー
回転角が45゜よりずれた場合でも、温度変化によりずれ
た分の角度が互いに相殺され、順方向挿入損失及びアイ
ソレーションが向上する。
またコスト上においても、従来の偏光プリズム型では
プリズムが８（＝２×２×２）個必要であったが、本発
明ではプリズムが４（＝２×２）個でよくなり、高価な
方解石で形成されるプリズムの部品点数が半減化されプ
リズム角αが45゜より大きい場合、光アイソレータの薄
型化が計れる。
プリズムが８（＝２×２×２）個必要であったが、本発
明ではプリズムが４（＝２×２）個でよくなり、高価な
方解石で形成されるプリズムの部品点数が半減化されプ
リズム角αが45゜より大きい場合、光アイソレータの薄
型化が計れる。
第１図は本発明の一例を示す光学系の概略図。 （ａ）：順方向の光路図、（ｂ）：は逆方向の光路図 1,2,3,4:複屈折体プリズム 5,6:ファラデー素子 α：プリズム角、H:印加磁界 Ａ−B:光学系の光軸 S:複屈折体プリズム１の底面
Claims (1)
- 【請求項１】第１の複屈折体プリズム，第１のファラデ
ー素子，第２の複屈折体プリズムおよび第３の複屈折体
プリズム，第２のファラデー素子，第４の複屈折体プリ
ズムからなる光学系の構成において、 全ての複屈折体プリズムのプリズム角は同一で、それ
らの各光軸は該光学系の軸に対して直角であり、 第１の複屈折体プリズムと第２の複屈折体プリズムと
の光軸は45゜ずれ、第２の複屈折体プリズムと第３の複
屈折体プリズムとの光軸は平行で、第３の複屈折体プリ
ズムと第４の複屈折体プリズムとの光軸は45゜ずれた関
係にあり、 二個のファラデー素子ファラデー回転角は各々45゜
で、それぞれに印加される磁界の向きは逆であり、 第１の複屈折体プリズムの入射面，出射面とはそれぞ
れ第２の複屈折体プリズムの出射面，入射面と平行であ
り、 第２の複屈折体プリズムの入射面と第３の複屈折体プ
リズムの出射面とは平行で、第２の複屈折体プリズムの
出射角と第３の複屈折体プリズムの入射角とは同一で、
正負逆の関係にあり、 第３の複屈折体プリズムの入射面，出射面とはそれぞ
れ第４の複屈折体プリズムの出射面，入射面と平行であ
る、 ことを特徴とした光アイソレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62195615A JP2553358B2 (ja) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | 光アイソレ−タ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62195615A JP2553358B2 (ja) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | 光アイソレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6438719A JPS6438719A (en) | 1989-02-09 |
| JP2553358B2 true JP2553358B2 (ja) | 1996-11-13 |
Family
ID=16344112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62195615A Expired - Fee Related JP2553358B2 (ja) | 1987-08-05 | 1987-08-05 | 光アイソレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2553358B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0416098U (ja) * | 1990-05-31 | 1992-02-10 |
-
1987
- 1987-08-05 JP JP62195615A patent/JP2553358B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6438719A (en) | 1989-02-09 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |