JP3141212B2 - 光サーキュレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光通信、光計測などの分
野において使用される光サーキュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、４端子の光サーキュレータは、光
通信の分野において、主として光信号の分離および合成
のための回路素子として利用されている。図７はこのよ
うな従来の４端子光サーキュレータの構成を概略的に示
す上面図である。一般に、４端子光サーキュレータは筐
体１０１の側面にａ、ｂ、ｃおよびｄの４個の入出力端
子を備えている。このような光サーキュレータにおいて
は、たとえば第１の入出力端子ａに入射した光は全て第
３の入出力端子ｃに出力され、他の入出力端子には出力
されない。また、第３の入出力端子ｃに入力された光は
全て第２の入出力端子ｂに出力され、他の入出力端子に
は出力されない。

【０００３】同様に、第２の入出力端子ｂに入力された
光は全て第４の入出力端子ｄに出力され、その他の入出
力端子には出力されない。そして、第４の入出力端子ｄ
に入力された光は全て第１の入出力端子ａに出力され、
その他の入出力端子には出力されない。

【０００４】４端子光サーキュレータを構成する方法の
一つとして、非相反素子であるファラデー回転子が用い
られる場合がある。非相反素子は、外部磁界の存在下に
おいて光の進行方向に応じて偏光面の方向を回転させる
ことができる光学素子でその回転角が４５°である時、
４５°旋光板との組み合わせにより、順方向では偏光面
の回転角を９０°、逆方向では０°とすることができ
る。

【０００５】図８乃至図１２にはこのようなファラデー
回転子と４５°旋光板との組み合わせを利用した従来の
４端子光サーキュレータの具体的な構造および動作を示
す図である。図８（ａ）は４端子光サーキュレータの光
学素子部分の斜視図、図８（ｂ）は光サーキュレータの
各構成要素を分解して示す上面図である。図示するよう
に、ファラデー回転子７１と４５°旋光板７２とは相互
に接触配置されている。ファラデー回転子７１の４５°
旋光板７２とは反対側の面には第１の偏光分離プリズム
７３および第１の全反射プリズム７４が接合配置されて
いる。他方、４５°旋光板７２のファラデー回転子７１
とは反対側の面には第２の偏光分離プリズム７５および
第２の全反射プリズム７６が接合配置されている。ファ
ラデー回転子７１に印加するための外部磁界は図では省
略されているが磁界印加手段により矢印７７で示される
方向に発生される。

【０００６】第１の入出力端子ａは、第１の偏光分離プ
リズム７３の一面に光を水平方向に入力させるように配
置されている。第２の入出力端子ｂは、第１の偏光分離
プリズム７３の隣接する面に光を垂直方向に入力させる
ように配置されている。第３の入出力端子ｃは、第２の
偏光分離プリズム７５の一面から光を水平方向に入出力
させるように配置され、また第４の入出力端子ｄは、第
２の偏光分離プリズム７５の隣接する面に光を垂直方向
に入力させるようにそれぞれ配置されている。図８中の
矢印が付された実線７８はそれぞれ入出力光が通過する
光軸を示す。

【０００７】図９、図１０は図８に示す従来の４端子光
サーキュレータの動作を示す上面図で、図９は入力光が
第１の入出力端子ａから入射される場合を示し、図１０
は入力光が第３の入出力端子ｃから入射される場合を示
している。第１の入出力端子ａから入射される場合は図
９に示すように、入力光８１は第１の偏光分離プリズム
７３の一面に水平方向に入射する。ここで、入力光８１
は紙面に平行な水平偏光成分と、紙面に垂直な垂直偏光
成分を含んでおり、図では前者を縦方向の直線８２で、
また後者を丸印８３で表示している。

【０００８】入力光８１は第１の偏光分離プリズム７３
により、底面に対して水平偏光成分のみを有する水平偏
光８４と垂直成分のみを有する垂直偏光８５に分離され
る。水平偏光８４は入力光８１と同一方向に進行してフ
ァラデー回転子７１および４５°旋光板７２を通過し
て、その通過中に偏光面が９０°回転されて垂直偏光８
４´となり、第２の全反射プリズム７６および第２の偏
光分離プリズム７５に入射される。他方、垂直偏光８５
は、第１の偏光分離プリズム７３により入力光８１に対
して９０°の方向に曲げられ、第１の全反射プリズム７
４でさらに９０°その方向が曲げられ入力光８１と平行
な方向に進行する。垂直偏光８５は、水平偏光８４と同
様に、ファラデー回転子７１および４５°旋光板７２を
通過してその間に偏光面が９０°回転されて水平偏光８
５´として第２の偏光分離プリズム７５に入射される。
垂直偏光８４´および水平偏光８５´は、第２の偏光分
離プリズム７５において合成されて両偏光成分を有する
出力光８６として、第３の入出力端子ｃから送り出され
る。

【０００９】入力光が第３の入出力端子ｃから入射され
る場合は図１０に示すように、入力光８１は第３の入出
力端子ｃから第２の偏光分離プリズム７５の一面に水平
方向に入射する。入力光８１は第２の偏光分離プリズム
７５により、水平偏光８４と垂直偏光８５に分離され
る。水平偏光８４は入力光８１と同一方向に進行して４
５°旋光板７２およびファラデー回転子７１を通過す
る。しかし、その間においては偏光面の回転角度はゼロ
であるため、水平偏光８４として、第１の全反射プリズ
ム７４を介して第１の偏光分離プリズム７３に入射され
る。

【００１０】他方、垂直偏光８５は、第２の全反射プリ
ズム７６で９０°その方向が曲げられ入力光８１と平行
な方向に進行する。垂直偏光８５は、水平偏光８４と同
様に、４５°旋光板７２およびファラデー回転子７１を
通過するが、その間に偏光面は回転することなく垂直偏
光８５として、第１の偏光分離プリズム７３に入射され
る。水平偏光８４および垂直偏光８５は、第１の偏光分
離プリズム７３において合成されて両偏光成分を有する
出力光８６として、第２の入出力端子ｂから送り出され
る。このように、順方向と逆方向の入射光は、非相反素
子であるファラデー回転子の存在により、偏光面の方向
が非可逆的に変化され、これによって４端子光サーキュ
レータ内で異なる経路をたどることになる。

【００１１】図１１は入力光が第２の入出力端子ｂから
入射され、第４の入出力端子ｄに出力される場合を示
し、また図１２は入力光が第４の入出力端子ｄから入射
され、第１の入出力端子ａに出力されるる場合をそれぞ
れ示している。これらの場合も図９、図１０の場合とほ
ぼ同様な動作により光が伝送されるため、対応部分には
同一符号を付して示し、詳細な説明は省略する。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の４端
子光サーキュレータにおいては、ファラデー回転子およ
び４５°旋光板の両側に、偏光分離プリズムおよび全反
射プリズムを配列するため、その組み立てには非常に多
くの工数を要するという問題があった。すなわち、各光
学素子相互の位置合わせは、外部磁界を印加した状態で
光学素子に測定用のレーザ光を照射し、各光学素子の光
学特性を光パワーメータなどにより測定しながら各プリ
ズムを少しずつ動かして位置合わせを行い、最後に接着
固定を行う。この様な微妙な操作は、光サーキュレータ
の組み立て時に毎回４通りの光透過方法に対して行う必
要があるため、組み立て工数の増加を招き、製品の歩留
まり向上にも限界があった。

【００１３】従って本発明は、上記従来の光サーキュレ
ータの組み立て時の問題点を解決した新しい構造の４端
子光サーキュレータを提供することを目的とするもので
ある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、第１の
複屈折平行平板、第２の複屈折平行平板、入射光の偏光
面を４５°回転させるファラデー回転子、４５°旋光
板、第３の複屈折平行平板、および第４の複屈折平行平
板をこの順番に接合してなる接合体と、この接合体の前
記ファラデー回転子に前記角度のファラデー回転を生じ
させるために磁界を印加するように設けられた磁界印加
手段と、前記第１および第２の複屈折平行平板の端面に
対向し互いに離間された位置に設けられた第１および第
２の入出力ポートと、前記第３および第４の複屈折平行
平板の端面に対向し互いに離間された位置に設けられた
第３および第４の入出力ポートとを備え、前記第１の複
屈折平行平板は前記第２の複屈折平行平板に対して光の
入射面を小さくして、前記第１の入出力ポートからの入
射光は前記第１の複屈折平行平板を介することなく前記
第２の複屈折平行平板の端面に直接入射し、前記第２の
入出力ポートからの入射光は前記第１の複屈折平行平板
の端面に入射した後、この第１の複屈折平行平板により
分離された一方の偏光光がこの第１の複屈折平行平板の
一面で全反射して前記第２の複屈折平行平板に入射する
とともに、この第２の複屈折平行平板の一面で全反射し
て、前記ファラデー回転子に入射するように構成され、
前記第４の複屈折平行平板は前記第３の複屈折平行平板
に対して光の入射面を小さくして、前記第３の入出力ポ
ートからの入射光は前記第４の複屈折平行平板を介する
ことなく前記第３の複屈折平行平板の端面に直接入射
し、前記第４の入出力ポートからの入射光は前記第４の
複屈折平行平板の端面に入射した後、この第４の複屈折
平行平板により分離された一方の偏光光がこの第４の複
屈折平行平板の一面で全反射して前記第３の複屈折平行
平板に入射するとともに、この第３の複屈折平行平板の
一面で全反射して、前記４５°旋光板に入射するように
構成されたことを特徴とする光サーキュレータが提供さ
れる。

【００１５】また、本発明の光サーキュレータにおいて
は、前記第１の複屈折平行平板はその光入射面が前記第
２の複屈折平行平板の光入射面に対して下側のほぼ２分
の１を占めるように配置されており、前記第１の複屈折
平行平板はその下面において前記分離された一方の偏光
光が全反射し、前記第２の複屈折平行平板はその上面に
おいて全反射するように構成され、また、前記第４の複
屈折平行平板はその光入射面が前記第３の複屈折平行平
板の光入射面に対して上側のほぼ２分の１を占めるよう
に配置されており、前記第４の複屈折平行平板はその上
面において前記分離された一方の偏光光が全反射し、前
記第３の複屈折平行平板はその下面において全反射する
ように構成されている。

【００１６】さらに本発明によれば、前記第１乃至第４
の複屈折平行平板の上面あるいは下面は平滑面であり、
必要な場合は更に反射膜を形成することにより全反射が
生ずるように構成されている。

【００１７】なお、前記第１の複屈折平行平板と前記第
２の複屈折平行平板、及び前記第３の複屈折平行平板と
前記第４の複屈折平行平板はそれぞれ、あらかじめ一体
的に形成されても良い。

【００１８】

【実施例】以下に図面を用いて本発明の一実施例を説明
する。図１（ａ）は本発明の４端子光サーキュレータの
斜視図、図１（ｂ）は図１（ａ）に示した光サーキュレ
ータの各構成要素を分解して示す斜視図である。ファラ
デー回転子１１と４５°旋光板１２とは相互に隣接配置
されている。ファラデー回転子１１の４５°旋光板１２
とは反対側の面には第１の複屈折平行平板１３および第
２の複屈折平行平板１４が順次接触配置されている。他
方、４５°旋光板１２のファラデー回転子１１とは反対
側の面には第３の複屈折平行平板１５および第２の複屈
折平行平板１６が順次接触配置されている。

【００１９】ファラデー回転子１１に印加するための外
部磁界は、図示しない磁界印加手段により矢印１７で示
される方向に発生される。前記第１の複屈折平行平板１
３は前記第２の複屈折平行平板１４に対して光の入射端
面１８を小さくして、前記第１の入出力端子ａからの入
射光は前記第１の複屈折平行平板１３を介することなく
前記第２の複屈折平行平板１４の端面１９に直接入射す
るように構成されている。第１の複屈折平行平板１３の
下面には全反射面２０が形成されている。このため、第
２の入出力端子ｂからの入射光は前記第１の複屈折平行
平板１３の端面１８に入射した後、この第１の複屈折平
行平板１３により分離された一方の偏光成分である水平
偏光がこの第１の複屈折平行平板１３の下面で全反射し
て前記第２の複屈折平行平板１４に入射する。

【００２０】この第２の複屈折平行平板１４の上面にも
全反射面２１が形成されており、前記第１の複屈折平行
平板１３の下面で全反射して第２の複屈折平行平板１４
に入射した水平偏光が全反射面２１で全反射して、前記
ファラデー回転子に入射するように構成されている。前
記第４の複屈折平行平板１６も同様に、前記第３の複屈
折平行平板１５に対して光の入射端面２３を小さくし
て、前記第３の入出力端子ｃからの入射光は前記第４の
複屈折平行平板１６を介することなく第３の複屈折平行
平板１５の端面２２に直接入射するように構成されてい
る。

【００２１】第４の複屈折平行平板１６の上面には全反
射面２４が形成されている。このため、第４の入出力端
子ｄからの入射光は前記第４の複屈折平行平板１６の端
面２３に入射した後、この第４の複屈折平行平板１６に
より分離された水平偏光がその上面２４で全反射して前
記第３の複屈折平行平板に入射する。この第３の複屈折
平行平板１５の下面にも全反射面２５が形成されてお
り、前記第４の複屈折平行平板１６の上面で全反射して
第３の複屈折平行平板１５に入射した水平偏光が全反射
面２５で全反射して、前記４５°旋光板１２に入射する
ように構成されている。これらの第１乃至第４の複屈折
平行平板の上面あるいは下面の全反射面は複屈折平行平
板の側面を研磨して平滑面を形成するか、あるいは側面
上に反射膜、反射薄板を形成することにより全反射が生
ずるように構成されている。

【００２２】なお、図１（ｂ）中の両方向矢印２６は第
１乃至第４の複屈折平行平板の結晶軸の方向を示してい
る。また本発明の実施例ではファラデー回転子１１とし
ては磁性ガーネット膜を、４５°旋光板１２としてＳｉ
Ｏ₂ 単結晶板を、そして第１乃至第４の複屈折平行平板
１３、１４、１５、１６としてルチル偏光板をそれぞれ
用いた。ルチル偏光板は複屈折結晶である酸化チタン
（ＴｉＯ２）単結晶をその結晶軸に対して約４３°をな
す平面に沿って切り出したものである。このように切り
出した結晶は、結晶軸を含む面とそれに垂直な面では光
の屈折率が異なるため、この性質を利用して入射光を互
いに直交する偏光面を有する水平偏光および垂直偏光に
分離することができる。

【００２３】図２乃至図５はそれぞれ図１に示す本発明
の４端子光サーキュレータの動作を示す図で、各図の
（ａ）は上面図であり、（ｂ）は図（ａ）の破線Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅで示す切断面において端子ａからｃ方向
に各素子を見た場合の光束の位置および偏光面の方向を
示している。図２（ａ）は入力光が第１の入出力端子ａ
から入射される場合を示し、入力光３１は第２の複屈折
平行平板１４の端面１９に水平方向に入射する。ここ
で、入力光３１は紙面に平行な水平成分３２と、紙面に
垂直な垂直成分３３を含んでいるが、第２の複屈折平行
平板１４により、水平偏光３４と垂直偏光３５に分離さ
れる。

【００２４】垂直偏光３５は入力光３１と同一方向に進
行してファラデー回転子１１および４５°旋光板１２を
通過し、その通過中に図２（ａ）の矢印３８、３７で示
すように、偏光面が９０°回転されて水平偏光３５´と
なり、第３の複屈折平行平板１５に入射する。他方、水
平偏光３４は、第２の複屈折平行平板１４により入力光
３１に対して水平面内で所定の角度方向に偏光分離さ
れ、対向する端面で再び屈折されて入力光３１と平行な
方向に進行する。この水平偏光３４は、垂直偏光３５と
同様に、ファラデー回転子１１および４５°旋光板１２
を通過して偏光面が９０°回転されて垂直偏光３４´と
なり、第３の複屈折平行平板１５に入射する。前記水平
偏光３５´は第３の複屈折平行平板１５において入力光
３１方向に対して水平面内で所定の角度方向に偏光分離
され、対向端面において垂直偏光３４´と合成されて両
成分を有する出力光３６として、第３の入出力端子ｃか
ら送り出される。

【００２５】図３（ａ）は、入力光３１が第３の入出力
端子ｃから入力される場合を示している。図に示すよう
に、入力光３１は第３の入出力端子ｃから第３の複屈折
平行平板１５の端面２２に入射する。入力光３１は第３
の複屈折平行平板１５により、水平偏光３４と垂直偏光
３５に分離される。垂直偏光３５は入力光３１と同一方
向に進行して４５°旋光板１２およびファラデー回転子
１１を通過して、その間に偏光面は回転されることなく
垂直偏光３５として、第２の複屈折平行平板１４に入射
する。

【００２６】すなわち、第３の複屈折平行平板１５によ
り分離された垂直偏光３５（図３（ｂ）のＤ）は、４５
°旋光板１２により図３（ｂ）のＣの矢印３７で示され
る回転方向にその偏光面が４５°回転されるが、ファラ
デー回転子１１において図３（ｂ）のＢに矢印３８で示
されるように逆方向に回転され垂直偏光３５として第２
の複屈折平行平板１４に供給される。他方水平偏光３４
は、第３の複屈折平行平板１５において入力光３１に対
して水平面内で所定の角度方向に偏光分離され、対向端
面において再び入力光３１と平行な方向に進行する。水
平偏光３４は、垂直偏光３５と同様に、４５°旋光板１
２およびファラデー回転子１１を通過するが、その間に
偏光面は回転されず水平偏光３４として、第２の複屈折
平行平板１４に供給される。

【００２７】第２の複屈折平行平板１４に入射した水平
偏光３４は、屈折率の差により水平面内で所定の角度方
向に屈折進行し、第２の複屈折平行平板１４の上面の全
反射面２１により反射され、第１の複屈折平行平板１３
内に直進する。水平偏光３４の反射角は光サーキュレー
タの設計上非常に大きい（複屈折平行平板としてルチル
偏光板を用いる場合、屈折率は約５．７°であるため、
屈折角は約８４．３°となる）ため、通常は第２の複屈
折平行平板１４の上面を鏡面加工することにより全反射
を行うことができる。しかし、必要な場合には反射面に
金属被膜を被着して反射面としてもよい。第１の複屈折
平行平板１３内で直進した水平偏光３４は第１の複屈折
平行平板１３の下面の全反射面２０により再び反射さ
れ、第２の複屈折平行平板１４を介して第１の複屈折平
行平板１３内に供給された垂直偏光３５と平行になりこ
れと合成され、両偏光成分を有する出力光３６として、
第２の入出力端子ｂに出力される。

【００２８】図４（ａ）は入力光が第２の入出力端子ｂ
から入射される場合を示す。入力光３１は第１の複屈折
平行平板１３の端面１８に水平方向に入射する。ここ
で、入力光３１は水平偏光３４と垂直偏光３５に分離さ
れる。垂直偏光３５は入力光３１と同一方向に進行して
第２の複屈折平行平板１４を介してファラデー回転子１
１および４５°旋光板１２を通過し、その通過中に図４
（ｂ）に示すように、偏光面が９０°回転されて水平偏
光３５´となり、第３の複屈折平行平板１５に入射す
る。

【００２９】他方、水平偏光３４は、水平面内で所定の
角度方向に屈折進行し、第１の複屈折平行平板１３の下
面の全反射面２０により反射され、第２の複屈折平行平
板１４内に直進する。第２の複屈折平行平板１４内で直
進した水平偏光３４は第２の複屈折平行平板１４の上面
の全反射面２１により再び反射され、他端面から屈折出
力され、垂直偏光３５と平行方向にファラデー回転子１
１および４５°旋光板１２を通過する。この間に図４
（ｂ）に示すように、偏光面が９０°回転されて垂直偏
光３４´となり、第３の複屈折平行平板１５に入射す
る。この垂直偏光３４´は第３の複屈折平行平板１５内
を直進し、さらに第４の複屈折平行平板１６内を直進す
る。

【００３０】一方、第３の複屈折平行平板１５に入射し
た水平偏光３５´は屈折されて第３の複屈折平行平板１
５を水平面内で所定角度方向に進行し、第３の複屈折平
行平板１５の下面の全反射面２５により反射され、第４
の複屈折平行平板１６内に直進する。第４の複屈折平行
平板１６内で直進した垂直偏光３４´は第４の複屈折平
行平板１６の上面の全反射面２４により再び反射され、
他端面から屈折出力される。この屈折出力された垂直偏
光３４´は第３の複屈折平行平板１５を介して第４の複
屈折平行平板１６内に供給された水平偏光３５´と平行
になりこれと合成され、両偏光成分を有する出力光３６
として、第４の入出力端子ｄに出力される。

【００３１】図５（ａ）は、入力光３１が第４の入出力
端子ｄから入力される場合を示している。図に示すよう
に、入力光３１は第４の入出力端子ｄから第４の複屈折
平行平板１６の端面２３に入射する。入力光３１は第４
の複屈折平行平板１６により、水平偏光３４と垂直偏光
３５に分離される。垂直偏光３５は入力光３１と同一方
向に進行して４５°旋光板１２およびファラデー回転子
１１を通過して、その間に偏光面は回転されることなく
垂直偏光３５として、第２の複屈折平行平板１４に入射
する。すなわち、第２の複屈折平行平板１６により分離
された垂直偏光３５（図３（ｂ）のＤ）は、４５°旋光
板１２により図３（ｂ）のＣに矢印３７で示される回転
方向にその偏光面が４５°回転されるが、ファラデー回
転子１１において図３（ｂ）のＢに矢印３８で示される
ように逆方向に回転され垂直偏光３５として第２の複屈
折平行平板１４に供給される。

【００３２】他方、水平偏光３４は、第４の複屈折平行
平板１６において入力光３１に対して水平面内で所定の
角度方向に進行し、第４の複屈折平行平板１６の上面の
全反射面２４により反射され、第３の複屈折平行平板１
５内に直進する。第３の複屈折平行平板１３内で直進し
た水平偏光３４は第３の複屈折平行平板１５の下面の全
反射面２５により再び反射され、第３の複屈折平行平板
１５から垂直偏光３５と平行方向になって出力される。

【００３３】この水平偏光３４は、垂直偏光３５と同様
に、４５°旋光板１２およびファラデー回転子１１を通
過するが、その間に偏光面は回転されず水平偏光３４と
して、第２の複屈折平行平板１４に供給される。第２の
複屈折平行平板１４に入射した水平偏光３４は、屈折率
の差により水平面内で所定の角度方向に屈折進行し、第
２の複屈折平行平板１４に供給され直進する垂直偏光３
５と合成され、両偏光成分を有する出力光３６として、
第２の複屈折平行平板１４の端面１９から第１の入出力
端子ａに出力される。

【００３４】以上のような構造を有する本発明の４端子
光サーキュレータの製造方法について図６を参照して説
明する。４端子光サーキュレータを構成する光学素子に
対して同一の厚さを有するが、数倍乃至数１００倍の表
面積を有する大型板状のファラデー回転子１１´および
４５°旋光板１２´が積層配置され、さらにその上下に
は第２の複屈折平行平板１４´および第３の複屈折平行
平板１５´が積層配置されている。

【００３５】ファラデー回転子１１´は磁性ガーネット
膜で構成され、このファラデー回転子１１´を磁気飽和
させるため、リング状永久磁石６１が上記の積層体６２
を囲うように配置されている。第２の複屈折平行平板１
４´および第３の複屈折平行平板１５´は同一のルチル
偏光板を分割したものが用いられ、これにより両者の光
学的特性を一致させることができる。

【００３６】積層体６２には、これを透過するように測
定用のレーザー光などの光学調整用透過光６３を照射
し、この透過光量を測定しつつ、ファラデー回転子１１
´、４５°旋光板１２´、第２の複屈折平行平板１４´
および第３の複屈折平行平板１５´を矢印６４方向に回
転し、相互の角度位置が調整される。このように各積層
板は相互の位置関係が調整された後、相互に接着固定さ
れる。この際、接着面にて光の散乱、反射が生じないよ
うに光学素子表面にはあらかじめＡＲコーティングを施
す等の措置が必要である。このように接着固定された大
型積層体６２は、図６（ｂ）に示されるように、縦横マ
トリクス状のカット面６５により切断される。

【００３７】このように切断された個々の積層体６６に
より、４端子光サーキュレータ本体が形成される。この
後、積層体６６の必要な側面に研磨加工あるいは反射膜
の蒸着により全反射面を形成する。これらの積層体６６
の両端部には、図示しないが上記とは別に製造された第
１および第４の複屈折平行平板を光学調整用透過光の存
在下で位置合わせした後、接着固定する。また、第１乃
至第４の入出力端子ａ、ｂ、ｃおよびｄが設けられ、さ
らに外部磁界印加手段が設けられる。

【００３８】ところで、第１および第２の複屈折平行平
板１３、１４相互の接着面では透過光の反射、散乱ある
いは屈折が生じないように、第１および第２の複屈折平
行平板１３、１４と同一の屈折率を有する接着剤を用い
て接着するか、第１および第２の複屈折平行平板１３、
１４の接着面双方に対し、使用する接着剤に対応したＡ
Ｒコーティングを施すなどの対策を講ずる必要がある。

【００３９】このことは第３および第４の複屈折平行平
板１５、１６の間でも同様に必要である。このような対
策の他の手段は、第１および第２の複屈折平行平板１
３、１４あるいは第３および第４の複屈折平行平板１
５、１６を最初から一体に形成することである。すなわ
ち、片面に段差を設けたカギ型の複屈折平行平板を用い
ることにより上記の問題を解決することができる。この
場合、図６に示すような製造方法を全面的に適用するこ
とは構造上困難であるが、大型板状のファラデー回転子
１１´および４５°旋光板１２´のみからなる積層体あ
るいはこれに、第２の複屈折平行平板１４´および第３
の複屈折平行平板１５´のうちのいずれか一方を加えた
積層体に対しては図６に示すような製造方法を利用でき
る。この場合には、図６（ｂ）に示すように切り出され
た積層体の一方または両方の端面にカギ型の複屈折平行
平板を光学調整用透過光の存在下で位置合わせした後、
接着固定すればよい。

【００４０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、光
サーキュレータを全て板状の光学素子を積層接着するこ
とにより構成できるので、従来の光サーキュレータに比
較してその組み立て工程が極めて容易になる。さらに、
本発明の光サーキュレータはその構造上量産に適してお
り、本発明の製造方法を用いることにより、特性が揃っ
た光サーキュレータを歩留まりよく製造することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を説明する図で、図１（ａ）
は本発明の４端子光サーキュレータの斜視図、図１
（ｂ）は同図（ａ）に示した光サーキュレータの各構成
要素を分解して示す上面図である。

【図２】図１に示す本発明の４端子光サーキュレータの
動作を示す図で、（ａ）は入力光が第１の入出力端子ａ
から入射される場合を示し、（ｂ）は入力光の偏光面の
変化を示している。

【図３】図１に示す本発明の４端子光サーキュレータの
動作を示す図で、（ａ）は入力光が第３の入出力端子ｃ
から入射される場合を示し、（ｂ）は入力光の偏光面の
変化を示している。

【図４】図１に示す本発明の４端子光サーキュレータの
動作を示す図で、（ａ）は入力光が第２の入出力端子ｂ
から入射される場合を示し、（ｂ）は入力光の偏光面の
変化を示している。

【図５】図１に示す本発明の４端子光サーキュレータの
動作を示す図で、（ａ）は入力光が第４の入出力端子ｄ
から入射される場合を示し、（ｂ）は入力光の偏光面の
変化を示している。

【図６】本発明の４端子光サーキュレータの製造方法を
説明するための図で、（ａ）は大型積層板からなる積層
体の形成工程を示す斜視図、（ｂ）は切断工程を示す斜
視図である。

【図７】従来公知の４端子光サーキュレータの構成を示
す上面図である。

【図８】従来公知の４端子光サーキュレータの構成を示
す概略構造図で、（ａ）は斜視図、（ｂ）は光サーキュ
レータを構成する光学素子を分解して示す上面図であ
る。

【図９】図８に示す従来の４端子光サーキュレータの動
作を示す上面図で、入力光が第１の入出力端子ａから入
射される場合を示す。

【図１０】図８に示す従来の４端子光サーキュレータの
動作を示す上面図で、入力光が第３の入出力端子ｃから
入射される場合を示している。

【図１１】図８に示す本発明の４端子光サーキュレータ
の動作を示す上面図で、入力光が第２の入出力端子ｂか
ら入射される場合を示す。

【図１２】図８に示す本発明の４端子光サーキュレータ
の動作を示す上面図で、入力光が第４の入出力端子ｄか
ら入射される場合を示している。

【符号の説明】

１１ ファラデー回転子 １２ ４５°旋光板 １３〜１６ 第１〜第４の複屈折平行平板 ａ〜ｄ 第１〜第４の入出力端子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−61001（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−34633（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−19207（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−103519（ＪＰ，Ａ) 1991年電子情報通信学会秋季大会講演 論文集，Ｐｔ．４（1991年９月）ｐ．４ −127 (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 27/28

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の複屈折平行平板、第２の複屈折平
   行平板、入射光の偏光面を４５°回転させるファラデー
   回転子、４５°旋光板、第３の複屈折平行平板、および
   第４の複屈折平行平板をこの順番に接合してなる接合体
   と、この接合体の前記ファラデー回転子にファラデー回
   転を生じさせるための磁界を印加するように設けられた
   磁界印加手段と、前記第１および第２の複屈折平行平板
   の端面に対向し互いに離間された位置に設けられた第１
   および第２の入出力ポートと、前記第３および第４の複
   屈折平行平板の端面に対向し互いに離間された位置に設
   けられた第３および第４の入出力ポートとを備え、前記
   第１の複屈折平行平板は前記第２の複屈折平行平板に対
   して光の入射面を小さくして、前記第１の入出力ポート
   からの入射光は前記第１の複屈折平行平板を介すること
   なく前記第２の複屈折平行平板の端面に直接入射し、前
   記第２の入出力ポートからの入射光は前記第１の複屈折
   平行平板の端面に入射した後、この第１の複屈折平行平
   板により分離された一方の偏光光がこの第１の複屈折平
   行平板の一面で全反射して前記第２の複屈折平行平板に
   入射するとともに、この第２の複屈折平行平板の一面で
   全反射して、前記ファラデー回転子に入射するように構
   成され、前記第４の複屈折平行平板は前記第３の複屈折
   平行平板に対して光の入射面を小さくして、前記第３の
   入出力ポートからの入射光は前記第４の複屈折平行平板
   を介することなく前記第３の複屈折平行平板の端面に直
   接入射し、前記第４の入出力ポートからの入射光は前記
   第４の複屈折平行平板の端面に入射した後、この第４の
   複屈折平行平板により分離された一方の偏光光がこの第
   ４の複屈折平行平板の一面で全反射して前記第３の複屈
   折平行平板に入射するとともに、この第３の複屈折平行
   平板の一面で全反射して、前記４５°旋光板に入射する
   ように構成されたことを特徴とする光サーキュレータ。
2. 【請求項２】 前記第１の複屈折平行平板はその光入射
   面が前記第２の複屈折平行平板の光入射面に対して下側
   のほぼ２分の１を占めるように配置されており、前記第
   １の複屈折平行平板はその下面において前記分離された
   一方の偏光光が全反射し、前記第２の複屈折平行平板は
   その上面において全反射するように構成され、また、前
   記第４の複屈折平行平板はその光入射面が前記第３の複
   屈折平行平板の光入射面に対して上側のほぼ２分の１を
   占めるように配置されており、前記第４の複屈折平行平
   板はその上面において前記分離された一方の偏光光が全
   反射し、前記第３の複屈折平行平板はその下面において
   全反射するように構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の光サーキュレータ。
3. 【請求項３】 前記第１乃至第４の複屈折平行平板の上
   面あるいは下面は平滑面あるいは反射膜が形成されこれ
   により全反射が生ずるように構成されていることを特徴
   とする請求項２記載の光サーキュレータ。
4. 【請求項４】 前記第１の複屈折平行平板と前記第２の
   複屈折平行平板、及び前記第３の複屈折平行平板と前記
   第４の複屈折平行平板をそれぞれ、あらかじめ一体的に
   形成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記
   載の光サーキュレータ。