JPS59119315A - 光アイソレ−タ - Google Patents

光アイソレ−タ

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JPS59119315A
JPS59119315A JP22844882A JP22844882A JPS59119315A JP S59119315 A JPS59119315 A JP S59119315A JP 22844882 A JP22844882 A JP 22844882A JP 22844882 A JP22844882 A JP 22844882A JP S59119315 A JPS59119315 A JP S59119315A
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light
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plane
magneto
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Takayuki Nakano
中野 尊之
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FDK Corp
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/09Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
    • G02F1/093Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • G02B6/4207Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
    • G02B6/4208Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
    • G02B6/4209Optical features

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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】 本発明は、光アイソレータの改良に関し、更に詳しくは
、磁気光学効果を呈する素子自身に偏光子としての機能
をもたけることによって、外部に唯一個の偏光子を配置
すれば済むように工夫した光アイソレータに関するもの
である。
周知のように、光アイソ゛レータは、一方向のみに光を
伝送し、それとは逆の方向には伝送しないような非可逆
性を有する二端子素子であり、例えば光通信システムで
送信側の装置が受信側からの反射光による干渉を受すな
いようにづる場合などに用いられるものである。
光発振器として、特に、半導体レーザーを用いた場合に
は、その発振領域内に外部て反則して戻ってきたレーザ
ー光が入ると発振状態が乱され、その結果、半導体レー
ザーの発振波形が歪み、波長や出力が不安定どなり、雑
音が増大づるという問題が生じる。そのlζめ、半導体
レーク”−を用いた光通信システムでは、半導体レーザ
ーと光ファイバーとの間に光アイソレータが組込まれる
従来から使用されている光アイソレータは、ファラデー
回転素子を使用したもので、第1図△、Bに示?!にう
に、光軸Xにそって順次配段された第1の偏光子1と、
ファラデー回転素子2と、第2の偏光子3とをIf1合
せたbのである。
さて、同図Aに示すように、半導体レーザー4からの光
が光フッアイバー5へ向かう場合(これを順方向という
)について考えると、半導体レーザー4からの光L1は
第1の偏光子1を通ることにJ:つて直線偏光L2とな
り、次いでファラデー回°転素子2において外部磁界H
の作用により、入射した直線偏光L2は、その偏光面が
進行方向に向かって例えば時計方向に45度回転した直
線1鳩光L3となり、その直線偏光[3をそのまま通過
させるように光軸に関し45度回転させて配置した第2
の偏光子3を通−)て光ファイバー5に入射する。これ
に刻して、同図Bに示すような逆方向の場合(例えば光
ファイバー5の端面で反則した光が半導体レーリ゛−4
の方l\戻ろうとづ−る場合)には、反身l光[−4は
第2の偏光子3をそのまま通過するが、ファラデー回転
素子2によって、今度は反時旧方向に45度回転するた
め得られた直線偏光L5は前述の入用時におl′jる直
Ii1偏光[−2と比べたとき偏光面が90度回転して
おり、そのため第1の偏光子1によって光の通過が阻止
され半導体レーザー4には戻らないのである。かくして
、上記のような構成とすることによって、光アイソレー
タとして有効に機能さけることができる。
しかしながら、上記のような構成の光アイソレータにa
3いては、ファラデー回転素子の前後にそれぞれ偏光子
を配置する必要があり、光アイソレータが大型化すると
いう欠点があった。
特に、半導体レーザーを用いた光通信システムにJ3い
て用いられる光アイソレータは、(勇めて高性能のもの
が要求され、組込まれる1扇光子は、一般に、天然の方
解石結晶を用いてプリズム状に作られたものであり、こ
のため例えば〜個当り数十万円というような非常に高価
な−しのであるので、二個の鴻光子を必要とする光ア・
イソレータは半導体レーザーよりも逼かに高価なものと
なってしまい、光通信システムを様々な分野で広く発展
させていくうえで非常に大きな問題であった。
本発明は、上記のような従来技術の実情に鑑みなされた
もので、その目的は、磁気光学素子の外部にh装置する
必要のある1扁光子数が唯一個で済むようにし、それに
よって装置の小型化並びに軽量化を図ることができ、ま
た大幅な低廉化を図ることができるような光アイソレー
タを提供することにある。
上記の目的を達成すべく案出された本発明は、磁気光学
材料の表面機能を巧みに応用し、磁気光学素子自身が偏
光子としての機能をも具備づ。
るように工夫したもので、唯一個の偏光子と磁気光学素
子とを組合せた光アイソレータである。
そして、[くt気光学素子は、その一端面にブリコース
タ−角の余角に切断された傾斜面を右し7、その傾斜面
で陽光作用を生じるように構成されている。
以下、図面に基づき本発明について詳)ホづる。
第2図は本発明の一実施例を模式的に示す説明図であり
、△は光が順方向に(半導体レーtr−側から光フアイ
バー側へ)進む場合、]3は光が逆方向に進む場合をそ
れぞれ示している。同図に示されているように、本発明
に係る光アイソレータは、磁気光学素子10と偏光子1
1とを相合せたしのからなる。磁気光学素子1oは磁気
光学効果を呈する材料(例え(Jイツトリウム−鉄−ガ
ーネット単結晶)からなり、その一方の端面は、軸り向
に対し材料の屈折率に依存するブリュースター角φの余
角(即ち90度−Φ)に切断した傾斜面12で、他方の
端面は軸方向に灼して垂直となるよう切断した垂直面1
3であり、外部磁界Hの作用により入射した光の偏光面
を光軸に関し45度回転させうる光路長LPをもつ素子
である。前記両端面は綺fftiに器財されており、垂
直面13には無反則コート(例えば、高周波スパッタに
より形成した二酸化硅累の薄膜)が形成されている。こ
の様な磁気光学素子10と組合せられる偏光子11は、
従来のらのと同様であってよく、例えばプリズム状に加
工した方解石の結晶であり、前記磁気光学素子10の垂
直面13に対向し、目っ光軸が一致し、磁気光学素子1
oによって偏光面の回転させら°れた光がそのまま通過
てぎるように光軸に関し45度傾けた状態で配置される
この様な構成の光アイソレータの動作は次の如くである
。第2図の場合、磁気光学素子10の傾斜面12が半導
体レーザー4の方を向くように光アイソレータが組込ま
れる。先ず、同図Aに示づように、半導体レーザー4か
ら放射される光i 101.、l 、 14&気光学素
子10の傾斜面12に列しブリュースター角φで入用す
る。このとき、入用面(入射光線の伝播方向と入用点に
立てた傾斜面12の法線とを含む面)内で偏光している
成分は全−Cブリコースタ−角φの余角をなして屈折し
、入射面とは垂直に偏光している成分はその大部分が反
射されてしまうことに7.(る。つまり、ブリュースタ
ー角φの余角に切断した端面12は偏光子としての機能
を果たし、大剣面内で1扁光している成分を磁気光学素
子10の内部に導き入れるのである。、傾斜面12で屈
折して磁気光学素子10の内部に導入された光は1、外
部餠* +−+の作用によってその(偏光面が例えば光
軸Xに関し時計方向に回転する。そのとき前述の如く、
傾斜面12の入用点から垂直向13迄の長さが、入用し
た光の(偏光面を4.5v回転させる長さに設定されて
いるので、磁気光学素子10を通過した光1−11は、
その進行方向に対して時計方向に45度回転した偏光面
をもつ直線偏光となり、そのまま、前述の如く45度傾
いて配置されている偏光子11を通過して光ファイバー
5に達する。
光ファイバー5は、通常石英カラスからなり、極めて皿
1いものであるから、その端面に無灰QJコーティング
を施すことが不可能で、そのj= 1/)通帛杓4%稈
度の光が端面て反1)JづるとされCいる。このため、
光フ戸イバー5の端面て反射した光L12は、同図Bに
示づように、半導体レーザー4の方に向かって逆行づる
ことになる。
この反射光は偏光子11を通っU Ta気光学素子10
の垂直向13に入射する。そし’CFl気光学素子10
の内部において、外部内、界1−1の作用を受(プて、
光軸に対し今度はその偏光面が反時計回りに回転づ゛る
ことになる。唱光面が/1510回転して1頃斜面12
に達した直線1幅光は、第2図△の場合と比較したとぎ
90度回転しており、このため前記傾斜面12で反射し
て反q」光[13となる。かくして光ファイバー5で反
射した戻り光は磁気光学素子10の傾斜面12で反則さ
れるため半導体レーザー4の方には殆んど戻らなくなる
。このようにしで、−1−記のような特定構造の磁気光
学素子1oと偏光子11と組合せることにより、光アイ
ソレータを構成することが出来るのである。
なお、第2図において、黒丸並びに小さな矢印は1B光
方向を模式的に示すものであり、黒丸は入用面と垂直な
偏波を示し、光軸に垂直な小矢印(ま大剣面内での隔波
を、傾いた小矢印は入用面から傾いた偏波をそれぞれ示
している。
ところで、磁気光学材料におけるファラデー回転角(,
7cm)は、光の波長の関数であり、しかも本発明では
磁気光学素子の一端面が傾斜しているので光軸の入用位
置をずらづことによって光の波長が変化した場合でも偏
光面を45度回転させることができる。このことは一種
類の磁気光学素子を、別の波長の光アイソレータに応用
することが出来ることを意味し、広帯域化でき、また部
品点数を低減できる点においても極めて有効である。
上記実施例は、磁気光学素子の傾斜面を半導体レーザー
の方に向けて配置した例であるが、逆に第3図に示すよ
うに、偏光子11を半導体レーザー4の方に向けるよう
に配置してもよい。
での場合の光アイソレータとしての基本的な構成並びに
動作は第2図の場合と同様であるので、対応ザる部分に
は同一符号を付し、それらについての記載は省略する。
ところC,最近の半導体レーク゛−は、がなり偏光度の
良い直I!隔光を出力し、この直線1幅光に対して垂直
な偏光の戻り光は、さほど半導体レーザーに影響を与え
ないと言われでいる。従つ−C1光アイソレータにお(
ブる光入射側の偏光子はさほど消光比の良好なものでな
くてよい。
この様な点を考慮ずれは、レーザー光が磁気光学素子の
傾斜面に入用してそこで偏光させるようにしIζ構成は
、性能も低下させることなく極めて良好な結果がもたら
される。
本発明は、上記のように構成した光アイソレータである
から、高価な偏光子が唯−側あればよいので、非常に安
価に製作できるし、また構造も極めて簡単で小型化、軽
量化に適し、更には磁気光学素子の一端面は傾斜面であ
るので無反射コートが不要であり製作しやすいなど数々
の優れた効果を奏しうるちのである。
【図面の簡単な説明】
第1図A、Bは従来技術の説明図、第2図△。 Bは本発明に係る光アイソレータの一実施例を示づ°説
明図、第3図は弛の実施例を示1説明図である。 1・・・第1の偏光子、2・・・ファラデー回転素子、
3・・・第2の偏光子、4・・・半導体レーザー、5・
・・光ファイバー、10・・・磁気光学素子、11・・
・偏光子、12・・・傾斜面、13・・・垂直面。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、一方の端面ばブリュースター角の余角に切断した傾
    斜面で、他方の端面ば光軸に対して垂直となるよう切断
    した垂直面であり、外部圃場の作用により備光面を45
    度回転させうる光路長をもつ磁気光学素子と、該磁気光
    学素子の前記垂直面に対向し、かつ光軸が一致づ゛る如
    く配置される偏光子とを組合せたことを特徴とする光ア
    イソレータ。
JP22844882A 1982-12-27 1982-12-27 光アイソレ−タ Granted JPS59119315A (ja)

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JP22844882A JPS59119315A (ja) 1982-12-27 1982-12-27 光アイソレ−タ

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JPS6230607B2 JPS6230607B2 (ja) 1987-07-03

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JPS5670519A (en) * 1979-11-15 1981-06-12 Kokusai Denshin Denwa Co Ltd <Kdd> Light isolator

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