JPH02100016A - 偏波無依存型光回路及びその装置 - Google Patents
偏波無依存型光回路及びその装置Info
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- JPH02100016A JPH02100016A JP25335088A JP25335088A JPH02100016A JP H02100016 A JPH02100016 A JP H02100016A JP 25335088 A JP25335088 A JP 25335088A JP 25335088 A JP25335088 A JP 25335088A JP H02100016 A JPH02100016 A JP H02100016A
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims description 32
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 35
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- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 abstract 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 9
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- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
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- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N titanium dioxide Inorganic materials O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は光ファイバー通信及び光計測等における光デバ
イスに関し、非相反かつ偏光依存性のない光回路及びそ
の装置に関する。
イスに関し、非相反かつ偏光依存性のない光回路及びそ
の装置に関する。
[従来の技術]
最近半導体レーザを光源とした光通信システムや光応用
機器が広範囲に利用されるようになり、それらのシステ
ムや機器の精度及び信頼性を向上する目的から、半導体
レーザの戻り光を除去するために光アイソレータが使用
されている。特に最近は半導体レーザへの戻り光量すな
わち反射減衰ωが一60dB程度まで要求されている。
機器が広範囲に利用されるようになり、それらのシステ
ムや機器の精度及び信頼性を向上する目的から、半導体
レーザの戻り光を除去するために光アイソレータが使用
されている。特に最近は半導体レーザへの戻り光量すな
わち反射減衰ωが一60dB程度まで要求されている。
この反射減衰量の測定には第2図に示すような方向性結
合器が使用されている。
合器が使用されている。
[発明が解決しようとした課題]
しかしながら第2図のように入射光間の最低50%(=
3dB)は必ず損失となる。かつ戻り光の偏光状態は必
ずしも一様ではなく、ハーフミラ−の偏光依存性により
、反射光値と透過光量との比は一定とはならない。した
がって高精度。
3dB)は必ず損失となる。かつ戻り光の偏光状態は必
ずしも一様ではなく、ハーフミラ−の偏光依存性により
、反射光値と透過光量との比は一定とはならない。した
がって高精度。
高ダイナミツクレンジの測定をすることは困難となる。
同様に中芯型双方向光通信においても前記方向性結合器
を使用すると、損失が大きくなるため信頼性の高い通信
はできなくなる。
を使用すると、損失が大きくなるため信頼性の高い通信
はできなくなる。
本発明はこの点を鑑みて、順方向においてはいかなる偏
光状態の光でも低損失で透過させ。
光状態の光でも低損失で透過させ。
逆方向においてはいかなる偏光状態の光でも低損失で、
順方向入射ボート以外のボートに伝送する偏波無依存型
光回路を提供することを目的とした。
順方向入射ボート以外のボートに伝送する偏波無依存型
光回路を提供することを目的とした。
[課題を解決するための手段]
第1図に本発明の原理構成図を示し、常光及び異常光の
状態を順方向光(a)と逆方向光(b)との場合で、そ
れぞれ光学系の上部に図示している。本発明の一実施例
としては、aはスリット付き全反射ミラーを示し、b、
d、f、Q。
状態を順方向光(a)と逆方向光(b)との場合で、そ
れぞれ光学系の上部に図示している。本発明の一実施例
としては、aはスリット付き全反射ミラーを示し、b、
d、f、Q。
hは平板状複屈折結晶を示し、c、eは永久磁石によっ
て同方向に磁化されたファラデー回転子である。b、d
、f、 g、hの平板状複屈折結晶は材料の供給力1価
格、性能から総合すると勇開面を利用できる方解石を使
用することが好ましい。もちろん他の複屈折物質たとえ
ばルチル等を使用することも本発明に包含するものであ
る。
て同方向に磁化されたファラデー回転子である。b、d
、f、 g、hの平板状複屈折結晶は材料の供給力1価
格、性能から総合すると勇開面を利用できる方解石を使
用することが好ましい。もちろん他の複屈折物質たとえ
ばルチル等を使用することも本発明に包含するものであ
る。
また平板状複屈折結晶すの厚さを1とすれば複屈折結晶
の厚さの比は、b、 d、 f、 Cl、 h=1 :
J2:1 :2:2の関係となる。結晶光軸は表面とそ
の法線を含む面内において表面から41〜49°傾斜し
ており、41°以下及び49°以上の角度では、常光及
び異常光の分離幅を得るために結晶の厚さを長くしなけ
ればならない。
の厚さの比は、b、 d、 f、 Cl、 h=1 :
J2:1 :2:2の関係となる。結晶光軸は表面とそ
の法線を含む面内において表面から41〜49°傾斜し
ており、41°以下及び49°以上の角度では、常光及
び異常光の分離幅を得るために結晶の厚さを長くしなけ
ればならない。
各複屈折結晶の表面からの角度は同角とした。
またファラデー回転子は磁気飽和状態において偏光面が
45°回転する。b、d、f複屈折結晶の結晶光軸をy
−z面に投影した時の各結晶光軸投影線の関係は、順方
向においてファラデー回転子による偏光面の回転方向に
前複屈折結晶の結晶光軸投影線から45°回転した位置
となる。
45°回転する。b、d、f複屈折結晶の結晶光軸をy
−z面に投影した時の各結晶光軸投影線の関係は、順方
向においてファラデー回転子による偏光面の回転方向に
前複屈折結晶の結晶光軸投影線から45°回転した位置
となる。
9、h複屈折結晶の結晶光軸をX−Z面に投影した時の
結晶光軸投影線の関係は90°である。
結晶光軸投影線の関係は90°である。
順方向を(P1→P2)としたと第1図(a)において
、Plからのビームはスリット付き全反射ミラーaを透
過し平板状複屈折結晶しに入射する。ここで常光と異常
光が分離しファラデー回転子Cに入射する。ファラデー
回転により常光、異常光が45°回転し、平板状複屈折
結晶dを透過する。ここでの光の状態は、常光の偏波面
はy−Z面から右に45°回転し、異常光の偏波面は常
光の偏波面と直交状態にある。常光。
、Plからのビームはスリット付き全反射ミラーaを透
過し平板状複屈折結晶しに入射する。ここで常光と異常
光が分離しファラデー回転子Cに入射する。ファラデー
回転により常光、異常光が45°回転し、平板状複屈折
結晶dを透過する。ここでの光の状態は、常光の偏波面
はy−Z面から右に45°回転し、異常光の偏波面は常
光の偏波面と直交状態にある。常光。
異常光の位置はZ−X面内にある。以後ファラデー回転
子eにより45°回転し、平板状複屈折結晶fにより常
光と異常光が合致し、以後の光学系に低損失で結合され
ることとなる。したがって偏波面に依存しないで透過さ
せることができる。
子eにより45°回転し、平板状複屈折結晶fにより常
光と異常光が合致し、以後の光学系に低損失で結合され
ることとなる。したがって偏波面に依存しないで透過さ
せることができる。
逆方向を(P2→P3)としたと第1図(b)において
、ファラデー回転子による非相反性と、平板状複屈折結
晶による常光と異常光の分離現象を利用しているため、
P2から入射した光はスリット付き全反射ミラ一部aに
おいて順方向時のビーム位置とは異なった位置となる。
、ファラデー回転子による非相反性と、平板状複屈折結
晶による常光と異常光の分離現象を利用しているため、
P2から入射した光はスリット付き全反射ミラ一部aに
おいて順方向時のビーム位置とは異なった位置となる。
したがって、ここではアイソレーション効果があるため
、Plには出射せず、スリット付き全反射ミラーaのミ
ラーに入射し側方に反射した常光。
、Plには出射せず、スリット付き全反射ミラーaのミ
ラーに入射し側方に反射した常光。
異常光は、平板状複屈折結晶Q、hにより合成され低損
失でP3に投射される。
失でP3に投射される。
単芯型双方向光通信等に使用する場合、第3図に示すよ
うに、PlからのLD(レーザダイオード)からの信号
光は、偏波無依存型光回路を低損失で透過し、P2に出
射する。以後ファイバー内に伝送、P4→P6に伝送さ
れ、PD(フォトダイオード)で受光される。この時P
3とP5への漏話は非常に少ない。同様にP5からの信
号はP4→P2→P3の伝送経路となり、Pl、P6へ
の漏話は非常に少ない。通常近端反射光は漏話を増加さ
せるが、前記原理のようにP3.P6部に円形スリット
iを配置することにより漏話量を減衰させることができ
た。
うに、PlからのLD(レーザダイオード)からの信号
光は、偏波無依存型光回路を低損失で透過し、P2に出
射する。以後ファイバー内に伝送、P4→P6に伝送さ
れ、PD(フォトダイオード)で受光される。この時P
3とP5への漏話は非常に少ない。同様にP5からの信
号はP4→P2→P3の伝送経路となり、Pl、P6へ
の漏話は非常に少ない。通常近端反射光は漏話を増加さ
せるが、前記原理のようにP3.P6部に円形スリット
iを配置することにより漏話量を減衰させることができ
た。
円形スリットは光ファイバー伝送路において順方向信号
光が、コネクタ等からの反射光として逆方向信号光と合
成され、漏話量が増加するのを防止するためである。す
なわち光ファイバー伝送路において反射光強度の高い近
端反射光は、高次モード成分が多いため光ファイバー断
面のコア部円周部分の光強度が高い。ところが逆方向信
号光はある距離を伝送されてくるため、高次モードが減
衰し低次モード成分の方が高い。
光が、コネクタ等からの反射光として逆方向信号光と合
成され、漏話量が増加するのを防止するためである。す
なわち光ファイバー伝送路において反射光強度の高い近
端反射光は、高次モード成分が多いため光ファイバー断
面のコア部円周部分の光強度が高い。ところが逆方向信
号光はある距離を伝送されてくるため、高次モードが減
衰し低次モード成分の方が高い。
したがって、近端反射光ビーム径は大きく逆方向信号光
のビーム径が小さい現象となる。これを利用し円形スリ
ットにより近端反射光を減衰させることが可能となる。
のビーム径が小さい現象となる。これを利用し円形スリ
ットにより近端反射光を減衰させることが可能となる。
以上のように光ファイバー1木と偏波無依存型光回路2
個を使用することにより双方向光通信が実現できる。
個を使用することにより双方向光通信が実現できる。
反射減衰量測定装置に使用する場合、第4図に示すよう
に、LD光源からの光は、レンズによりコリメート(平
行)化され、偏波無依存型光回路に入射し、低損失で透
過され光ファイバーに伝送される。ファイバーからの出
射光はレンズによりコリメート化され被測定物jに入射
する。被測定物からの反射光はファイバー内を帰還し、
偏波無依存型光回路のP3に出射する。
に、LD光源からの光は、レンズによりコリメート(平
行)化され、偏波無依存型光回路に入射し、低損失で透
過され光ファイバーに伝送される。ファイバーからの出
射光はレンズによりコリメート化され被測定物jに入射
する。被測定物からの反射光はファイバー内を帰還し、
偏波無依存型光回路のP3に出射する。
この光強度をパワーメータにで測定する。測定法は、は
じめに被測定物を取り除き、P4の光強度をパワーメー
タで測定する。次にパワーメータkをP3に接続し、P
4に被測定物jを置き、反射光量を測定する。反射減衰
量は次式により定義される。
じめに被測定物を取り除き、P4の光強度をパワーメー
タで測定する。次にパワーメータkをP3に接続し、P
4に被測定物jを置き、反射光量を測定する。反射減衰
量は次式により定義される。
反射減衰量=−10・log(P4/P3)以上のよう
にして測定すると、反射減衰1fi60dBの高ダイナ
ミツクレンジが得られる。
にして測定すると、反射減衰1fi60dBの高ダイナ
ミツクレンジが得られる。
[実施例]
第1図において本発明の実施例を示すと、スリット付き
全反射ミラーaは直角プリズムに溝加工を行ない、Pl
からの入射光が通過できるスリット幅とした。傾斜面に
は全反射膜が施されている。b、d、f、 g、hの平
板状複屈折結晶は、方解石の男開面を光学研磨面とし、
方解石板の厚さの比はす、d、f、Q、 h=1 :J
2:1:2:2である。ファラデー回転子にはBi置換
型希土類磁性ガーネット結晶を用い、永久磁石により磁
気飽和させて偏光面の77ラデ一回転角が45°となる
厚さとした。
全反射ミラーaは直角プリズムに溝加工を行ない、Pl
からの入射光が通過できるスリット幅とした。傾斜面に
は全反射膜が施されている。b、d、f、 g、hの平
板状複屈折結晶は、方解石の男開面を光学研磨面とし、
方解石板の厚さの比はす、d、f、Q、 h=1 :J
2:1:2:2である。ファラデー回転子にはBi置換
型希土類磁性ガーネット結晶を用い、永久磁石により磁
気飽和させて偏光面の77ラデ一回転角が45°となる
厚さとした。
[作用〕
順方向(P1→P2)においては、入射ビームはスリッ
ト付き全反射ミラーaのスリット部を通過して方解石板
すに入射し、ここで常光。
ト付き全反射ミラーaのスリット部を通過して方解石板
すに入射し、ここで常光。
異常光に分離する。分離幅は方解石板の厚さの約171
0である。ファラデー回転子Cでは常光。
0である。ファラデー回転子Cでは常光。
異常光共に光の進行方向に対して左に偏光面が回転する
。右に回転させる場合は磁界方向を逆にすればよい。方
解石板dでは異常光の偏光方向を含む面内で表面から4
5°の方向に結晶光軸があり、図に示すようにdを透過
した常光、異常光は互いに直角であり、互いの光線を含
む面はZ−X面と平行となる。以下同じ原理でbで分離
した常光、異常光を合成させるためにファラデー回転子
eと方解石板fを設ける。
。右に回転させる場合は磁界方向を逆にすればよい。方
解石板dでは異常光の偏光方向を含む面内で表面から4
5°の方向に結晶光軸があり、図に示すようにdを透過
した常光、異常光は互いに直角であり、互いの光線を含
む面はZ−X面と平行となる。以下同じ原理でbで分離
した常光、異常光を合成させるためにファラデー回転子
eと方解石板fを設ける。
一方逆方向(P2→P3)においては、ファラデー回転
子による非相反性と方解石板による常光、異常光の分離
現象から1.方解石板すから出射する光は順方向におい
て入射した位置からずれて出射することとなる。したが
って図に示すようにスリット付き全反射ミラーaのミラ
ー部に投射されミラーにより全反射され側方に出射する
。この分離した常光、異常光を合致させるため方解石板
Q、hを設け、常光、異常光を合致させた。このためP
lから入射した光はP2から出射しP3からは出射せず
、P2から入射した光はP3から出射しPlからは出射
しない礪能を有する偏波無依存型光回路となる。
子による非相反性と方解石板による常光、異常光の分離
現象から1.方解石板すから出射する光は順方向におい
て入射した位置からずれて出射することとなる。したが
って図に示すようにスリット付き全反射ミラーaのミラ
ー部に投射されミラーにより全反射され側方に出射する
。この分離した常光、異常光を合致させるため方解石板
Q、hを設け、常光、異常光を合致させた。このためP
lから入射した光はP2から出射しP3からは出射せず
、P2から入射した光はP3から出射しPlからは出射
しない礪能を有する偏波無依存型光回路となる。
[発明の効果]
以上により順方向(P1→P2)へはいかなる偏波面の
光でも低損失で透過させることができ、逆方向(P2→
P3)へはいかなる偏波面の光でも低損失で透過させる
ことができる。またPlへは戻らないアイソレーション
効果がある。したがって上述の偏波無依存型光回路を使
用することにより、反射減衰Gの測定が高精度。
光でも低損失で透過させることができ、逆方向(P2→
P3)へはいかなる偏波面の光でも低損失で透過させる
ことができる。またPlへは戻らないアイソレーション
効果がある。したがって上述の偏波無依存型光回路を使
用することにより、反射減衰Gの測定が高精度。
高ダイナミツクレンジとなるため、高性能な光デバイス
の開発が可能となり、単芯型双方向光通信に本回路を使
用することで長距離化、伝送線の高密度化、小型軽量化
等が可能となる。
の開発が可能となり、単芯型双方向光通信に本回路を使
用することで長距離化、伝送線の高密度化、小型軽量化
等が可能となる。
第1図は本発明の偏波無依存型光回路の原理構成図を示
す。 (a):順方向光ビーム経路 (b);逆方向光ビーム経路 第2図は従来のバルク型方向性結合器の原理構成図を示
す。 第3図は本発明の偏波無依存型光回路を単芯型双方向光
通信等に使用した場合の概略図を示す。 第4図は本発明の偏波無依存型光回路を反射減衰量測定
装置に使用した場合の概略図を示す。 aニスリット付き全反射ミラー b;d;f:g:h:平板状複屈折結晶Cue:ファラ
デー回転子 二円形スリット 特許出願人 並木精密宝石株式会社 + \ −/ ハ( ↑ 第2図 + @1 図
す。 (a):順方向光ビーム経路 (b);逆方向光ビーム経路 第2図は従来のバルク型方向性結合器の原理構成図を示
す。 第3図は本発明の偏波無依存型光回路を単芯型双方向光
通信等に使用した場合の概略図を示す。 第4図は本発明の偏波無依存型光回路を反射減衰量測定
装置に使用した場合の概略図を示す。 aニスリット付き全反射ミラー b;d;f:g:h:平板状複屈折結晶Cue:ファラ
デー回転子 二円形スリット 特許出願人 並木精密宝石株式会社 + \ −/ ハ( ↑ 第2図 + @1 図
Claims (4)
- (1)スリット付き全反射ミラーから入射した光ビーム
を複屈折素子で常光と異常光に分離し、非相反性素子で
複屈折素子を挟んで偏波面を90°回転した後、複屈折
素子で常光と異常光を合成して出射し、次に逆方向から
入射した光ビームは上記光学系を逆に透過することによ
り、常光と異常光に分離してそれぞれ順方向時のビーム
位置とは異なつた位置で上記スリット付き全反射ミラー
に達し、反射することにより他の光学系に分離され、複
屈折素子で常光と異常光を合成する構成を特徴とした偏
波無依存型光回路。 - (2)スリット付き全反射ミラー、第1の平板状複屈折
結晶、第1のファラデー回転子、第2の平板状複屈折結
晶、第2のファラデー回転子、第3の平板状複屈折結晶
からなる順序に光学系が配列され、上記平板状複屈折結
晶は結晶光軸が表面に対して傾斜し、かつ第1、第2、
第3の平板状複屈折結晶の厚さの比は、それぞれに1:
√2:1であり、上記スリットから入射した光ビームは
上記光学系を透過して出射され、一方逆方向から入射し
た光ビームは上記光学系を逆に透過して上記全反射ミラ
ーで反射されることにより、厚さの比が前記平板状複屈
折結晶の厚さに対応してそれぞれ2:2である第4の平
板状複屈折結晶、第5の平板状複屈折結晶からなる他の
光学系を透過して出射される構成を特徴とした請求項(
1)記載の偏波無依存型光回路。 - (3)請求項(1)記載の偏波無依存型光回路2個と光
ファイバー1本を使用した単芯型双方向光通信装置。 - (4)請求項(1)記載の偏波無依存型光回路を使用し
た反射減衰量測定装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63253350A JP2796315B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 偏波無依存型光回路及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63253350A JP2796315B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 偏波無依存型光回路及びその装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02100016A true JPH02100016A (ja) | 1990-04-12 |
JP2796315B2 JP2796315B2 (ja) | 1998-09-10 |
Family
ID=17250107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63253350A Expired - Lifetime JP2796315B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | 偏波無依存型光回路及びその装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2796315B2 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5588018A (en) * | 1978-12-26 | 1980-07-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo nonreciprocal circuit |
JPS61122624A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-10 | Fujitsu Ltd | 光アイソレ−タ |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP63253350A patent/JP2796315B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5588018A (en) * | 1978-12-26 | 1980-07-03 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Photo nonreciprocal circuit |
JPS61122624A (ja) * | 1984-11-20 | 1986-06-10 | Fujitsu Ltd | 光アイソレ−タ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2796315B2 (ja) | 1998-09-10 |
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