JPS6353514A - 光アイソレ−タ - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ 末完りＪは光アイソレータに関し、特に光導波路を用い
てなる光アイソレータに関する。

［従来の技術及びその問題点］ 光の入射方向によって該光を通過させたり通過させなか
ったりする光学素子として、いわゆる光アイソレータが
用いられる。

第４図は従来の光アイソレータの一例を示す概略断面図
である。

第４図において、１，２は直角二等辺三角形プリズムで
あり、該１組のプリズムは互いに斜辺どうしを接合され
ており、該接合面には誘電体多層ｊｉｆｆ　３が付され
ており、これにより偏光ビームスプリッタ４が構成され
ている。該偏光ビームスプリッタは′Ｌ４ｉｔ体多層膜
への斜め４５度入射の場合にｐ偏光に対する透過率が１
００％であり且つＳ偏光に対する反射率が１００％であ
る。５は１／４波長板である。

以との様な光アイソレータにおいては、偏光ビームスプ
リッタ４に下方から上向きに直線偏光（Ｐ偏光）６を入
射させると、該入射光は誘電体多層膜３を１００％透過
して直進し、１／４波長板５に入射する。そして、該１
／４波長板を通過して、円偏光７として出射する。一方
、１１／４波長板５に上方から下向きに上記出射光７と
同一の円偏光７ａを入射させる（たとえば、１７４波長
板５の上方に光軸に対し垂直に反射鏡を配置しておく等
して）と、該１／４波長板を透過後の光はＳ偏光となっ
て偏光ビームスプリッタ４に入射し、該入射光は誘電体
多層膜３により１００％反射せしめられて直線偏光８と
して横方向に出射し、下向きには光は出射しない。

以上の様にして、」―向きには光が通過するが下向きに
は光が通過せず、光のアイソレーションが実現される。

以上の様な光アイソレータはたとえば光学的情報記録再
生装置において記録媒体に対し記録または再生のための
光照射を行ない更に該記録媒体による反射光を検出する
ための光ヘッドの構成要素として利用される。

しかして、以上の様な光アイソレータでは、光学研摩し
たプリズムの表面に誘電体層を数多く積層させて得られ
る偏光ビームスプリフタを用いているために、コスト高
となるという難点があった。また、以上の様な光アイソ
レータにおける偏光ビームスプリッタはいわゆるバルク
部品であるため、使用する光のビーム径が大きくなると
誘電体多層膜の面積増加にともない体積が増加してしま
い、近年の小型軽量化の要求とは相合れないものがある
。特に、この様な光アイソレータが光学的情報記録再生
装置の光ヘッドの構成要素として用いられる場合には、
軽量化が十分でないと、該光ヘッドを情報記録媒体に対
しアクセスする際に比較的長時間を要することとなるの
で記録再生速度の向上が困難となり、また該光ヘッドの
移動のための駆動手段も大出力のものが必要となる。

そこで、本発明は、以上の様な従来技術に鑑みて、小型
化及び軽量化が可１克で几つ低コスト化の可能な光アソ
レータを提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして
、光導波路と、該光導波路に設けられたグレーティング
カップラと、１／４波長板とを有することを特徴とする
、光アイソレータが提供される。

［実施例〕 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図（ａ）は本発明による光アイソレータの第１の実
施例を示す概略斜視図であり、第１図（ｂ）及び第１図
（Ｃ）はそれぞれそのＢ−Ｂ部分断面図及びＣ−Ｃ断面
図である。

ｉ１図において、２１は使用光に対し透明な平行平板か
らなる基板であり、９．１３はその表面に形成された比
較的屈折率の高い光導波路である。光導波路９の表面上
にはＣ−Ｃ方向のグレーティングカップラ１１が形成さ
れており、該カップラに対応する上記光導波路１３の基
板２１側の面には」二足グレーティングカップラ１１の
方向と直交するＢ−Ｂ方向のグレーティングカップラ１
４が形成されている。そして、光導波路１３の表面上に
は上記グレーティングカップラ１４に対応する位桁に１
／４波長板１５が付与されている。

以上の様な本実施例においては、光源からの光束２０は
光導波路９内に導入されてＴＥモードの平行導波光１０
として伝搬し、グレーティングカップラ１１の部分に到
達する。該グレーティングカップラはブレーズドグレー
ティングとしたり上面に適宜の反射構造を付設したりし
て、導波光１０を基板２１側へのみ回折させる様に構成
されている。従って、導波光１０はグレーティングカッ
プラ１１により回折されてＣ−Ｃ方向に振動面をもつ直
線偏光１２として上方から下向きに基板２１内に入射し
、グレーティングカップラ１４に到達する。上記の様に
、該グレーティングカップラはＢ−Ｂ方向であるので、
直線偏光１２は該グレーティングカップラ１４により回
折されることなしに光導波路１３内を透過直進し、ｌ／
４波長板１５に入射する。そして、該１／４波長板を通
過して、円偏光１６として出射する。

一方、該１／４波長板１５に下方から上向きに上記出射
光１６と同一の円偏光１７を入射させる（たとえば、ｌ
／４波長板１５の下方に光軸に対し垂直に反射鏡を配置
しておく等して）と、該１／４波長板を透過後の光はＢ
−Ｂ方向の振動面を有する直線偏光となって光導波路１
３内に入用し、グレーティングカップラ１４に到達する
。上記の様に、グレーティングカップラ１４はＢ−Ｂ方
向であるので、上記入射光１７は一部が該グレーティン
グカー２プラ１４により回折せしめられてＢ−Ｂ方向に
撮動面を有するＴＥモードの導波光１９としてＣ−Ｃ方
向に伝搬し、該光導波路１３のＣ−Ｃ方向の端面から光
束２２として出射する。上記入射光１７のうちの他の一
部はグレーティングカップラ１４により回折されずに該
グレーティングカップラを透過直進し、直線偏光１８と
して基板２１を経て光導波路９内に入射し、グレーティ
ングカップラ１１に到達する。上記の様に、該グレーテ
ィングカー２プラはＣ−Ｃ方向であるので、入射直線偏
光１８は該グレーティングカップラにより回折されるこ
となしに透過直進し、直線偏光２３として外部へと出射
する。

以上の様にして、入射光２０の入射位こかもの入射光は
出射光１６の出射位置からの出射光として出射し光が通
過するが、出射光１６の出射位置即ち入射光１７の入射
位数からの入射光は入射光２０の入射位置からの出射光
として出射することがなく光が通過せず、光のアイソレ
ーションが実現される。

第２図は本発明による光アイソレータの第２の実施例を
示す概略平面図である０本実施例は上記第１実施例の光
アイソレータに光源及び導波路レンズを付加したもので
ある。尚、第２図において、上記第１図におけると同様
の部材には同一の符号が付されている。そして、本実施
例は第２図にあられれている部分のみに上記第１実施例
と異なる構成を有する。

第２図において、２４は光導波路９の端面部に貼付けら
れた光源たる半導体レーザであり、２６は半導体レーザ
２４とグレーティングカップラ１１との間の光導波路９
上に形成された導波路レンズである。該導波路レンズは
光集束性を有する透過型フレネルレンズである。

本実施例においては、半導体レーザ２４からの光束は光
導波路９内に導入されてＴＥモードの発散導波光２５と
して伝搬する。該導波光はフレネレンズ２５により平行
導波光に変換された上で、グレーティングカップラ１１
の部分に到達する。

該導波光は、以下、上記第１実施例におけると同様なふ
るまいをする。

本実施例は光学的情報記録再生装置の光ヘッドの構ｒ＆
要素として好適に利用することができる。

この場合、１７４波長板１５から適宜の距離隔てて対物
レンズを配置し、更に光束２２．２３の進行経路上に適
宜の光検出器を配置すればよい、特に、光検出器は光ア
イソレータに接合固定したり、あるいは集積化したりす
ることができ、これにより光ヘッドの小型化、軽量化及
び薄型化が実現でき、アクセス時間の短縮が可能となる
。

第３図は本発明による光アイソレータの第３の実施例を
示す概略部分断面図である。

第３図において、３１は使用光に対し透明な平行平板か
らなる基板であり、３２．３３はその表面に形成された
比較的屈折率の高い光導波路である０図示される様に、
基板３１の一端面は斜めに形成されており、該端面に近
接して光導波路３２．３３の表面上にはそれぞれ第３図
の紙面に垂直な方向のグレーティングカップラ３４．３
５が形成されている。基板３１の上記斜め端面には１／
４波長板３６が付与されている。

本実施例における２つのグレーティングカップラのうち
、一方のグレーティングカップラ３４は光導波路３２内
を伝搬するＴＥモード導波光を選択的に基板３１側へと
回折させるものであり、他力のグレーティングカップラ
３５は光導波路３３内を伝搬するＴＭモード導波光を選
択的に基板３１側へと回折させるものである。

以上の様な本実施例においては、光源からの光束３７は
光導波路３２内に導入されてＴＥモードの平行導波光３
８として伝搬し、グレーティングカップラ３４の部分に
到達する。該グレーティングカップラはグレーティング
ピッチを適宜設定したりして、導波光３８を基板３１側
へのみ回折させる様に構成されている。従って、導波光
３８はグレーティングカップラ３４により回折されて第
３図の紙面と垂直の方向に振動面をもつ直線偏光３９と
して基板３１内に入射し、斜め端面から１／４波長板３
６に入射する。そして、該１７４波長板を通過して、円
偏光４０として出射する。

一方、該１／４波長板３６に上記出射光４０と同一・の
円偏光４１を入射させる（たとえば、ｌ／４波長板３６
の創め下方に光軸に対し垂直に反射鏡を配置しておく等
して）と、該１／４波長板を透過後の光は第３図の紙面
内方向の振動面を有する直線偏光４２となって基板３１
内に入射し、更に光導波路３２内に入射してグレーティ
ングカップラ３４に到達する。上記の様に、グレーティ
ングカップラ３４はＴＥモモ−選択性を宥するので、入
射光４２は該グレーティングカップラ３４により回折さ
れることはなく、該光導波路３２と空気との界面で全反
射して光束４３として基板３１を経て光導波路３３内に
入射してグレーティングカップラ３５に到達する。上記
の様に、グレーティングカップラ３５はＴＭモモ−選択
性を有するので、入射光４３は該グレーティングカップ
ラ３５により回折せしめられ光導波路３３内を導波光４
４として伝搬し、直線偏光４５として出射する。

以上の様にして、入射光３７の入射位置からの入射光は
出射光４０の出射位置からの出射光として出射し光が通
過するが、出射光４０の出射位置即ち入射光４１の入射
位置からの入射光は入射光３７の入射位置からの出射光
として出射することがなく光が通過せず、光のアイソレ
ーションが実現される。

［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、光導波路及びグレーティン
グカップラを用い該グレーティングカップラの偏波特性
を利用しているので、バルク光学部品の偏光ビームスプ
リッタを使用する必要がなく、従って小型化、軽量化及
び特に薄型化が可能であり、更にバルク光学部品の偏光
ビームスプリッタの様に多層膜構造をとらないので、作
製工程の簡略化が実現され、ブレーナ技術により同時大
量作製が可撤となり、従ってコストダウンが可能となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明による光アイソレータの概略斜視
図であり、第１図（ｂ）及び第１図（Ｃ）はそれぞれそ
のＢ−Ｂ部分断面図及びＣ−Ｃ断面図である。 第２図は本発明による光アイソレータの概略平面図であ
る。 第３図は本発明による光アイソレータの概略部分断面図
である。 第４図は従来の光アイソレータの概略断面図である。 ９．１３，３２，３３：光導波路、 １１．１４，３４，３５ニ グレーティングカップラ、 １５．３６：ｌ／４波長板、 ２１．３１：基板。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）光導波路と、該光導波路に設けられたグレーティ
   ングカップラと、１／４波長板とを有することを特徴と
   する、光アイソレータ。
2. （２）同一基板の対向する表面にそれぞれ光導波路が形
   成されており、各光導波路にグレーティングカップラが
   設けられており、一方の光導波路のグレーティングカッ
   プラの偏波特性と他方の光導波路のグレーティングカッ
   プラの偏波特性とが異なる、特許請求の範囲第１項の光
   アイソレータ。
3. （３）一方の光導波路のグレーティングカップラから他
   方の光導波路のグレーティングカップラを経て１／４波
   長板へと至る光路が設定されている、特許請求の範囲第
   ２項の光アイソレータ。