JPH0627415A - 3ポート型光サーキュレータ - Google Patents
3ポート型光サーキュレータInfo
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- JPH0627415A JPH0627415A JP20193492A JP20193492A JPH0627415A JP H0627415 A JPH0627415 A JP H0627415A JP 20193492 A JP20193492 A JP 20193492A JP 20193492 A JP20193492 A JP 20193492A JP H0627415 A JPH0627415 A JP H0627415A
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- port
- wedge
- optical
- light
- shaped birefringent
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 構成光部品の高精度加工が不要で、隣接ポー
ト間の間隔を広げられるため組立調整及び固定も容易に
行うことができ、各ポートにレンズを組み込めるため光
の結合効率が高く、高アイソレーションを有する。 【構成】 1/2波長板10を介して第1の非相反部2
0と第2の非相反部30とを縦続配置し、それらの光軸
方向の一方に第2ポートP2 を位置させ、他方に第1ポ
ートP1 と第3ポートP3 を並置する。第1及び第2の
非相反部は、ファラデー回転子25の両側に楔状複屈折
プリズム26,28を、ファラデー回転子35の両側に
楔状複屈折プリズム36,38を配置する。両楔状複屈
折プリズムは互いの厚肉部と薄肉部とが相対向し、且つ
対向面が傾きのない面あって、その面内にある光学軸が
互いに45度をなすように組み合わせられている。
ト間の間隔を広げられるため組立調整及び固定も容易に
行うことができ、各ポートにレンズを組み込めるため光
の結合効率が高く、高アイソレーションを有する。 【構成】 1/2波長板10を介して第1の非相反部2
0と第2の非相反部30とを縦続配置し、それらの光軸
方向の一方に第2ポートP2 を位置させ、他方に第1ポ
ートP1 と第3ポートP3 を並置する。第1及び第2の
非相反部は、ファラデー回転子25の両側に楔状複屈折
プリズム26,28を、ファラデー回転子35の両側に
楔状複屈折プリズム36,38を配置する。両楔状複屈
折プリズムは互いの厚肉部と薄肉部とが相対向し、且つ
対向面が傾きのない面あって、その面内にある光学軸が
互いに45度をなすように組み合わせられている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、2個の楔状複屈折プリ
ズムが45度ファラデー回転子の両側に位置し、且つ両
楔状複屈折プリズムの厚肉部と薄肉部とが相対向するよ
うに組み合わせた非相反部を、1/2波長板を介して2
組縦続配置した構造の3ポート型光サーキュレータに関
するものである。
ズムが45度ファラデー回転子の両側に位置し、且つ両
楔状複屈折プリズムの厚肉部と薄肉部とが相対向するよ
うに組み合わせた非相反部を、1/2波長板を介して2
組縦続配置した構造の3ポート型光サーキュレータに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】光サーキュレータは、光通信システムや
光計測等で使用され、あるポートからの入射光を特定方
向の別のポートのみに出射する機能をもつ、多ポート受
動非相反素子である。
光計測等で使用され、あるポートからの入射光を特定方
向の別のポートのみに出射する機能をもつ、多ポート受
動非相反素子である。
【0003】従来の光サーキュレータの代表的なものと
しては、特開昭55−93120 号に示されている4ポート型
がある。この4ポート型光サーキュレータは、2個の偏
光ビームスプリッタの間に、ファラデー回転子と1/2
波長板とを配置した構成である。ここで偏光ビームスプ
リッタは偏光分離膜と全反射面を別々に加工したプリズ
ムを接着剤等により接合して形成する。偏光ビームスプ
リッタの加工精度が悪いと、偏光分離膜や全反射面で、
P偏光とS偏光が所定の反射角度を得られず、各ポート
に出射するP偏光とS偏光の結合が不十分となる。光軸
調整をするにしても限界があり、加工精度のレベルによ
っては所望の特性が得られない可能性もある。従って、
偏光ビームスプリッタには高精度加工が要求されるため
非常に高価な装置となっている。
しては、特開昭55−93120 号に示されている4ポート型
がある。この4ポート型光サーキュレータは、2個の偏
光ビームスプリッタの間に、ファラデー回転子と1/2
波長板とを配置した構成である。ここで偏光ビームスプ
リッタは偏光分離膜と全反射面を別々に加工したプリズ
ムを接着剤等により接合して形成する。偏光ビームスプ
リッタの加工精度が悪いと、偏光分離膜や全反射面で、
P偏光とS偏光が所定の反射角度を得られず、各ポート
に出射するP偏光とS偏光の結合が不十分となる。光軸
調整をするにしても限界があり、加工精度のレベルによ
っては所望の特性が得られない可能性もある。従って、
偏光ビームスプリッタには高精度加工が要求されるため
非常に高価な装置となっている。
【0004】また、実用に供されている光サーキュレー
タでは、大部分が3ポートしか使用されていない。一般
の双方向伝送システムや反射光計測システムにおいて
は、発光素子を接続するポート、伝送用光ファイバある
いは被測定試料を接続するポート、受光素子を接続する
ポートの三つのポートがあれば十分である。上記4ポー
ト型光サーキュレータでは1ポート分が不要になってお
り、装置が高価であることを考慮すると大きな無駄とな
っている。3ポート型光サーキュレータとしては三角柱
状の反射体を用いた例(特開昭55−117124号)もある
が、構造が複雑で且つ全てのポートに偏光依存性があ
り、実用的とは言い難い。
タでは、大部分が3ポートしか使用されていない。一般
の双方向伝送システムや反射光計測システムにおいて
は、発光素子を接続するポート、伝送用光ファイバある
いは被測定試料を接続するポート、受光素子を接続する
ポートの三つのポートがあれば十分である。上記4ポー
ト型光サーキュレータでは1ポート分が不要になってお
り、装置が高価であることを考慮すると大きな無駄とな
っている。3ポート型光サーキュレータとしては三角柱
状の反射体を用いた例(特開昭55−117124号)もある
が、構造が複雑で且つ全てのポートに偏光依存性があ
り、実用的とは言い難い。
【0005】そこで最近、複屈折板を用いて構造を簡単
化した3ポート型光サーキュレータが提案された(1990
年電気情報通信学会秋季全国大会予稿集C−183 )。こ
れは光学軸が面に対して約45度の角度をなす複屈折板
を異常光が透過する際に光軸が横ずれすること、及びフ
ァラデー回転子の非相反性を利用したものである。3枚
の複屈折板(板厚比がほぼ1:21/2 :1)を使用し、
それらの光学軸が互いに光軸の回りに45度回転させて
配置し、それらの間にそれぞれ45度ファラデー回転子
を介装する。そして、その結合体の一方の側に2本の光
ファイバを並置し、他方の側にレンズを介して1本の光
ファイバを設ける構成である。3本の各光ファイバがそ
れぞれポートとなる。
化した3ポート型光サーキュレータが提案された(1990
年電気情報通信学会秋季全国大会予稿集C−183 )。こ
れは光学軸が面に対して約45度の角度をなす複屈折板
を異常光が透過する際に光軸が横ずれすること、及びフ
ァラデー回転子の非相反性を利用したものである。3枚
の複屈折板(板厚比がほぼ1:21/2 :1)を使用し、
それらの光学軸が互いに光軸の回りに45度回転させて
配置し、それらの間にそれぞれ45度ファラデー回転子
を介装する。そして、その結合体の一方の側に2本の光
ファイバを並置し、他方の側にレンズを介して1本の光
ファイバを設ける構成である。3本の各光ファイバがそ
れぞれポートとなる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の3ポー
ト型光サーキュレータは、偏光素子として平行平面の複
屈折板を用いており、そのためポート間隔が非常に狭い
問題がある。これは複屈折板による光線のシフト量、す
なわち常光と異常光の分離間隔が極めて少ないことが原
因である。そのためポートの固定が容易ではない。光線
のシフト量を大きくするためには、複屈折板を厚くする
ことが考えられるが、そうすると装置が大型化するばか
りでなく、高価なものとなる。
ト型光サーキュレータは、偏光素子として平行平面の複
屈折板を用いており、そのためポート間隔が非常に狭い
問題がある。これは複屈折板による光線のシフト量、す
なわち常光と異常光の分離間隔が極めて少ないことが原
因である。そのためポートの固定が容易ではない。光線
のシフト量を大きくするためには、複屈折板を厚くする
ことが考えられるが、そうすると装置が大型化するばか
りでなく、高価なものとなる。
【0007】また上記の構成ではポート間の間隔がとり
難いため、隣接する二つのポートでは光ファイバ芯線
(外径寸法125μm)を2本束ねる構成となってお
り、それぞれの光ファイバにレンズを1個ずつ配置する
ことができない。一般に結合効率を高めるためには、1
本の光ファイバに対して1個のレンズを組み合わせるの
が望ましい。しかし上記の光サーキュレータは3本の光
ファイバに対して唯1個のレンズを組み込んだものとな
り、自ずと光の結合効率向上には限界がある。
難いため、隣接する二つのポートでは光ファイバ芯線
(外径寸法125μm)を2本束ねる構成となってお
り、それぞれの光ファイバにレンズを1個ずつ配置する
ことができない。一般に結合効率を高めるためには、1
本の光ファイバに対して1個のレンズを組み合わせるの
が望ましい。しかし上記の光サーキュレータは3本の光
ファイバに対して唯1個のレンズを組み込んだものとな
り、自ずと光の結合効率向上には限界がある。
【0008】そこで、楔状複屈折プリズムが45度ファ
ラデー回転子の両側に位置し、且つ互いの厚肉部と薄肉
部が相対向するように組み合わせて非相反部とし、その
片側に第2ポートを、反対側に第1及び第3ポートをそ
れぞれ配置する構成も考えられる。この構成は、構造が
簡単で部品点数も少なくなる利点がある。しかし各ポー
トにレンズを組み込むためには、第1ポートと第3ポー
トのコリメータの角度を大きくする必要があり、そのた
めには楔状複屈折プリズムの頂角を大きく(例えばルチ
ル単結晶を用いた場合は11〜31度程度)するか、非
相反部と第1及び第3ポートとの距離を大きくとらねば
ならない。楔状複屈折プリズムの頂角を大きくすること
はコスト増大を招き、また距離を大きくすることは装置
の大型化をもたらす問題がある。更にこの構成では、必
ずしも挿入損失は小さくならず、アイソレーションも充
分大きくとれない。
ラデー回転子の両側に位置し、且つ互いの厚肉部と薄肉
部が相対向するように組み合わせて非相反部とし、その
片側に第2ポートを、反対側に第1及び第3ポートをそ
れぞれ配置する構成も考えられる。この構成は、構造が
簡単で部品点数も少なくなる利点がある。しかし各ポー
トにレンズを組み込むためには、第1ポートと第3ポー
トのコリメータの角度を大きくする必要があり、そのた
めには楔状複屈折プリズムの頂角を大きく(例えばルチ
ル単結晶を用いた場合は11〜31度程度)するか、非
相反部と第1及び第3ポートとの距離を大きくとらねば
ならない。楔状複屈折プリズムの頂角を大きくすること
はコスト増大を招き、また距離を大きくすることは装置
の大型化をもたらす問題がある。更にこの構成では、必
ずしも挿入損失は小さくならず、アイソレーションも充
分大きくとれない。
【0009】本発明の目的は、構成光部品の高精度加工
が不要で、隣接ポート間の間隔を広げられるため組立調
整及び固定も容易に行うことができ、各ポートにレンズ
を組み込めるため光の結合効率が高く、高アイソレーシ
ョンを有する実用的な3ポート型光サーキュレータを提
供することである。
が不要で、隣接ポート間の間隔を広げられるため組立調
整及び固定も容易に行うことができ、各ポートにレンズ
を組み込めるため光の結合効率が高く、高アイソレーシ
ョンを有する実用的な3ポート型光サーキュレータを提
供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、1/2波長板
を介して第1の非相反部と第2の非相反部とを縦続配置
し、それらの片側に第2ポートが位置し、反対側に第1
ポートと第3ポートとが位置する3ポート型光サーキュ
レータである。ここで、両非相反部は45度ファラデー
回転子の両側にそれぞれ楔状複屈折プリズムを配置した
構造である。両楔状複屈折プリズムは、互いの厚肉部と
薄肉部とが相対向し、且つ対向面が傾きの無い面であっ
て、その面内に光学軸があり、両光学軸が互いに45度
をなすように組み合わせられている。1/2波長板を介
して隣接する関係にある楔状複屈折プリズムは、両光学
軸が互いに45度をなすように組み合わせられている。
第1ポートに配置する第1のファイバコリメータはレン
ズと偏波保存光ファイバからなり、第2ポート及び第3
ポートに配置する第2及び第3のファイバコリメータは
それぞれレンズと光ファイバとからなる。そして第1ポ
ートからの直線偏光信号光は両非相反部を通って第2ポ
ートに結合し、第2ポートからの信号光は両非相反部を
通って第3ポートに結合する。
を介して第1の非相反部と第2の非相反部とを縦続配置
し、それらの片側に第2ポートが位置し、反対側に第1
ポートと第3ポートとが位置する3ポート型光サーキュ
レータである。ここで、両非相反部は45度ファラデー
回転子の両側にそれぞれ楔状複屈折プリズムを配置した
構造である。両楔状複屈折プリズムは、互いの厚肉部と
薄肉部とが相対向し、且つ対向面が傾きの無い面であっ
て、その面内に光学軸があり、両光学軸が互いに45度
をなすように組み合わせられている。1/2波長板を介
して隣接する関係にある楔状複屈折プリズムは、両光学
軸が互いに45度をなすように組み合わせられている。
第1ポートに配置する第1のファイバコリメータはレン
ズと偏波保存光ファイバからなり、第2ポート及び第3
ポートに配置する第2及び第3のファイバコリメータは
それぞれレンズと光ファイバとからなる。そして第1ポ
ートからの直線偏光信号光は両非相反部を通って第2ポ
ートに結合し、第2ポートからの信号光は両非相反部を
通って第3ポートに結合する。
【0011】楔状複屈折プリズムとしては、楔形面に垂
直な方向にy軸、傾きの無い面内で該y軸に垂直な方向
にx軸をとったときに、光学軸がx軸方向に対して2
2.5度傾いて設定した構造とするのが好ましい。これ
によって4個の楔状複屈折プリズムは全て同一構造とす
ることができる。
直な方向にy軸、傾きの無い面内で該y軸に垂直な方向
にx軸をとったときに、光学軸がx軸方向に対して2
2.5度傾いて設定した構造とするのが好ましい。これ
によって4個の楔状複屈折プリズムは全て同一構造とす
ることができる。
【0012】
【作用】偏波保存光ファイバを通って第1ポートから入
射した光線は、両非相反部における各光学部品及び1/
2波長板で、屈折あるいは偏光面が回転しながら第2ポ
ートに出射する。第2ポートから入射した光線は、第1
の非相反部で常光・異常光に分離して2本平行に出射
し、1/2波長板を通過するとき偏光面が45度回転し
て出射し、第2の非相反部で一本に重なって出射し、レ
ンズで第3ポートに結合する。第3ポートから入射した
光線は、第2の非相反部で開いて出射し、第1の非相反
部で更にその開きは大きくなって出射するため、第2ポ
ートには結合しない。従って本発明では、第1ポート→
第2ポート、第2ポート→第3ポートの光サーキュレー
ション動作が行われることになる。
射した光線は、両非相反部における各光学部品及び1/
2波長板で、屈折あるいは偏光面が回転しながら第2ポ
ートに出射する。第2ポートから入射した光線は、第1
の非相反部で常光・異常光に分離して2本平行に出射
し、1/2波長板を通過するとき偏光面が45度回転し
て出射し、第2の非相反部で一本に重なって出射し、レ
ンズで第3ポートに結合する。第3ポートから入射した
光線は、第2の非相反部で開いて出射し、第1の非相反
部で更にその開きは大きくなって出射するため、第2ポ
ートには結合しない。従って本発明では、第1ポート→
第2ポート、第2ポート→第3ポートの光サーキュレー
ション動作が行われることになる。
【0013】非相反部を2組使用することにより光線の
屈折角度が大きくなるので、第3ポートと第1ポートの
角度も大きくなり、ファイバコリメータの固定自由度が
増加する。しかも第2ポートから第3ポートに出射する
場合、常光と異常光が一本に重なるため、ファイバコリ
メータのレンズ収差の影響が減少し、光の結合効率が向
上する。更に、非相反部とファイバコリメータとの距離
も狭められるので小型化が可能となる。また第3ポート
から入射した光線は、第2の非相反部で光軸に平行な漏
洩光が生じても、第1の非相反部で開いて分離するた
め、高アイソレーションが得られる。
屈折角度が大きくなるので、第3ポートと第1ポートの
角度も大きくなり、ファイバコリメータの固定自由度が
増加する。しかも第2ポートから第3ポートに出射する
場合、常光と異常光が一本に重なるため、ファイバコリ
メータのレンズ収差の影響が減少し、光の結合効率が向
上する。更に、非相反部とファイバコリメータとの距離
も狭められるので小型化が可能となる。また第3ポート
から入射した光線は、第2の非相反部で光軸に平行な漏
洩光が生じても、第1の非相反部で開いて分離するた
め、高アイソレーションが得られる。
【0014】
【実施例】図1に本発明に係る3ポート型光サーキュレ
ータの一実施例を示す。この光サーキュレータは、1/
2波長板10を介して第1の非相反部20と第2の非相
反部30とを縦続配置し、それらの光軸方向の一方に第
2ポートP2 を位置させ、他方に第1ポートP1 と第3
ポートP3 を並置した構造である。第1の非相反部20
は、円筒状の永久磁石22内に磁気光学素子24を収容
して45度ファラデー回転子25とし、該ファラデー回
転子25の両側に第1の楔状複屈折プリズム26と第2
の楔状複屈折プリズム28とを、それらの傾斜面が外向
きで且つそれらの厚肉部と薄肉部とが相対向するように
配置した構造である。同様に、第2の非相反部30も、
円筒状の永久磁石32内に磁気光学素子34を収容して
45度ファラデー回転子35とし、該ファラデー回転子
35の両側に第3の楔状複屈折プリズム36と第4の楔
状複屈折プリズム38とを、それらの傾斜面が外向きで
且つそれらの厚肉部と薄肉部とが相対向するように配置
した構造である。そして1/2波長板を介して隣接する
関係にある第2の楔状複屈折プリズム28と第3の楔状
複屈折プリズム36とを、それらの厚肉部と薄肉部とが
相対向するように配置している。
ータの一実施例を示す。この光サーキュレータは、1/
2波長板10を介して第1の非相反部20と第2の非相
反部30とを縦続配置し、それらの光軸方向の一方に第
2ポートP2 を位置させ、他方に第1ポートP1 と第3
ポートP3 を並置した構造である。第1の非相反部20
は、円筒状の永久磁石22内に磁気光学素子24を収容
して45度ファラデー回転子25とし、該ファラデー回
転子25の両側に第1の楔状複屈折プリズム26と第2
の楔状複屈折プリズム28とを、それらの傾斜面が外向
きで且つそれらの厚肉部と薄肉部とが相対向するように
配置した構造である。同様に、第2の非相反部30も、
円筒状の永久磁石32内に磁気光学素子34を収容して
45度ファラデー回転子35とし、該ファラデー回転子
35の両側に第3の楔状複屈折プリズム36と第4の楔
状複屈折プリズム38とを、それらの傾斜面が外向きで
且つそれらの厚肉部と薄肉部とが相対向するように配置
した構造である。そして1/2波長板を介して隣接する
関係にある第2の楔状複屈折プリズム28と第3の楔状
複屈折プリズム36とを、それらの厚肉部と薄肉部とが
相対向するように配置している。
【0015】ここで、第1の非相反部20に使用する永
久磁石22と第2の非相反部30に使用する永久磁石3
2は、同じ向きであり、それぞれの磁気光学素子24,
34に対して同じ向きの磁界を印加する。磁気光学素子
24,34は例えば基板に磁気光学結晶のLPE(液相
エピタキシャル成長)膜を形成したものである。また各
楔状複屈折プリズム26,28,36,38は例えばル
チル単結晶などからなる。本実施例で用いる各楔状複屈
折プリズムの光学軸を図2に示す。各楔状複屈折プリズ
ムにおいて、光学軸はいずれも傾きの無い面内にあり、
且つ同一構造である。図示のように、楔形面に垂直な方
向にy軸、傾きの無い面内で該y軸に垂直な方向にx軸
をとったときに、それらの光学軸はx軸方向に対してy
軸方向に22.5度傾いている。第1及び第2の楔状複
屈折プリズム26,28をそれぞれの厚肉部と薄肉部と
が相対向するように配置したから、これらの光学軸は互
いに45度の角度をなす。同様に第3と第4の楔状複屈
折プリズム36,38の光学軸も互いに45度の角度を
なす。また第2の楔状複屈折プリズム28と第3の楔状
複屈折プリズム36も互いの厚肉部と薄肉部とが相対向
するように配置してあるから、これらの光学軸も互いに
45度の角度をなす。
久磁石22と第2の非相反部30に使用する永久磁石3
2は、同じ向きであり、それぞれの磁気光学素子24,
34に対して同じ向きの磁界を印加する。磁気光学素子
24,34は例えば基板に磁気光学結晶のLPE(液相
エピタキシャル成長)膜を形成したものである。また各
楔状複屈折プリズム26,28,36,38は例えばル
チル単結晶などからなる。本実施例で用いる各楔状複屈
折プリズムの光学軸を図2に示す。各楔状複屈折プリズ
ムにおいて、光学軸はいずれも傾きの無い面内にあり、
且つ同一構造である。図示のように、楔形面に垂直な方
向にy軸、傾きの無い面内で該y軸に垂直な方向にx軸
をとったときに、それらの光学軸はx軸方向に対してy
軸方向に22.5度傾いている。第1及び第2の楔状複
屈折プリズム26,28をそれぞれの厚肉部と薄肉部と
が相対向するように配置したから、これらの光学軸は互
いに45度の角度をなす。同様に第3と第4の楔状複屈
折プリズム36,38の光学軸も互いに45度の角度を
なす。また第2の楔状複屈折プリズム28と第3の楔状
複屈折プリズム36も互いの厚肉部と薄肉部とが相対向
するように配置してあるから、これらの光学軸も互いに
45度の角度をなす。
【0016】各ポートP1 ,P2 ,P3 には、レンズと
フェルール付き光ファイバとを金属製スリーブ内に収容
したファイバコリメータ40,42,44を配置する。
第2及び第3ポートP2 ,P3 に配置した第2及び第3
のファイバコリメータ42,44の光ファイバはともに
シングルモードファイバ(SMF)であり、第1ポート
P1 に配置した第1のファイバコリメータ40の光ファ
イバには偏波保存ファイバ(PMF)を使用する。第2
及び第3のファイバコリメータ42,44はともに光軸
に平行である。
フェルール付き光ファイバとを金属製スリーブ内に収容
したファイバコリメータ40,42,44を配置する。
第2及び第3ポートP2 ,P3 に配置した第2及び第3
のファイバコリメータ42,44の光ファイバはともに
シングルモードファイバ(SMF)であり、第1ポート
P1 に配置した第1のファイバコリメータ40の光ファ
イバには偏波保存ファイバ(PMF)を使用する。第2
及び第3のファイバコリメータ42,44はともに光軸
に平行である。
【0017】図3には、各ポートから光を入射したとき
の光の経路を模式的に示す。まず、図3のAに示すよう
に、第2ポートP2 から入射した信号光は、第1の非相
反部20、1/2波長板10及び第2の非相反部30を
通って、偏光無依存で第3ポートP3 へ出射する。即ち
第2ポートP2 に配置した第2のファイバコリメータ4
2からの入射光は、第1の楔状複屈折プリズム26によ
って偏光面が互いに直交する常光と異常光に分離され
る。常光は偏光方向が波面法線と光学軸を含む面に垂直
である直線偏光であり、異常光は偏光方向が波面法線と
光学軸を含む面に平行である直線偏光である。この分離
光は、ファラデー回転子25により偏光面が45度回転
(第2ポートP2 側から見て左回転)し、第2の楔状複
屈折プリズム28によりそれぞれ平行光となるが、分離
距離はやや拡がって1/2波長板10に入射する。ここ
で分離光の偏光面は45度回転(第2ポートP2 側から
見て左回転)し、第2の非相反部30に入射する。第3
の楔状複屈折プリズム36の光学軸は第2の楔状複屈折
プリズム28の光学軸に対して−45度回転(第2ポー
トP2 側から見て右回転)しているから、分離光の偏光
面は第3の楔状複屈折プリズム36の光学軸と直交して
いる。従って、第3の楔状複屈折プリズム36に入射し
た分離光は、常光が異常光に、異常光が常光となって屈
折する。分離光は、ファラデー回転子35で偏光面が4
5度回転(第2ポートP2 側から見て左回転)し、第4
の楔状複屈折プリズム38で屈折して、常光と異常光が
一本に重なる。こうして、第3ポートに配置した第3の
ファイバコリメータ44のレンズに入射する。この光路
では第1の非相反部20と第2の非相反部30とで常光
・異常光が切り換わるため、偏波分散が生じない。
の光の経路を模式的に示す。まず、図3のAに示すよう
に、第2ポートP2 から入射した信号光は、第1の非相
反部20、1/2波長板10及び第2の非相反部30を
通って、偏光無依存で第3ポートP3 へ出射する。即ち
第2ポートP2 に配置した第2のファイバコリメータ4
2からの入射光は、第1の楔状複屈折プリズム26によ
って偏光面が互いに直交する常光と異常光に分離され
る。常光は偏光方向が波面法線と光学軸を含む面に垂直
である直線偏光であり、異常光は偏光方向が波面法線と
光学軸を含む面に平行である直線偏光である。この分離
光は、ファラデー回転子25により偏光面が45度回転
(第2ポートP2 側から見て左回転)し、第2の楔状複
屈折プリズム28によりそれぞれ平行光となるが、分離
距離はやや拡がって1/2波長板10に入射する。ここ
で分離光の偏光面は45度回転(第2ポートP2 側から
見て左回転)し、第2の非相反部30に入射する。第3
の楔状複屈折プリズム36の光学軸は第2の楔状複屈折
プリズム28の光学軸に対して−45度回転(第2ポー
トP2 側から見て右回転)しているから、分離光の偏光
面は第3の楔状複屈折プリズム36の光学軸と直交して
いる。従って、第3の楔状複屈折プリズム36に入射し
た分離光は、常光が異常光に、異常光が常光となって屈
折する。分離光は、ファラデー回転子35で偏光面が4
5度回転(第2ポートP2 側から見て左回転)し、第4
の楔状複屈折プリズム38で屈折して、常光と異常光が
一本に重なる。こうして、第3ポートに配置した第3の
ファイバコリメータ44のレンズに入射する。この光路
では第1の非相反部20と第2の非相反部30とで常光
・異常光が切り換わるため、偏波分散が生じない。
【0018】次に、図3のBに示すように、第1ポート
P1 から直線偏光信号光、例えば異常光を第2の非相反
部30に入射すると、第4の楔状複屈折プリズム38に
より屈折してファラデー回転子35に達し、ファラデー
回転子の非相反性によって偏光面が45度回転(第2ポ
ートP2 側から見て左回転)する。第3の楔状複屈折プ
リズム36の光学軸は第4の楔状複屈折プリズム38の
光学軸に対して−45度回転(第2ポートP2 側から見
て右回転)しているので、光線の偏光面は第3の楔状複
屈折プリズム36の光学軸に対して直交することにな
る。即ち異常光は常光に変換される。こうして変換され
た光線は第3の楔状複屈折プリズム36で常光として屈
折して1/2波長板10に出射する。ここで常光の偏光
面は、−45度回転(第2ポートP2 側から見て右回
転)し、第1の非相反部20に出射する。第2の楔状複
屈折プリズム28の光学軸は第3の楔状複屈折プリズム
36に対して45度回転(第2ポートP2 側から見て左
回転)しているから、光線の偏光面は第2の楔状複屈折
プリズム28の光学軸に直交している。従って第2の楔
状複屈折プリズム28では、常光が異常光として屈折
し、ファラデー回転子25に達する。ファラデー回転子
25の非相反性によって偏光面が45度回転(第2ポー
トP2 側から見て左回転)し、第1の楔状複屈折プリズ
ム26の光学軸は第2の楔状複屈折プリズム28の光学
軸に対して−45度回転(第2ポートP2 側から見て右
回転)しているので、光線の偏光面は第1の楔状複屈折
プリズム26の光学軸に対して直交することになる。即
ち異常光は常光に変換される。こうして常光に変換され
た光線は第1の楔状複屈折プリズム26で屈折して第2
ポートP2 に出射する。逆に言うと、変換された光線が
丁度第2ポートP2 に出射するように第1ポートP1 の
位置が決められている。従って、第1ポートP1 から第
2ポートP2 に出射する場合は偏光依存となる。
P1 から直線偏光信号光、例えば異常光を第2の非相反
部30に入射すると、第4の楔状複屈折プリズム38に
より屈折してファラデー回転子35に達し、ファラデー
回転子の非相反性によって偏光面が45度回転(第2ポ
ートP2 側から見て左回転)する。第3の楔状複屈折プ
リズム36の光学軸は第4の楔状複屈折プリズム38の
光学軸に対して−45度回転(第2ポートP2 側から見
て右回転)しているので、光線の偏光面は第3の楔状複
屈折プリズム36の光学軸に対して直交することにな
る。即ち異常光は常光に変換される。こうして変換され
た光線は第3の楔状複屈折プリズム36で常光として屈
折して1/2波長板10に出射する。ここで常光の偏光
面は、−45度回転(第2ポートP2 側から見て右回
転)し、第1の非相反部20に出射する。第2の楔状複
屈折プリズム28の光学軸は第3の楔状複屈折プリズム
36に対して45度回転(第2ポートP2 側から見て左
回転)しているから、光線の偏光面は第2の楔状複屈折
プリズム28の光学軸に直交している。従って第2の楔
状複屈折プリズム28では、常光が異常光として屈折
し、ファラデー回転子25に達する。ファラデー回転子
25の非相反性によって偏光面が45度回転(第2ポー
トP2 側から見て左回転)し、第1の楔状複屈折プリズ
ム26の光学軸は第2の楔状複屈折プリズム28の光学
軸に対して−45度回転(第2ポートP2 側から見て右
回転)しているので、光線の偏光面は第1の楔状複屈折
プリズム26の光学軸に対して直交することになる。即
ち異常光は常光に変換される。こうして常光に変換され
た光線は第1の楔状複屈折プリズム26で屈折して第2
ポートP2 に出射する。逆に言うと、変換された光線が
丁度第2ポートP2 に出射するように第1ポートP1 の
位置が決められている。従って、第1ポートP1 から第
2ポートP2 に出射する場合は偏光依存となる。
【0019】図3のCに示すように、第3ポートP3 か
ら入射した光線は、第4の楔状複屈折プリズム38によ
って常光と異常光に分離され、ファラデー回転子35の
非相反性によって偏光面が45度回転(第2ポートP2
側から見て左回転)する。第3の楔状複屈折プリズム3
6の光学軸は、第4の楔状複屈折プリズム38の光学軸
に対して−45度回転(第2ポートP2 側から見て右回
転)しているので、分離光の偏光面は第3の楔状複屈折
プリズム36の光学軸に対して直交している。即ち、第
3の楔状複屈折プリズム36において常光は異常光に、
異常光は常光に変換される。このため第3の楔状複屈折
プリズム36を通過した後は、分離光は平行とならず、
分離距離が拡がる。この分離光は、1/2波長板10に
入射し、偏光面が−45度回転(第2ポートP2 側から
見て右回転)し、第1の非相反部20に入射する。第2
の楔状複屈折プリズム28の光学軸は第3の楔状複屈折
プリズム36に対して45度回転(第2ポートP2 側か
ら見て左回転)しているから、光線の偏光面は第2の楔
状複屈折プリズム28の光学軸に直交している。従っ
て、第2の楔状複屈折プリズム28において、常光が異
常光に、異常光が常光に変換され、屈折し、ファラデー
回転子25に達する。光線はファラデー回転子25によ
り偏光面が45度回転(第2ポートP2 側から見て左回
転)する。第1の楔状複屈折プリズム26の光学軸は、
第2の楔状複屈折プリズム28の光学軸に対して−45
度回転(第2ポートP2 側から見て右回転)しているの
で、分離光の偏光面は第1の楔状複屈折プリズム26の
光学軸に対して直交している。従って第1の楔状複屈折
プリズム26において常光は異常光としての屈折を行
い、異常光は常光としての屈折を行うため、第1の楔状
複屈折プリズム26を通過した後は更に分離光間の距離
が拡がる。このため光線は第2ポートP2 に結合しない
から、第3ポートP3 から入射した光線に対しては高ア
イソレーションが得られる。
ら入射した光線は、第4の楔状複屈折プリズム38によ
って常光と異常光に分離され、ファラデー回転子35の
非相反性によって偏光面が45度回転(第2ポートP2
側から見て左回転)する。第3の楔状複屈折プリズム3
6の光学軸は、第4の楔状複屈折プリズム38の光学軸
に対して−45度回転(第2ポートP2 側から見て右回
転)しているので、分離光の偏光面は第3の楔状複屈折
プリズム36の光学軸に対して直交している。即ち、第
3の楔状複屈折プリズム36において常光は異常光に、
異常光は常光に変換される。このため第3の楔状複屈折
プリズム36を通過した後は、分離光は平行とならず、
分離距離が拡がる。この分離光は、1/2波長板10に
入射し、偏光面が−45度回転(第2ポートP2 側から
見て右回転)し、第1の非相反部20に入射する。第2
の楔状複屈折プリズム28の光学軸は第3の楔状複屈折
プリズム36に対して45度回転(第2ポートP2 側か
ら見て左回転)しているから、光線の偏光面は第2の楔
状複屈折プリズム28の光学軸に直交している。従っ
て、第2の楔状複屈折プリズム28において、常光が異
常光に、異常光が常光に変換され、屈折し、ファラデー
回転子25に達する。光線はファラデー回転子25によ
り偏光面が45度回転(第2ポートP2 側から見て左回
転)する。第1の楔状複屈折プリズム26の光学軸は、
第2の楔状複屈折プリズム28の光学軸に対して−45
度回転(第2ポートP2 側から見て右回転)しているの
で、分離光の偏光面は第1の楔状複屈折プリズム26の
光学軸に対して直交している。従って第1の楔状複屈折
プリズム26において常光は異常光としての屈折を行
い、異常光は常光としての屈折を行うため、第1の楔状
複屈折プリズム26を通過した後は更に分離光間の距離
が拡がる。このため光線は第2ポートP2 に結合しない
から、第3ポートP3 から入射した光線に対しては高ア
イソレーションが得られる。
【0020】本実施例では第2ポートP2 から出射した
信号光が第3ポートP3 に入射する際、分離光は一本に
重なるため、光軸調整が容易で、且つレンズ収差の影響
が低減され、非相反部が2段であるにもかかわらず、結
合効率は高まる。また、光軸方向の楔状複屈折プリズム
とポートとの距離を大きく短縮できるので、長さ約3mm
程度の非相反部を2段にしても光サーキュレータ全体の
光軸方向長さは大幅に短縮できる。更に第1〜第4の楔
状複屈折プリズムは同一構造であるので、1種類の楔状
複屈折プリズムを用意すればよく、製作も容易である。
信号光が第3ポートP3 に入射する際、分離光は一本に
重なるため、光軸調整が容易で、且つレンズ収差の影響
が低減され、非相反部が2段であるにもかかわらず、結
合効率は高まる。また、光軸方向の楔状複屈折プリズム
とポートとの距離を大きく短縮できるので、長さ約3mm
程度の非相反部を2段にしても光サーキュレータ全体の
光軸方向長さは大幅に短縮できる。更に第1〜第4の楔
状複屈折プリズムは同一構造であるので、1種類の楔状
複屈折プリズムを用意すればよく、製作も容易である。
【0021】本発明は、このような構成のみに限定され
るものではない。第1ポートP1 から常光を入射する構
成としてもよい。その場合、図4に示すように、第1ポ
ートP1 は第3ポートP3 に近接して、第4の楔状複屈
折プリズム38の薄肉部側に配置する。
るものではない。第1ポートP1 から常光を入射する構
成としてもよい。その場合、図4に示すように、第1ポ
ートP1 は第3ポートP3 に近接して、第4の楔状複屈
折プリズム38の薄肉部側に配置する。
【0022】
【発明の効果】本発明の3ポート型光サーキュレータ
は、楔状複屈折プリズムが45度ファラデー回転子の両
側に位置し且つ両複屈折プリズムの厚肉部と薄肉部とが
相対向するように組み合わせた非相反部を2組有する構
成であるから、非相反部の同じ側に配置されるポート間
隔を広げられるし、ポート間のなす角度を大きくできる
ため、組立調整及び固定を容易に行うことができるし、
各ポートにレンズを組み込めるため、光の結合効率が向
上する。更に第3ポートにおいて分離した常光及び異常
光が一本に重なるので、レンズ収差の影響を低減できる
ため、光の結合効率は一層向上し、光軸調整も容易であ
る。同時に光軸方向寸法を大幅に短縮でき、第3ポート
から入射する光線は2段の非相反部で広がって進むた
め、第2ポートには結合せず、高アイソレーションが得
られる。4個の楔状複屈折プリズムを同一構造とするの
が可能であるから、1種類の楔状複屈折プリズムを用意
すればよく、製作が容易となり且つコストも削減でき
る。
は、楔状複屈折プリズムが45度ファラデー回転子の両
側に位置し且つ両複屈折プリズムの厚肉部と薄肉部とが
相対向するように組み合わせた非相反部を2組有する構
成であるから、非相反部の同じ側に配置されるポート間
隔を広げられるし、ポート間のなす角度を大きくできる
ため、組立調整及び固定を容易に行うことができるし、
各ポートにレンズを組み込めるため、光の結合効率が向
上する。更に第3ポートにおいて分離した常光及び異常
光が一本に重なるので、レンズ収差の影響を低減できる
ため、光の結合効率は一層向上し、光軸調整も容易であ
る。同時に光軸方向寸法を大幅に短縮でき、第3ポート
から入射する光線は2段の非相反部で広がって進むた
め、第2ポートには結合せず、高アイソレーションが得
られる。4個の楔状複屈折プリズムを同一構造とするの
が可能であるから、1種類の楔状複屈折プリズムを用意
すればよく、製作が容易となり且つコストも削減でき
る。
【図1】本発明に係る3ポート型光サーキュレータの一
実施例を示す説明図。
実施例を示す説明図。
【図2】それに用いる楔状複屈折プリズムの説明図。
【図3】図1に示す3ポート型光サーキュレータの動作
説明図。
説明図。
【図4】本発明に係る3ポート型光サーキュレータの他
の実施例を示す説明図。
の実施例を示す説明図。
10 1/2波長板 20 第1の非相反部 25 ファラデー回転子 26 第1の楔状複屈折プリズム 28 第2の楔状複屈折プリズム 30 第2の非相反部 35 ファラデー回転子 36 第3の楔状複屈折プリズム 38 第4の楔状複屈折プリズム 40 第1のファイバコリメータ 42 第2のファイバコリメータ 44 第3のファイバコリメータ
Claims (2)
- 【請求項1】 1/2波長板を介して第1の非相反部と
第2の非相反部とを縦続配置し、それらの片側に第2ポ
ートが位置し、反対側に第1ポートと第3ポートとが位
置する3ポート型光サーキュレータであって、両非相反
部は45度ファラデー回転子の両側にそれぞれ楔状複屈
折プリズムを配置した構造であり、両楔状複屈折プリズ
ムは互いの厚肉部と薄肉部とが相対向し、且つ対向面が
傾きの無い面であって、その面内に光学軸があり、両光
学軸が互いに45度をなすように組み合わせられてお
り、1/2波長板を介して隣接する関係にある楔状複屈
折プリズムは両光学軸が互いに45度をなすように組み
合わせられており、第1ポートに配置する第1のファイ
バコリメータはレンズと偏波保存光ファイバからなり、
第2ポート及び第3ポートに配置する第2及び第3のフ
ァイバコリメータはそれぞれレンズと光ファイバとから
なり、第1ポートからの直線偏光信号光は両非相反部を
通って第2ポートに結合し、第2ポートからの信号光は
両非相反部を通って第3ポートに結合する3ポート型光
サーキュレータ。 - 【請求項2】 4個の楔状複屈折プリズムは全て同一構
造であり、その光学軸は、楔形面に垂直な方向にy軸、
傾きの無い面内で該y軸に垂直な方向にx軸をとったと
きに、x軸方向に対して22.5度傾いて設定されてい
る請求項1記載の3ポート型光サーキュレータ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20193492A JPH0627415A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 3ポート型光サーキュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP20193492A JPH0627415A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 3ポート型光サーキュレータ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0627415A true JPH0627415A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16449213
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP20193492A Pending JPH0627415A (ja) | 1992-07-06 | 1992-07-06 | 3ポート型光サーキュレータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0627415A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1038197A1 (en) * | 1997-12-08 | 2000-09-27 | U.S.A. Kaifa Technology, Inc. | Optical circulator |
EP1113307A2 (en) * | 1999-12-31 | 2001-07-04 | E-Tek Dynamics | Optical circulator |
-
1992
- 1992-07-06 JP JP20193492A patent/JPH0627415A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1038197A1 (en) * | 1997-12-08 | 2000-09-27 | U.S.A. Kaifa Technology, Inc. | Optical circulator |
EP1038197A4 (en) * | 1997-12-08 | 2003-03-05 | U S A Kaifa Technology Inc | OPTICAL CIRCULATOR |
EP1113307A2 (en) * | 1999-12-31 | 2001-07-04 | E-Tek Dynamics | Optical circulator |
EP1113307A3 (en) * | 1999-12-31 | 2003-12-03 | JDS Uniphase Corporation | Optical circulator |
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