JP5380616B2 - Variable optical phase shifter - Google Patents
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Description
本発明は、光ファイバや自由空間を伝播する光の位相を変化させる可変光位相器（光学位相シフタ）に関し、たとえば光通信や光測定に用いて有効なものに関する。 The present invention relates to a variable optical phase shifter (optical phase shifter) that changes the phase of light propagating in an optical fiber or free space, and relates to an effective one used for optical communication or optical measurement, for example.
たとえば、光通信では、情報を伝送するための変調方式として、情報を振幅に乗せるＡＳＫ（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、周波数に乗せるＦＳＫ（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）、位相に乗せるＰＳＫ（Ｐｈａｓｅ ｓｈｉｆｔ ｋｅｙｉｎｇ）などがある。 For example, in optical communication, modulation schemes for transmitting information include ASK (Amplitude shift keying) that places information on amplitude, FSK (Frequency shift keying) that places information on frequency, and PSK (Phase shift keying) that places information on phase. .
これらの変調方式は電気通信の技術として開発されたものであるが、近年は、光通信に応用されるようになってきた。その中でもとくに、位相に情報を乗せる位相変調方式は、通信の高速化（ワイドバンド化）に適した変調方式として有望視されている。 These modulation systems have been developed as telecommunications technologies, but have recently been applied to optical communications. Among them, the phase modulation method for putting information on the phase is particularly promising as a modulation method suitable for high-speed communication (wide band).
位相変調では、位相を変化させる位相変調器や位相の変化を検出する復調器が使用される。また、光通信や光測定では、光スイッチや光減衰器などの光デバイスが使用されるが、これらはマッハ・ツェンダ型干渉計などに位相シフタを組み合わせて構成されるものもある。 In phase modulation, a phase modulator that changes the phase or a demodulator that detects a change in phase is used. In optical communication and optical measurement, optical devices such as an optical switch and an optical attenuator are used. Some of them are configured by combining a phase shifter with a Mach-Zehnder interferometer.
たとえば、特許文献１には、マッハ・ツェンダ干渉計と位相シフタを用いた差分４位相偏移変調の技術が開示されている。また、非特許文献１には、位相制御素子を用いて光アッテネータや光スイッチなどの光制御デバイスを構成する技術が開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses a differential quadrature phase shift keying technique using a Mach-Zehnder interferometer and a phase shifter. Non-Patent Document 1 discloses a technique for configuring an optical control device such as an optical attenuator or an optical switch using a phase control element.
従来、光の位相を制御する可変光位相器としては、導波路構造を用いた熱光学位相シフタ、導波路構造の電気光学結晶を用いた電気光学位相シフタ、液晶を用いた液晶光学位相シフタが知られている。しかし、熱光学位相シフタの場合、熱光学効果を利用しているため、応答速度が遅い、雰囲気温度の影響を受けやすいなどの課題があった。電気光学位相シフタの場合、電気光学結晶と光ファイバの屈折率差が大きいため、損失（とくに挿入損失）が大きくなるという課題があった。液晶光学位相シフタの場合は、液晶を利用しているため、応答速度が遅いことが課題となる。 Conventionally, as a variable optical phase shifter for controlling the phase of light, a thermo-optic phase shifter using a waveguide structure, an electro-optic phase shifter using an electro-optic crystal of a waveguide structure, and a liquid crystal optical phase shifter using a liquid crystal Are known. However, in the case of the thermo-optic phase shifter, since the thermo-optic effect is used, there are problems such as a slow response speed and being easily affected by the ambient temperature. In the case of an electro-optic phase shifter, there is a problem that loss (especially insertion loss) increases because the difference in refractive index between the electro-optic crystal and the optical fiber is large. In the case of the liquid crystal optical phase shifter, since the liquid crystal is used, the problem is that the response speed is slow.
光通信では通信速度の高速化が最大の目標課題となるが、これに使用する可変光位相器にはとくに高速の応答性能が要求される。また、通信の品質を確保するためには信号のレベル低下を最小限に抑える必要があるが、そのためにはできるだけ低損失（低挿入損失）であることが要求される。また、計測分野での利用では、温度等の環境条件からの影響（擾乱）を受けにくいことも要求される。これらの要求は、上述した従来の可変光位相器では満たすことができなかった。 In optical communication, increasing the communication speed is the biggest target issue, but the variable optical phase shifter used for this is particularly required to have high-speed response performance. Further, in order to ensure the quality of communication, it is necessary to minimize the signal level deterioration, and for that purpose, the loss as low as possible (low insertion loss) is required. In addition, the use in the measurement field is also required to be less susceptible to influence (disturbance) from environmental conditions such as temperature. These requirements cannot be satisfied by the conventional variable optical phase shifter described above.
本発明は以上のような課題を解決するものであって、その目的は、光位相の連続可変と高速制御が可能であるとともに、温度等の環境条件からの影響を受けにくく、さらに、偏波無依存型への適応および自由空間型や光ファイバ型への適応がいずれも無理なく行える可変光位相器を提供することにある。 The present invention solves the problems as described above, and its purpose is to enable continuous variable and high-speed control of the optical phase, and is less susceptible to environmental conditions such as temperature, It is an object of the present invention to provide a variable optical phase shifter that can easily adapt to an independent type and to a free space type and an optical fiber type.
本発明は以下のような解決手段を提供する。
（１）前方から後方に向かって入射した入力光の位相を変化させ、その位相を変化させた光を出力光として出射する可変光位相器であって、
前記入力光を互いに直交する第１および第２の直線偏光に偏光分離する第１の偏光子が配置されているとともに、
前記分離した第１および第２の直線偏光が前記出力光として出射するまでの第１および第２の光路上に、第１および第２の四分の一波長板と、ファラデー回転子と、第３および第４の四分の一波長板と、第２の偏光子とがこの順に配置され、
前記第１および第２の四分の一波長板は、入力した直線偏光を円偏光に変換し、
前記ファラデー回転子は、入力した円偏光の偏光面を回転させ、
前記第３および第４の四分の一波長板は、それぞれに入力された円偏光を互いに直交する直線偏光に変換して出力し、
前記第２の偏光子は、入力された互いに直交する二つの直線偏光を偏光合成して前記出力光として出射し、
前記ファラデー回転子による回転角に応じて前記出力光の位相を変化させる、
ことを特徴とする可変光位相器。
The present invention provides the following solutions.
(1) A variable optical phase shifter that changes the phase of input light incident from the front to the rear and emits the light whose phase is changed as output light,
A first polarizer for separating the input light into first and second linearly polarized light orthogonal to each other is disposed;
On the first and second optical paths until the separated first and second linearly polarized lights are emitted as the output light, first and second quarter-wave plates, a Faraday rotator, The third and fourth quarter wave plates and the second polarizer are arranged in this order,
The first and second quarter-wave plates convert input linearly polarized light into circularly polarized light,
The Faraday rotator rotates the polarization plane of the input circularly polarized light,
The third and fourth quarter-wave plates convert the circularly polarized light input to each into linearly polarized light orthogonal to each other and output the linearly polarized light,
The second polarizer combines two input linearly polarized light beams orthogonal to each other and emits them as the output light,
Changing the phase of the output light according to the rotation angle by the Faraday rotator,
A variable optical phase shifter characterized by that .
（２）上記手段（１）において、前記第１の偏光子と前記第１および第２の四分の一波長板との間と、前記第３および第４の四分の一波長板と前記第２の偏光子との間のそれぞれに、前記第１と第２の偏光子のそれぞれにて発生する偏波モード分散を補償する複屈折結晶からなる補償素子が介在していることを特徴とする可変光位相器。 (2) In the above means (1), between the first polarizer and the first and second quarter-wave plates, the third and fourth quarter-wave plates and the A compensation element made of a birefringent crystal for compensating polarization mode dispersion generated in each of the first and second polarizers is interposed between each of the second polarizers. A variable optical phase shifter .
（３）上記手段（１）において、前記ファラデー回転子の後方に、前記第１および第２の光路を逆進させる反射鏡を備え、前記第１の偏光子が前記第２の偏光子を兼ね、前記第１の四分の一波長板が前記第３の四分の一波長板を兼ね、前記第２の四分の一波長板が前記第４の四分の一波長板を兼ねている、ことを特徴とする可変光位相器。 (3) In the above means (1), a reflection mirror for reversing the first and second optical paths is provided behind the Faraday rotator, and the first polarizer also serves as the second polarizer. The first quarter-wave plate also serves as the third quarter-wave plate, and the second quarter-wave plate serves also as the fourth quarter-wave plate. A variable optical phase shifter characterized by that .
（４）上記手段（１）において、前記第３および第４の四分の一波長板の後方に、前記第１および第２の光路を逆進させる反射鏡を備え、
前記第３および第４の四分の一波長板は、逆進してきた互いに直交する直線偏光を円偏光に変換して前方に出射し、
前記第１及び第２の四分の一波長板は、逆進してきた円偏光を互いに直交する二つの直線偏光に変換して前方に出射し、
前記第１の偏光子は前記第２の偏光子を兼ねて、逆進してきた互いに直交する二つの直線偏光を偏光合成して前方に出力光として出射する、
ことを特徴とする可変光位相器。
(4) In the above means (1), a reflecting mirror that reversely moves the first and second optical paths is provided behind the third and fourth quarter-wave plates,
The third and fourth quarter-wave plates convert the linearly polarized light that has been reversely orthogonal to each other into circularly polarized light and emit it forward,
The first and second quarter-wave plates convert the circularly polarized light that has traveled backwards into two linearly polarized lights that are orthogonal to each other, and emit the light forward.
The first polarizer also serves as the second polarizer, and combines the two linearly polarized light beams that are orthogonal to each other in the reverse direction, and outputs the resultant light as output light forward.
A variable optical phase shifter characterized by that .
（５）上記手段（３）または（４）において、前記第１の偏光子と第１および第２の四分の一波長板との間に、当該第１の偏光子にて発生する偏波モード分散を補償する複屈折素子からなる補償素子が介在していることを特徴とする可変光位相器。 (5) In the above means (3) or (4), the polarization generated by the first polarizer between the first polarizer and the first and second quarter-wave plates. A variable optical phase shifter characterized in that a compensation element comprising a birefringence element for compensating mode dispersion is interposed .
（６）上記手段（１）または（２）に記載の可変光位相器の光入力側と光出力側のそれぞれに、光フィァバに光結合された光コリメータを配置し、この光コリメータを介して光ファイバを伝播する光の位相をファラデー回転子の回転角に応じて変化させることを特徴とする光フィァバ付き可変光位相器。 (6) An optical collimator optically coupled to an optical fiber is disposed on each of the optical input side and the optical output side of the variable optical phase shifter described in the above means (1) or (2), A variable optical phaser with an optical fiber, wherein the phase of light propagating through an optical fiber is changed according to the rotation angle of a Faraday rotator .
（７）上記手段（３）〜（５）のいずれかに記載の可変光位相器の前方に、第１の光ファイバに光結合された入力光コリメータと、第２の光ファイバに光結合された出力光コリメータとを配置し、
前記入力光コリメータは、第１の光ファイバを伝播してきた入力光を前記第１の偏光子に入光させ、
前記出力光コリメータは、前記第２の偏光子を兼ねる前記第１の偏光子で偏光合成された出力光を前記第２の光ファイバに伝播させる、
ことを特徴とする光フィァバ付き可変光位相器。
(7) An input optical collimator optically coupled to the first optical fiber and optically coupled to the second optical fiber in front of the variable optical phase shifter according to any one of the above means (3) to (5). Output light collimator and
The input light collimator causes the input light that has propagated through the first optical fiber to enter the first polarizer,
The output light collimator propagates output light polarized and synthesized by the first polarizer that also serves as the second polarizer to the second optical fiber.
A variable optical phase shifter with an optical fiber .
（８）上記手段（３）〜（５）のいずれかに記載の可変光位相器の前方に、入出力光ファイバに光結合された入出力光コリメータを配置し、当該入出力光ファイバを伝播してきた入力光を前記入出力光コリメータから前記第１の偏光子に入光させる一方、前記第２の偏光子を兼ねる当該第１の偏光子で偏光合成された出力光を前記入出力光コリメータを介して前記入出力光ファイバに伝播させることを特徴とする光フィァバ付き可変光位相器。 (8) An input / output optical collimator optically coupled to the input / output optical fiber is disposed in front of the variable optical phase shifter according to any one of the above means (3) to (5), and propagates through the input / output optical fiber. The input light that has been transmitted is input to the first polarizer from the input / output light collimator, while the output light that is combined by the first polarizer that also serves as the second polarizer is input to the input / output light collimator. A variable optical phase shifter with an optical fiber, wherein the optical fiber is propagated to the input / output optical fiber via the optical fiber .
光位相の連続可変と高速制御が可能であるとともに、温度等の環境条件からの影響を受けにくく、さらに、偏波無依存型への適応および自由空間型や光ファイバ型への適応がいずれも無理なく行える可変光位相器を提供できる。 The optical phase is continuously variable and high-speed control is possible, and it is not easily affected by environmental conditions such as temperature. In addition, it can be applied to both a polarization-independent type and a free-space type or optical fiber type. A variable optical phase shifter that can be performed without difficulty can be provided.
＝＝＝第１比較形態＝＝＝
本発明の実施形態に係る可変光位相器に対する比較形態として、図１に、第１比較形態に係る可変光位相器を示した。同図の（ａ）と（ｂ）は共に同じ可変光位相器であって、位相制御状態だけが異なる。同図に示す可変光位相器は、第１および第２の２つの四分の一波長板１１，１２と、この２つの四分の一波長板１１と１２の間に介在するファラデー回転子２０によって構成されている。
=== First Comparison Form ===
As a comparison mode for the variable optical phase shifter according to the embodiment of the present invention, FIG. 1 shows the variable optical phase shifter according to the first comparison mode . (A) and (b) of the figure are the same variable optical phase shifters, and only the phase control state is different. The variable optical phase shifter shown in FIG. 1 includes first and second quarter-wave plates 11 and 12 and a Faraday rotator 20 interposed between the two quarter-wave plates 11 and 12. It is constituted by.
前方から入射させられた入力光は、第１の四分の一波長板１１、ファラデー回転子２０、第２の四分の一波長板１２を順次透過した後、出力光として後方へ出射される。 The input light incident from the front is sequentially transmitted through the first quarter-wave plate 11, the Faraday rotator 20, and the second quarter-wave plate 12, and then emitted backward as output light. .
この場合、入力光は直線偏光であって、第１の四分の一波長板１１は、その直線偏光の偏光方向に対して、光学軸が面内で４５度回転していることにより、その直線偏光を円偏光に変換する。この変換は可逆である。 In this case, the input light is linearly polarized light, and the first quarter-wave plate 11 has its optical axis rotated by 45 degrees in the plane with respect to the polarization direction of the linearly polarized light. Convert linearly polarized light into circularly polarized light. This conversion is reversible.
ファラデー回転子２０は、第１の四分の一波長板１１にて直線偏光から変換された円偏光を、透過させる。このファラデー回転子２０はファラデー回転角が可変であって、たとえば同図の（ａ）と（ｂ）に示すように、ファラデー回転角を４５度＋０度から４５度＋９０度まで無段階で変化させることができ、円偏光が透過した場合は円偏光の位相を＋０度から＋９０度まで無段階で変化させることができる。この位相の変化は、ファラデー回転子を構成する磁気光学結晶への印加磁界の方向と強度によって操作することができ、その印加磁界は励磁コイルの通電電流によって制御することができる。 The Faraday rotator 20 transmits circularly polarized light converted from linearly polarized light by the first quarter-wave plate 11. The Faraday rotator 20 has a variable Faraday rotation angle. For example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the Faraday rotation angle is changed steplessly from 45 degrees + 0 degrees to 45 degrees + 90 degrees. When circularly polarized light is transmitted, the phase of circularly polarized light can be changed steplessly from +0 degrees to +90 degrees. This phase change can be controlled by the direction and intensity of the magnetic field applied to the magneto-optical crystal constituting the Faraday rotator, and the applied magnetic field can be controlled by the energization current of the exciting coil.
ファラデー回転子２０を透過した円偏光は、第２の四分の一波長板１２で直線偏光に変換され、出力光として後方へ出射される。このとき、ファラデー回転子２０にて偏光面の相対的な方向が制御された円偏光は、第２の四分の一波長板１２でその偏光面の方向に対応した位相で直線偏光に変換される。すなわち、たとえば同図の（ａ）と（ｂ）に示すように、ファラデー回転子２０のファラデー回転角を変化させることにより、円偏光から直線偏光に変換された出力光の位相を変化させることができる。たとえば、同図の（ａ）と（ｂ）とでは９０度の位相差が生じているが、この位相差はファラデー回転子２０の回転角に応じて連続的に変化する。 The circularly polarized light transmitted through the Faraday rotator 20 is converted into linearly polarized light by the second quarter-wave plate 12 and emitted backward as output light. At this time, the circularly polarized light whose relative direction of polarization is controlled by the Faraday rotator 20 is converted into linearly polarized light by the second quarter-wave plate 12 with a phase corresponding to the direction of the polarization plane. The That is, for example, as shown in FIGS. 4A and 4B, the phase of the output light converted from circularly polarized light to linearly polarized light can be changed by changing the Faraday rotation angle of the Faraday rotator 20. it can. For example, a phase difference of 90 degrees is generated between (a) and (b) in the figure, but this phase difference continuously changes according to the rotation angle of the Faraday rotator 20.
ここで注目すべきことは、出力光の位相変化は、ファラデー回転子２０でのファラデー回転角の変化によってもたらされることである。ファラデー回転子２０のファラデー回転角は、印加磁界の方向と強度によって連続的に可変させることができるが、その印加磁界の方向と強度は励磁コイルの通電電流によって任意の大きさに高速で可変制御することができる。 It should be noted here that the phase change of the output light is caused by the change of the Faraday rotation angle in the Faraday rotator 20. The Faraday rotation angle of the Faraday rotator 20 can be continuously varied according to the direction and intensity of the applied magnetic field, but the direction and intensity of the applied magnetic field can be variably controlled at an arbitrary magnitude at high speed by the energizing current of the exciting coil. can do.
この第１比較形態では、光位相の連続可変と高速制御が可能であるとともに、温度等の環境条件からの影響を受けにくい可変光位相器を構成することができる。さらに、この可変光位相器は、導波路構造の電気光学結晶などを用いていないため、光ファイバとの屈折率差等によって生じる挿入損失を低く抑えることができる。このため、自由空間型と光ファイバ型のどちらの用途にも無理なく適応可能である。そして、本発明の実施形態に係る可変光位相器では、この第１比較形態の構成を基本としながら、さらに構成や構造を工夫することで、偏波無依存型にも適応できるようになっている。なお、偏波無依存型への適用については後述する。 In the first comparative embodiment, it is possible to configure a variable optical phase shifter that is capable of continuously varying the optical phase and controlling the optical phase at a high speed and that is not easily affected by environmental conditions such as temperature. Furthermore, since this variable optical phase shifter does not use an electro-optic crystal having a waveguide structure, insertion loss caused by a difference in refractive index from the optical fiber can be suppressed to a low level. For this reason, it can be applied to both free space type and optical fiber type without any difficulty. The variable optical phase shifter according to the embodiment of the present invention can be adapted to the polarization-independent type by further devising the configuration and structure, based on the configuration of the first comparative embodiment. Yes. The application to the polarization independent type will be described later .
可変光位相器の大きさについては、この第１実施形態の場合、全体を５ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍのサイズに無理なく収めることができた。これにより、自由空間型と光ファイバ型のどちらの用途においても、光回路の実装密度を高めこと、あるいは応用製品の小型化をはかることなどが可能になる。 Regarding the size of the variable optical phase shifter, in the case of the first embodiment, the entire size could be easily accommodated in a size of 5 mm × 5 mm × 5 mm. This makes it possible to increase the mounting density of optical circuits or to reduce the size of applied products in both free space type and optical fiber type applications.
＝＝＝第２比較形態＝＝＝
図２に、本発明の実施形態に係る可変光位相器に対する第２比較形態に係る可変光位相器を示した。同図に示す可変光位相器は、四分の一波長板１１と、ファラデー回転子２０と、反射鏡３０を用いて構成されている。
=== Second Comparative Form ===
FIG. 2 shows a variable optical phase shifter according to the second comparative example with respect to the variable optical phase shifter according to the embodiment of the present invention. The variable optical phase shifter shown in FIG. 1 includes a quarter-wave plate 11, a Faraday rotator 20, and a reflecting mirror 30.
四分の一波長板１１は、入力光である直線偏光を円偏光に変換する。ファラデー回転子２０はファラデー回転角が可変であって、四分の一波長板１１にて直線偏光から変換された円偏光を、その位相を変化させながら透過させる。反射鏡３０は、ファラデー回転子２０を透過させられた円偏光を反射して光路を逆進させる。 The quarter-wave plate 11 converts linearly polarized light that is input light into circularly polarized light. The Faraday rotator 20 has a variable Faraday rotation angle and transmits circularly polarized light converted from linearly polarized light by the quarter-wave plate 11 while changing its phase. The reflecting mirror 30 reflects the circularly polarized light transmitted through the Faraday rotator 20 and reverses the optical path.
反射鏡３０で反射された円偏光は、ファラデー回転子２０を逆方向に透過させられるが、その逆方向の透過でも位相が変化させられる。このようにしてファラデー回転子２０の往路と復路とで位相が変化させられた円偏光は、四分の一波長板１１を逆に透過させられることにより直線偏光に変換される。これにより、ファラデー回転子２０の往路と復路でのファラデー回転に応じて位相が変化させられた出力光が前方へ出射される。 The circularly polarized light reflected by the reflecting mirror 30 is transmitted through the Faraday rotator 20 in the reverse direction, but the phase is also changed by transmission in the reverse direction. The circularly polarized light whose phase is changed between the forward path and the return path of the Faraday rotator 20 in this way is converted into linearly polarized light by being transmitted through the quarter-wave plate 11 in reverse. As a result, output light whose phase is changed in accordance with the Faraday rotation in the forward path and the return path of the Faraday rotator 20 is emitted forward.
この第２実施形態では、ファラデー回転子２０を透過した円偏光を反射鏡３０で反射してそのファラデー回転子２０に再度透過させることにより、ファラデー回転子２０の光路方向での厚みが実質的に２倍に増したのと同等の効果を得ることができる。これにより、ファラデー回転子２０の小型化（薄型化）が可能になる。 In the second embodiment, the circularly polarized light transmitted through the Faraday rotator 20 is reflected by the reflecting mirror 30 and is transmitted again to the Faraday rotator 20, thereby substantially reducing the thickness of the Faraday rotator 20 in the optical path direction. The same effect as that obtained by doubling can be obtained. Thereby, the Faraday rotator 20 can be downsized (thinned).
また、四分の一波長板１１は、順方向にて直線偏光を円偏光に変換する一方、逆方向では円偏光をその偏光面の回転方向に応じた位相の直線偏光に変換する。したがって、四分の一波長板１１の設置は１つだけでよく、これにより、部品点数の削減、低コスト化、および小型化が可能になる。 The quarter-wave plate 11 converts linearly polarized light into circularly polarized light in the forward direction, while converting circularly polarized light into linearly polarized light having a phase corresponding to the rotation direction of the polarization plane in the reverse direction. Accordingly, only one quarter-wave plate 11 needs to be installed, and this makes it possible to reduce the number of parts, reduce the cost, and reduce the size.
＝＝＝第１実施形態＝＝＝
本発明による可変光位相器の第１実施形態を図３に示す。上述した第１および第２比較形態との相違に着目すると、この第１実施形態の可変光位相器は、同図に示すように、入力光を直交する２つの直線偏光に偏光分離する第１の偏光子４１と、直交する２つの直線偏光を偏光合成する第１の偏光子４２を備える。これにより、偏波無依存型の可変光位相器が構成されている。
=== First Embodiment ===
The first embodiment of a variable optical phase shifter according to the present invention shown in FIG. Paying attention to the difference between the first and second comparative embodiments described above, the variable optical phase shifter of the first embodiment first separates the input light into two orthogonally polarized light beams as shown in FIG. And a first polarizer 42 that synthesizes two linearly polarized light beams orthogonal to each other. Thus, a polarization-independent variable optical phase shifter is configured.
すなわち、同図に示す可変光位相器は、第１の偏光子４１、第１〜第４の四分の一波長板１１〜１４、ファラデー回転角が可変のファラデー回転子２０により構成されている。 That is, the variable optical phase shifter shown in FIG. 1 includes a first polarizer 41, first to fourth quarter wave plates 11 to 14, and a Faraday rotator 20 having a variable Faraday rotation angle. .
第１の偏光子４１は、入力光を互いに直交する第１および第２の直線偏光に偏光分離する。第１および第２の四分の一波長板１１，１２は、第１の偏光子４１によって偏光分離された第１および第２の直線偏光をそれぞれ円偏光に変換する。 The first polarizer 41 separates input light into first and second linearly polarized light that are orthogonal to each other. The first and second quarter-wave plates 11 and 12 convert the first and second linearly polarized light polarized and separated by the first polarizer 41 into circularly polarized light, respectively.
ファラデー回転子２０は、第１および第２の四分の一波長板１１，１２にてそれぞれに直線偏光から変換された第１および第２の円偏光をそれぞれその位相を変化させながら透過させる。第３および第４の四分の一波長板１３，１４は、ファラデー回転子２０を透過させられた第１および第２の円偏光をそれぞれ第３および第４の直線偏光に変換して出力する。 The Faraday rotator 20 transmits the first and second circularly polarized light converted from linearly polarized light by the first and second quarter-wave plates 11 and 12, respectively, while changing the phase thereof. The third and fourth quarter-wave plates 13 and 14 convert the first and second circularly polarized lights transmitted through the Faraday rotator 20 into third and fourth linearly polarized lights, respectively, and output them. .
第２の偏光子４２は、第３および第４の四分の一波長板１３，１４によって変換された第３および第４の直線偏光を偏光合成する。この第２の偏光子４２にて偏光合成された出力光の位相が、上記ファラデー回転子の回転角に応じて変化させられる。 The second polarizer 42 combines the third and fourth linearly polarized light converted by the third and fourth quarter wave plates 13 and 14 into polarized light. The phase of the output light polarized and synthesized by the second polarizer 42 is changed according to the rotation angle of the Faraday rotator.
この第１実施形態の可変光位相器は、上述したように、偏光分離と偏光合成を行う偏光子４１，４２を備えることにより、偏波無依存型に構成されている。 As described above, the variable optical phase shifter according to the first embodiment is configured in a polarization-independent type by including the polarizers 41 and 42 that perform polarization separation and polarization synthesis.
＝＝＝第２実施形態＝＝＝
本発明による可変光位相器の第２実施形態を図４に示す。上述した第１実施形態との相違に着目すると、この第２実施形態では、同図に示すように、第１の偏光子４１の偏光分離出光路および第２の偏光子４２の偏光合成入光路にそれぞれ、偏光子４１，４２にて発生する偏波モード分散を、複屈折結晶を用いて補償する補償素子５１，５２を介在させてある。
=== Second Embodiment ===
The second embodiment of a variable optical phase shifter according to the present invention shown in FIG. Paying attention to the difference from the first embodiment described above, in this second embodiment, as shown in the figure, the polarization separation light output path of the first polarizer 41 and the polarization combined light input path of the second polarizer 42. In addition, compensation elements 51 and 52 for interpolating polarization mode dispersion generated in the polarizers 41 and 42 using a birefringent crystal are interposed.
偏波モード分散は偏光モード間で光波の群速度が異なることにより生じるが、複屈折によって偏光の分離／偏合成を行う偏光子４１，４２では、偏光モード（偏波成分軸方向）の違いによる光の伝播速度差によって偏波モード分散が生じる。この偏波モード分散は、光の伝播速度が遅い偏波成分軸である遅軸と、速い偏波成分軸である速軸に対し、上記遅軸には速軸、上記速軸には遅軸がそれぞれ配されるように設置された複屈折結晶板によって補償することができる。 Polarization mode dispersion is caused by a difference in the group velocity of light waves between polarization modes. However, in the polarizers 41 and 42 that perform polarization separation / polarization synthesis by birefringence, the polarization mode dispersion is caused by a difference in polarization mode (polarization component axis direction). Polarization mode dispersion occurs due to the difference in the propagation speed of light. This polarization mode dispersion is based on a slow axis that is a slow polarization component axis and a fast axis that is a fast polarization component axis. Can be compensated for by a birefringent crystal plate placed so as to be arranged respectively.
この複屈折結晶板を用いた補償素子５１，５２を配置することにより、偏波モード分散を抑制した偏波無依存型の可変光位相器を構成することができる。 By arranging the compensation elements 51 and 52 using the birefringent crystal plate, a polarization-independent variable optical phase shifter in which polarization mode dispersion is suppressed can be configured.
＝＝＝第３実施形態＝＝＝
本発明による可変光位相器の第３実施形態を図５に示す。上述した第１実施形態との相違に着目すると、この第３実施形態では、同図に示すように、このファラデー回転子２０を透過させられた第１および第２の円偏光をそれぞれ反射して光路を逆進させる反射鏡３０を備えている。
=== Third Embodiment ===
A third embodiment of a variable optical phase shifter according to the present invention is shown in FIG. Focusing on the difference from the first embodiment described above, the third embodiment reflects the first and second circularly polarized light transmitted through the Faraday rotator 20 as shown in FIG. A reflecting mirror 30 for reversing the optical path is provided.
すなわち、この第３実施形態の可変光位相器は、入力光を互いに直交する第１および第２の直線偏光に偏光分離する偏光子４１と、偏光分離された第１および第２の直線偏光をそれぞれ円偏光に変換する第１および第２の四分の一波長板１１，１２と、直線偏光から変換された第１および第２の円偏光をそれぞれその位相を変化させながら透過させるファラデー回転角が可変のファラデー回転子２０と、このファラデー回転子２０を透過させられた第１および第２の円偏光をそれぞれ反射して光路を逆進させる反射鏡３０とにより構成され、上記偏光子４１を逆進して偏光合成された出力光の位相を、上記ファラデー回転子２０の回転角に応じて変化させる。 That is, the variable optical phase shifter according to the third embodiment includes a polarizer 41 that polarizes and separates input light into first and second linearly polarized light that are orthogonal to each other, and first and second linearly polarized light that are separated from each other. Faraday rotation angles for transmitting the first and second quarter-wave plates 11 and 12 that are converted into circularly polarized light and the first and second circularly polarized light converted from linearly polarized light while changing the phase of each. Is composed of a variable Faraday rotator 20 and a reflecting mirror 30 that reflects the first and second circularly polarized light transmitted through the Faraday rotator 20 and reverses the optical path. The phase of the output light reversely polarized and synthesized is changed in accordance with the rotation angle of the Faraday rotator 20.
この第３実施形態の可変光位相器では、ファラデー回転子２０を透過した円偏光を反射鏡３０で反射してそのファラデー回転子２０に再度透過させることにより、ファラデー回転子２０の光路方向での厚みが実質的に２倍に増したのと同等の効果を得ることができる。これとともに、偏光子や四分の一波長板の数を減らして、部品点数の削減、低コスト化、および小型化が可能になる。 In the variable optical phase shifter according to the third embodiment, the circularly polarized light transmitted through the Faraday rotator 20 is reflected by the reflecting mirror 30 and is transmitted again to the Faraday rotator 20. An effect equivalent to that the thickness is substantially doubled can be obtained. At the same time, the number of polarizers and quarter-wave plates can be reduced to reduce the number of parts, reduce the cost, and reduce the size.
＝＝＝第４実施形態＝＝＝
本発明による可変光位相器の第４実施形態を図６に示す。同図に示すように、この第４実施形態の可変光位相器も、上記第３実施形態と同様、光路を逆進させる反射鏡３０を備えている。
=== Fourth Embodiment ===
A fourth embodiment of a variable optical phase shifter according to the present invention is shown in FIG. As shown in the figure, the variable optical phase shifter of the fourth embodiment also includes a reflecting mirror 30 that reverses the optical path, as in the third embodiment .
この第４実施形態の可変光位相器は、入力光を互いに直交する第１および第２の直線偏光に偏光分離する偏光子４１と、上記第１および第２の直線偏光をそれぞれ第１および第２の円偏光に変換する第１および第２の四分の一波長板１１，１２と、上記第１および第２の円偏光をそれぞれその偏光面を回転させながら透過させるファラデー回転角が可変のファラデー回転子２０と、このファラデー回転子２０を透過させられた第１および第２の円偏光をそれぞれ第３および第４の直線偏光に変換する第３および第４の四分の一波長板１３，１４と、上記第４の直線偏光をそれぞれ反射して光路を逆進させる反射鏡３０を備え、上記偏光子４１を逆進して偏光合成された出力光の位相を、上記ファラデー回転子２０の回転角に応じて変化させる。 The variable optical phase shifter of the fourth embodiment includes a polarizer 41 that polarizes and separates input light into first and second linearly polarized light orthogonal to each other, and the first and second linearly polarized light respectively. The first and second quarter-wave plates 11 and 12 for converting to two circularly polarized light, and the Faraday rotation angle through which the first and second circularly polarized light are transmitted while rotating their polarization planes are variable. Faraday rotator 20 and third and fourth quarter wave plates 13 for converting the first and second circularly polarized light transmitted through the Faraday rotator 20 into third and fourth linearly polarized light, respectively. , 14 and the reflecting mirror 30 for reflecting the fourth linearly polarized light and reversing the optical path, and the phase of the output light synthesized by polarization reversing the polarizer 41 is changed to the Faraday rotator 20. Change according to the rotation angle of
この第４実施形態の可変光位相器でも、ファラデー回転子２０に光を往復透過させることにより、ファラデー回転子２０の光路方向での厚みが実質的に２倍に増したのと同等の効果を得ることができる。 In the variable optical phase shifter according to the fourth embodiment , the same effect as that in which the thickness of the Faraday rotator 20 in the optical path direction is substantially doubled by causing the Faraday rotator 20 to reciprocate and transmit light can be obtained. Can be obtained.
＝＝＝第５および第６実施形態＝＝＝
本発明による可変光位相器の第５および第６実施形態を図７および図８に示す。まず、図７に示す第５実施形態の可変光位相器は、図５に示した第３実施形態の可変光位相器において、偏光子４１と第１および第２の四分の一波長板１１，１２との間の光路に、偏光子４１にて発生する偏波モード分散を複屈折結晶を用いて補償する補償素子５１を介在させたものである。
=== Fifth and Sixth Embodiments ===
Fifth and sixth embodiments of the variable optical phase shifter according to the present invention are shown in FIGS. First, the variable optical phase shifter of the fifth embodiment shown in FIG. 7 is the same as the variable optical phase shifter of the third embodiment shown in FIG. 5, with the polarizer 41 and the first and second quarter-wave plates 11. , 12 is provided with a compensation element 51 for compensating the polarization mode dispersion generated in the polarizer 41 using a birefringent crystal.
また、図８に示す第６実施形態の可変光位相器は、上記第５実施形態と同様、図６に示した第４実施形態の可変光位相器において、偏光子４１と第１および第２の四分の一波長板１１，１２との間の光路に、偏光子４１にて発生する偏波モード分散を複屈折結晶を用いて補償する補償素子５１を介在させたものである。 Further, the variable optical phase shifter of the sixth embodiment shown in FIG. 8 is similar to the fifth embodiment in the variable optical phase shifter of the fourth embodiment shown in FIG. The compensation element 51 for compensating the polarization mode dispersion generated in the polarizer 41 using a birefringent crystal is interposed in the optical path between the quarter-wave plates 11 and 12.
＝＝＝第７実施形態＝＝＝
図９は、本発明による可変光位相器の第７実施形態を示す。同図に示す可変光位相器は、光入力側と光出力側にそれぞれ、光フィァバ６１，６４に光結合された光コリメータ６２，６３を配置し、この光コリメータ６２，６３を介して光ファイバ６１，６４を伝播する光の位相をファラデー回転子２０の回転角に応じて変化させるようにした光フィァバ付き可変光位相器である。
=== Seventh Embodiment ===
FIG. 9 shows a seventh embodiment of the variable optical phase shifter according to the present invention. In the variable optical phase shifter shown in the figure, optical collimators 62 and 63 optically coupled to optical fibers 61 and 64 are arranged on the optical input side and the optical output side, respectively, and optical fibers are connected via the optical collimators 62 and 63. This is a variable optical phase shifter with an optical fiber in which the phase of light propagating through 61 and 64 is changed in accordance with the rotation angle of the Faraday rotator 20.
可変光位相器の本体部分は、第１の偏光子４１、偏波モード分散を複屈折結晶を用いて補償する第１の補償素子５１、第１および第２の四分の一波長板１１，１２、ファラデー回転角が可変のファラデー回転子２０、第３および第４の四分の一波長板１３，１４、第２の補償素子５２、第１の偏光子４２が順次配置されて構成されている。 The main part of the variable optical phase shifter includes a first polarizer 41, a first compensation element 51 for compensating polarization mode dispersion using a birefringent crystal, first and second quarter-wave plates 11, 12, a Faraday rotator 20 having a variable Faraday rotation angle, third and fourth quarter-wave plates 13 and 14, a second compensation element 52, and a first polarizer 42 are sequentially arranged. Yes.
この実施形態のように、本発明による可変光位相器は、自由空間型以外に、光ファイバ型に構成するのにも適している。 As in this embodiment, the variable optical phase shifter according to the present invention is suitable not only for a free space type but also for an optical fiber type.
＝＝＝第８実施形態＝＝＝
図１０は、本発明による可変光位相器の第８実施形態を示す。同図に示す可変光位相器は、反射鏡３０で光路を逆進させる構造の可変光位相器において、偏光分離と合成を行う偏光子４１の前方に、それぞれに光ファイバ６１，６４に光結合された入力光コリメータ６２と出力光コリメータ６３を配置し、入力光コリメータ６２は光ファイバ６１を伝播してきた入力光を上記偏光子４１に入光させ、出力光コリメータ６３は上記偏光子４１で偏光合成された出力光を光ファイバ６４に伝播させる。
=== Eighth Embodiment ===
FIG. 10 shows an eighth embodiment of a variable optical phase shifter according to the present invention. The variable optical phase shifter shown in the figure is a variable optical phase shifter configured to reverse the optical path by the reflecting mirror 30, and is optically coupled to optical fibers 61 and 64, respectively, in front of a polarizer 41 that performs polarization separation and synthesis. The input light collimator 62 and the output light collimator 63 are arranged. The input light collimator 62 causes the input light transmitted through the optical fiber 61 to enter the polarizer 41, and the output light collimator 63 is polarized by the polarizer 41. The combined output light is propagated to the optical fiber 64.
この実施形態によれば、入力光を伝播する光ファイバ６１と出力光を伝播する光ファイバ６４を共に同じ側に引き出すことができる。 According to this embodiment, both the optical fiber 61 that propagates input light and the optical fiber 64 that propagates output light can be drawn out to the same side.
＝＝＝第９実施形態＝＝＝
図１１は、本発明による可変光位相器の第９実施形態を示す。同図に示す可変光位相器は、反射鏡３０で光路を逆進させる構造の可変光位相器において、偏光分離と合成を行う偏光子４１の前方に、入出力光ファイバ６５に光結合された入出力光コリメータ６６を配置し、入出力光ファイバ６５を伝播してきた入力光を上記入出力光コリメータ６６から上記偏光子に入光させる一方、上記偏光子４１で偏光合成された出力光を上記入出力光コリメータ６６を介して上記入出力光ファイバ６５に伝播させる。つまり、入力光と出力光は共に同じ光ファイバ６５と光コリメータ６６を伝播させられる。
=== Ninth Embodiment ===
FIG. 11 shows a ninth embodiment of a variable optical phase shifter according to the present invention. The variable optical phase shifter shown in the figure is optically coupled to an input / output optical fiber 65 in front of a polarizer 41 that performs polarization separation and synthesis in a variable optical phase shifter having a structure in which an optical path is reversed by a reflecting mirror 30. An input / output optical collimator 66 is arranged, and the input light propagating through the input / output optical fiber 65 is input from the input / output optical collimator 66 to the polarizer, while the output light polarized and synthesized by the polarizer 41 is raised. The light is propagated to the input / output optical fiber 65 through the entry output optical collimator 66. That is, both input light and output light are propagated through the same optical fiber 65 and optical collimator 66.
この実施形態によれば、入力光と出力光を同じ光ファイバ６５と光コリメータ６６で伝播させることにより、部品点数を少なくすることができるとともに、光回路の実装密度を高めることができるという利点が得られる。この場合、同一の光ファイバ６５を伝播する入力光と出力光は、その進行方向が逆であることから、たとえば光サーキュレータ等によって簡単に分離あるいは弁別することができる。 According to this embodiment, the input light and the output light are propagated by the same optical fiber 65 and the optical collimator 66, so that the number of parts can be reduced and the mounting density of the optical circuit can be increased. can get. In this case, since the traveling directions of the input light and the output light propagating through the same optical fiber 65 are opposite, they can be easily separated or discriminated by, for example, an optical circulator.
＝＝＝可変光位相器の使用例＝＝＝
図１２は、本発明による可変光位相器の外観構成例を示す。同図に示す可変光位相器は、ファラデー回転子２０の両面に四分の一波長板１１，１２が配置されている。四分の一波長板１１と１２はその光学軸が互いに４５度回転していて、ファラデー回転子２０の入光側では直線偏光を円偏光に変換し、出光側では円偏光を直線偏光に変換する。
=== Example of use of variable optical phase shifter ===
FIG. 12 shows an external configuration example of a variable optical phase shifter according to the present invention. In the variable optical phase shifter shown in the figure, quarter-wave plates 11 and 12 are arranged on both surfaces of the Faraday rotator 20. The quarter-wave plates 11 and 12 have their optical axes rotated by 45 degrees with respect to each other. The incident light side of the Faraday rotator 20 converts linearly polarized light into circularly polarized light, and the outgoing light side converts circularly polarized light into linearly polarized light. To do.
ファラデー回転子２０は、ファラデー回転材料として液相エピタキシャル法で育成したビスマス置換磁性ガーネット単結晶膜を用いて構成され、透過光に対し、永久磁石２１と励磁コイル（電磁石）２２によって発生される磁界に応じたファラデー回転を生じさせる。したがって、そのファラデー回転角は励磁コイル２２への通電電流によって可変制御することができる。 The Faraday rotator 20 is configured by using a bismuth-substituted magnetic garnet single crystal film grown by a liquid phase epitaxial method as a Faraday rotator material. A Faraday rotation corresponding to is generated. Therefore, the Faraday rotation angle can be variably controlled by the energization current to the exciting coil 22.
励磁コイル２２への通電は可変定電流源２３によって行われるが、その通電電流は位相制御信号により可変制御（変調制御）される。 Energization of the exciting coil 22 is performed by a variable constant current source 23, and the energization current is variably controlled (modulation controlled) by a phase control signal.
図１３は、図１２の可変光位相器１０１を配置した干渉計の光学構成を示す。この干渉計はマッハ・ツェンダ干渉計であって、入力光コリメータ１１１から導入される入力光を、対物レンズ１１２、偏光子１１６、収束レンズ１１３を介して第１のハーフミラー（ビームスプリッタ）１１７に入射させ、２方向に分岐させる。 FIG. 13 shows an optical configuration of an interferometer in which the variable optical phase shifter 101 of FIG. 12 is arranged. This interferometer is a Mach-Zehnder interferometer, and inputs light introduced from an input light collimator 111 to a first half mirror (beam splitter) 117 via an objective lens 112, a polarizer 116, and a converging lens 113. Incident and branched in two directions.
第１のハーフミラー１１７の一方の分岐光は、固定ミラー１１９で方向転換された後、上記可変光位相器１０１を通って第２のハーフミラー１１８に入射される。第１のハーフミラー１１７の他方の分岐光は、可動ミラー１２０で方向転換された後、上記第２のハーフミラー１１８に入射される。 One branched light of the first half mirror 117 is redirected by the fixed mirror 119 and then incident on the second half mirror 118 through the variable optical phase shifter 101. The other branched light of the first half mirror 117 is redirected by the movable mirror 120 and then incident on the second half mirror 118.
第２のハーフミラー１１８は、別々の光路を進行させられた２つの分岐光を合成する。この合成により、２つの分岐光の位相差による干渉が生じるが、この干渉の状態は、レンズ１１４，１１５を介して、撮像装置１２１により撮像される。 The second half mirror 118 synthesizes two branched lights that have traveled on different optical paths. This combination causes interference due to the phase difference between the two branched lights. This interference state is imaged by the imaging device 121 via the lenses 114 and 115.
可動ミラー１２０は、その反射角度が微調整可能であって、上記干渉の状態が縞模様の干渉パターンとして顕著に現れるよう、その反射角度が微調整される。 The reflection angle of the movable mirror 120 can be finely adjusted, and the reflection angle is finely adjusted so that the interference state appears remarkably as a striped interference pattern.
図１４は、上記撮像装置１２１により撮像された干渉パターンを示す。この干渉パターンの模様は、同図に示すように、上記可変光位相器１０１の励磁コイル２２への通電電流（コイル電流）によって変化する。 FIG. 14 shows an interference pattern imaged by the imaging device 121. The pattern of the interference pattern changes depending on the energization current (coil current) to the excitation coil 22 of the variable optical phase shifter 101 as shown in FIG.
ここで、上記光コリメータ１１１から波長１．５５μｍの光を入射させてファラデー回転角を測定したところ、ファラデー回転角はコイル電流に応じて直線的に増加し、これにともない、位相もそのコイル電流に応じて直線的に変化させることができた。 Here, when the light having a wavelength of 1.55 μm was incident from the optical collimator 111 and the Faraday rotation angle was measured, the Faraday rotation angle increased linearly according to the coil current, and the phase was also changed to the coil current. It was possible to change linearly according to.
図１５は、図１２に示した可変光位相器１０１の位相シフト量とコイル電流の関係を示す特性グラフであるが、同図に示すように、可変光位相器１０１の位相はコイル電流に応じて直線的に変化させられるとともに、±７０ｍＡのコイル電流変化に対して±４０度の位相シフトを行わせることができた。 FIG. 15 is a characteristic graph showing the relationship between the phase shift amount of the variable optical phase shifter 101 shown in FIG. 12 and the coil current. As shown in FIG. 15, the phase of the variable optical phase shifter 101 depends on the coil current. And a phase shift of ± 40 degrees with respect to a change in coil current of ± 70 mA.
＝＝＝他の実施形態について＝＝＝
本発明で使用する四分の一波長板は、直線偏光と円偏光の変換を行うものであれば、その四分の一波長板は｛（λ／４）×（２ｎ＋１），［ｎ＝０，１，２，・・・］｝波長板が使用可能である。つまり、波長の次数（ｎ）は任意である。
=== About other embodiments ===
If the quarter wave plate used in the present invention converts linearly polarized light and circularly polarized light, the quarter wave plate is {(λ / 4) × (2n + 1), [n = 0. , 1, 2, ...]} wave plates can be used. That is, the wavelength order (n) is arbitrary.
また、本発明で使用するファラデー回転子は、可変のファラデー回転角を与えるものであればよく、そのためにはたとえば、ファラデー回転を生じさせる磁界の発生源として、電磁石と永久磁石の組み合わせ以外に、電磁石だけを用いるものでもよい。 Further, the Faraday rotator used in the present invention only needs to give a variable Faraday rotation angle. For that purpose, for example, as a source of a magnetic field that causes Faraday rotation, in addition to a combination of an electromagnet and a permanent magnet, Only an electromagnet may be used.
１１〜１４ 四分の一波長板
２０ ファラデー回転子
３０ 反射鏡
４１，４２ 偏光子
５１，５２ 偏波モード分散補償素子
６１，６４，６５ 光フィァバ
６２，６３，６６ 光コリメータ
２１ 永久磁石
２２ 励磁コイル（電磁石）
２３ 可変定電流源
１０１ 可変光位相器
１１１ 入力光コリメータ
１１２〜１１５ レンズ
１１６ 偏光子
１１７，１１８ ハーフミラー
１１９ 固定ミラー
１２０ 可動ミラー
１２１ 撮像装置
11-14 Quarter-wave plate 20 Faraday rotator 30 Reflector 41, 42 Polarizer 51, 52 Polarization mode dispersion compensation element 61, 64, 65 Optical fiber 62, 63, 66 Optical collimator 21 Permanent magnet 22 Excitation coil (electromagnet)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 23 Variable constant current source 101 Variable optical phase shifter 111 Input optical collimator 112-115 Lens 116 Polarizer 117,118 Half mirror 119 Fixed mirror 120 Movable mirror 121 Imaging device
Claims (8)
前記入力光を互いに直交する第１および第２の直線偏光に偏光分離する第１の偏光子が配置されているとともに、
前記分離した第１および第２の直線偏光が前記出力光として出射するまでの第１および第２の光路上に、第１および第２の四分の一波長板と、ファラデー回転子と、第３および第４の四分の一波長板と、第２の偏光子とがこの順に配置され、
前記第１および第２の四分の一波長板は、入力した直線偏光を円偏光に変換し、
前記ファラデー回転子は、入力した円偏光の偏光面を回転させ、
前記第３および第４の四分の一波長板は、それぞれに入力された円偏光を互いに直交する直線偏光に変換して出力し、
前記第２の偏光子は、入力された互いに直交する二つの直線偏光を偏光合成して前記出力光として出射し、
前記ファラデー回転子による回転角に応じて前記出力光の位相を変化させる、
ことを特徴とする可変光位相器。 A variable optical phase shifter that changes the phase of input light incident from the front to the rear and emits the light whose phase is changed as output light,
A first polarizer for separating the input light into first and second linearly polarized light orthogonal to each other is disposed;
On the first and second optical paths until the separated first and second linearly polarized lights are emitted as the output light, first and second quarter-wave plates, a Faraday rotator, The third and fourth quarter wave plates and the second polarizer are arranged in this order,
The first and second quarter-wave plates convert input linearly polarized light into circularly polarized light,
The Faraday rotator rotates the polarization plane of the input circularly polarized light,
The third and fourth quarter-wave plates convert the circularly polarized light input to each into linearly polarized light orthogonal to each other and output the linearly polarized light,
The second polarizer combines two input linearly polarized light beams orthogonal to each other and emits them as the output light,
Changing the phase of the output light according to the rotation angle by the Faraday rotator,
A variable optical phase shifter characterized by that.
前記第３および第４の四分の一波長板は、逆進してきた互いに直交する直線偏光を円偏光に変換して前方に出射し、
前記第１及び第２の四分の一波長板は、逆進してきた円偏光を互いに直交する二つの直線偏光に変換して前方に出射し、
前記第１の偏光子は前記第２の偏光子を兼ねて、逆進してきた互いに直交する二つの直線偏光を偏光合成して前方に出力光として出射する、
ことを特徴とする可変光位相器。 The reflector according to claim 1, further comprising a reflecting mirror that reversely moves the first and second optical paths behind the third and fourth quarter-wave plates.
The third and fourth quarter-wave plates convert the linearly polarized light that has been reversely orthogonal to each other into circularly polarized light and emit it forward,
The first and second quarter-wave plates convert the circularly polarized light that has traveled backwards into two linearly polarized lights that are orthogonal to each other, and emit the light forward.
The first polarizer also serves as the second polarizer, and combines the two linearly polarized light beams that are orthogonal to each other in the reverse direction, and outputs the resultant light as output light forward.
A variable optical phase shifter characterized by that.
前記入力光コリメータは、第１の光ファイバを伝播してきた入力光を前記第１の偏光子に入光させ、
前記出力光コリメータは、前記第２の偏光子を兼ねる前記第１の偏光子で偏光合成された出力光を前記第２の光ファイバに伝播させる、
ことを特徴とする光フィァバ付き可変光位相器。 An input optical collimator optically coupled to the first optical fiber and an output optical collimator optically coupled to the second optical fiber are disposed in front of the variable optical phase shifter according to any one of claims 3 to 5. And
The input light collimator causes the input light that has propagated through the first optical fiber to enter the first polarizer,
The output light collimator propagates output light polarized and synthesized by the first polarizer that also serves as the second polarizer to the second optical fiber.
A variable optical phase shifter with an optical fiber.
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