JPH04191703A - 偏光無依存性光学部品 - Google Patents

偏光無依存性光学部品

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JPH04191703A
JPH04191703A JP2320769A JP32076990A JPH04191703A JP H04191703 A JPH04191703 A JP H04191703A JP 2320769 A JP2320769 A JP 2320769A JP 32076990 A JP32076990 A JP 32076990A JP H04191703 A JPH04191703 A JP H04191703A
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tapered
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dielectric multilayer
polarization
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Norihisa Naganuma
典久 長沼
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 概要 光カブラ、合分波器等の偏光無依存性光学部品に関し、 誘電体多層膜の偏光依存性を見掛は上解消し、任意の光
ビーム入射角で光路設計が可能な光学部品を提供するこ
とを目的とし、 ガラス基板又はプリズム上に誘電体多層膜を蒸気した光
学部品において、前記誘電体多層膜から見て少なくとも
光ビーム入射側の前記ガラス基板又はプリズム上に、入
射光路に対して垂直な光学軸を有するテーパ状複屈折結
晶を貼付して構成する。
産業上の利用分野 本発明は光カブラ、合分波器等の偏光無依存性光学部品
に関する。
光通信システム用光デバイス、例えば、合分波器、光カ
ブラ等を誘電体多層膜を有するプリズム等で構成したも
のは、誘電体多層膜への光ビーム入射角が２０°〜４５
°と大きい場合、誘電体多層膜の偏光依存性が大きく、
合分波器、光カブラ等の特性が不安定であった。この誘
電体多層膜の偏光依存性は、光通信システム用光源に主
に偏光性を有する半導体レーザが使用されていることに
鑑みて、光デバイスの光路設計を制約しており、これを
解決するため偏光無依存性の誘電体多層膜付光学部品の
開発が要望されている。
従来の技術 第１０図は従来の光カブラアセンブリの平面図である。
筐体２に４個のファイバレンズアセンブリ４ａ、４ｂ、
４ｃ、４ｄが取り付けられており、筐体内部に誘電体多
層膜から形成されたカブラ膜８及び無反射膜１０が貼付
されたガラス基板６が配置されている。カブラ膜８に対
するファイハレンズアセンブ’Ｊ４ａ〜４ｄからの入射
角θはカブラ膜８の偏光依存性があまり大きくな咥１５
°以下に設定されている。
しかして、例えばファイバレンズアセンブリ４ａかみ出
射した光ビームは、カブラ膜８により所定の分岐比で分
岐され、ファイバレンズアセンブＩＪ　４　ｂ及び４０
に結合される。ファイバレンズアセンフＩＪ　４　ｂか
ら出射した光ビームは、カブラ膜８により所定の分岐比
で分岐され、ファイバレンズアセンブリ４ａ及び４ｄに
結合される。ファイバレンズアセンブリ４ｃ又は４ｄか
ら出射しだ光ビームについても同様に分岐されて結合さ
れる。
発明が解決しようとする課題 このように従来は誘電体多層膜の偏光依存性を避けるた
め、誘電体多層膜への光ビーム入射角を約１５°以下に
抑えて光デバイスを構成していたが、この構成であると
反射ビームを透過ビームに対して直角あるいは平行に設
定することが困難であり、光路構成が複雑になるという
問題があった。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、そ
の目的とするところは、誘電体多層膜の偏光依存性を見
掛は上解消し、任意の光ビーム入射角で光路設計が可能
な偏光無依存性光学部品を提供することである。
課題を解決するための手段 本発明は、ガラス基板又はプリズム上に誘電体多層膜を
蒸気した光学部品において、前記誘電体多層膜から見て
少なくとも光ビーム入射側の前記ガラス基板又はプリズ
ム上に、入射光路に対して垂直な光学軸を有するテーパ
状複屈折結晶を貼付して構成する。
本発明の他の側面によると、空間ビーム光路の第１段目
に偏光子、旋光子及び検光子から構成される光アイソレ
ータを配置し、第２段目に誘電体多層膜を有する光学部
品を配置した光デバイスにおいて、前記光アイソレータ
の検光子の透過偏光面を前記光学部品の誘電体多層膜の
Ｐ波及びＳ波の振動方向から４５°傾けて配置したこと
を特徴とする偏光無依存性光デバイスが提供される。
作　　　用 本発明は、偏光依存性を有する誘電体多層膜の前に光路
に対して光学軸が垂直なテーパ状複屈折結晶を設け、こ
のテーパ状複屈折結晶を通過させることにより入射光ビ
ームを無偏光状態にし、誘電体多層膜の偏光依存性を見
掛は上解消するようにしたものである。本発明の原理を
第１図を用いて説明する。
第１図において、１２はテーパ角θが概略２゛以下の水
晶等の複屈折結晶であり、その光学軸Ａは光ビーム１４
の光路に対して垂直方向となるように配設されている。
屈折率ｎ、光路長！の媒質中を通過する波長λの光の波
数Ｎは、 Ｎ＝ｎＪ２／λ　　　　　・・・（１）で与えられる。
第１図のＬ＋　　は、常光と異常光との間の位相差発生
光路長であり、テーパ状複屈折結晶１２の常光の屈折率
をｎｏ、異常光の屈折率をｎｌ　とすると、Ｌｌ　部分
での常光と異常光との間の位相差は、２ｙｒＮ＝２ｙｒ
　（ｎｏ　−ｎｏ　）　Ｌ＋　／λ　−（２）で与えら
れる。
一方、第１図のＬ２　は光ビーム１４が有限の直径を有
しているため常光又は異常光の単独光に対して位相差を
発生する光路長であり、テーパ角θの複屈折結晶１２の
中を通過するビーム径りの光ビームの位相差は、 ２７ｒＮ＝２ｆｆｎＤｔａｎθ／λ　−（３）で与えら
れる。
よって、ビーム径３００μｍ程度の光ビーム１４をテー
パ状複屈折結晶１２中を通過させると、ビームの両端で
２０π程度の位相差が発生するたｔ、直線偏光された光
ビーム１４をテーパ状複屈折結晶１２を通過させること
により無偏光状態とすることができる。このように無偏
光状態の光ビームが誘電体多層膜に入射するたｔ、誘電
体多層膜の偏光依存性を見掛は上解消することができる
。
第２図は位相差δに応じた偏光の変化例を示しており、
位相差０のときの直線偏光が位相差が増加するにつれて
楕円偏光、円偏光へと変化し、位相差δが２πのとき元
の直線偏光に戻る様子を示している。
本発明の他の側面によると、光アイソレータの検光子の
透過偏光面を光学部品の誘電体多層膜のＰ波及びＳ波の
振動方向から４５°傾けて配置したたｔ、誘電体多層膜
に対してＰ波及びＳ波が均等に入射することになり、誘
電体多層膜の偏光依存性を解消することができる。
実　　施　　例 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。
第３図は本発明の第１実施例平面図を示しており、テー
パ状ガラス板２０とテーパ状水晶板２２を貼り合わせて
平行平板基板２６を形成し、テーパ状水晶板２２の裏面
に誘電体多層膜から形成されたカブラ膜２４を蒸着した
ものであり、入射光ビームは基板２６中のテーパ状水晶
板２２を通過することにより無偏光状態となった後、カ
ブラ膜２４に入射するので、入射角を４５°程度と大き
くとってもカブラ膜２４の偏光依存性は生じない。
例えばビーム径をｌ　ｍｍとしてテーパ状水晶板２２の
テーパ角を０．５゛とした場合、直線偏光に対する位相
差はビームの端部間で少なくとも５π得られる。
第４図は本発明の第２実施例平面図を示しており、第３
図に示したカブラ膜２４の蒸着された平行平板基板２６
を２段に配置し、光ビームを２段に分岐する実施例であ
る。この実施例においては、各カブラ膜２４の前にテー
パ状水晶板２２が配置されている。これは第１段目のテ
ーパ状水晶板２２で一度無偏光状態にしてもカブラ膜２
４の偏光依存性により、反射光及び透過光に若干の偏光
性が生じるため、各段で無偏光化する必要があるためで
ある。
第５図は本発明の第３実施例平面図、第６図はその側面
図を示しており、２個の三角プリズム３０．３２の間に
誘電体多層膜から形成されたカブラＭ２４を挟み込んで
、キューブ状ビームスプリッタ２８を構成し、ビームス
プリッタ２８の入射側の面を所定角度傾けて形成し、こ
の面に入射光路に対して垂直な光学軸へを有するテーパ
状水晶板２２を貼付したものである。光路が屈曲しない
ように、ビームスプリッタ２８の入射側の面及び出射側
の面が平行となるように構成されている。
また、製造性を考慮してビームスプリッタ２８の一つの
頂部に切欠き部２８ａが形成されている。
第７図は本発明第４実施例の平面図を示しており、第３
実施例と同様に２個の三角プリズム３６゜４００間に誘
電体多層膜から形成したカブラ膜２４を挟み込んでキュ
ーブ状ビームスプリッタ３４を構成し、このキニーブ状
ビームスプリッタ３４の入射側の面に入射光路に対して
垂直な光学軸Ａを有するテーパ状水晶板２２を貼付する
とともに、ビームスプリッタ３４の出射側の面にカブラ
膜２４のＰ波又はＳ波の振動方向に対して２２．５゜光
学軸を傾けた１／２波長板４０を貼付して構成したもの
である。
ビームスプリッタ３４の出射側の面に１／２波長板４０
を貼付したことにより、ビームスプリツタ３４入射時に
テーパ状水晶板２２で無偏光化された光ビームがカブラ
膜２４で偏光性が再び生じるのを、１／２波長板４０で
４５°旋光することにより次段のカブラ膜に対するＰ波
及びＳ波の成分比を等しくし、次段に設けられたカブラ
膜に対して見掛は上側光依存性を解消することができる
。
第８図は光ビームを３段階に分岐する本発明の第５実施
例平面図を示している。テーパ状水晶板２２及び１／２
波長板４０の貼付されたビームスプリッタ３４と、１／
２波長板４０のみ貼付されたビームスプリッタ４２と、
通常のビームスプリッタ４４を光ビームの光路中に直列
に配置することにより、全てのカブラ膜の偏光依存性を
解消することができる。
第９図は本発明の第６実施例構成図を示している。５０
は偏光ビームスプリッタ（偏光子）５−２、ＹＩＧ結晶
５４．１／２波長板５６及び偏光ビームスプリッタ（検
光子）５８から構成した光アイソレータであり、光アイ
ソレータ５０の後段側に誘電体多層膜から形成されたカ
ブラ膜６２のＰ波及びＳ波の振動方向から４５°傾いて
偏光ビームスプリッタ（検光子）５８の透過偏光面が配
置されるように、カブラ膜６２を有するキニーブ状ビー
ムスプリッタ６０が配置されている。
このような関係で光アイソレータ５０及びビームスプリ
ッタ６０を配置することにより、光アイソレータ５０の
出射光のカブラ膜６２に対するＰ波成分及びＳ波成分を
等しくすることができるたｔ、カブラ膜６２の偏光依存
性を見掛は上解消することができる。
発明の効果 本発明は以上詳述したように構成したので、誘電体多層
膜の偏光依存性を見掛は上解消することができ、自由な
光ビーム入射角で光路設計が可能となるため、光デバイ
スの小型化、高性能化を実現できるという効果を奏する
。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理説明図、 第２図は位相差による偏光の変化例の説明図、第３図は
本発明第１実施例の平面図、 第４図は本発明第２実施例の平面図、 第５図は本発明第３実施例の平面図、 第６図は第３実施例の側面図、 第７図は本発明第４実施例の平面図、 第８図は本発明第５実施例の平面図、 第９図は本発明第６実施例の構成図、 第１Ｏ図は従来平面図である。 １２・・・テーパ状複屈折結晶、 ２０・・・テーパ状ガラス板、 ２２・・・テーパ状水晶板、 ２４・・・カブラ膜、 ２８・・・ビームスプリッタ、 ４０・・・１／２波長板、 ５０・・・光アイソレータ、 ６２・・・カブラ膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、ガラス基板（２０）又はプリズム（３０、３２）上
    に誘電体多層膜（２４）を蒸気した光学部品において、
    前記誘電体多層膜（２４）から見て少なくとも光ビーム
    入射側の前記ガラス基板（２０）又はプリズム（３０）
    上に、入射光路に対して垂直な光学軸を有するテーパ状
    複屈折結晶（２２）を貼付したことを特徴とする偏光無
    依存性光学部品。 ２、前記誘電体多層膜（２４）から見て光ビーム出射側
    に該誘電体多層膜（２４）のＰ波又はＳ波の振動方向に
    対して２２．５°光学軸を傾けた１／２波長板（４０）
    を設けたことを特徴とする請求項１記載の偏光無依存性
    光学部品。 ３、前記テーパ状複屈折結晶（２２）の光学軸が入射光
    路に対して垂直且つ誘電体多層膜（２４）のＰ波又はＳ
    波の振動方向に対して４５°傾いていることを特徴とす
    る請求項１又は２記載の偏光無依存性光学部品。 ４、空間ビーム光路の第１段目に偏光子（５２）、旋光
    子（５４、５６）及び検光子（５８）から構成される光
    アイソレータ（５０）を配置し、第２段目に誘電体多層
    膜（６２）を有する光学部品（６０）を配置した光デバ
    イスにおいて、 前記光アイソレータ（５０）の検光子（５８）の透過偏
    光面を前記光学部品（６０）の誘電体多層膜（６２）の
    Ｐ波及びＳ波の振動方向から４５°傾けて配置したこと
    を特徴とする偏光無依存性光デバイス。
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