JPH03248116A - 光アイソレータ - 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】 概要 光アイソレータに関し、 装置の大型化、高価格化を避けつつ、高い消光比特性を
実現することを目的とし、 偏光子、ファラデー回転子及び検光子を光軸上にこの順
で配置してなる光アイソレータにおいて、上記偏光子及
び上記検光子を、透明基板と偏光分離膜を交互に積層し
、少なくとも２面の偏光分離膜を備えるように構成する
。

産業上の利用分野 本発明は、光アイソレータに関する。

光ファイバを伝送路とする例えば光通信システムにおい
ては、光源から光ファイバに入射した光が光フアイバ同
士の接続部等で反射して一部光源に戻ることがある。こ
のような反射帰還光が生じると、特に光源が高速動作し
ているＬＤ（半導体レーザ）である場合に、その動作が
不安定となり、伝送品質の劣化を避けられない。このた
め、反射帰還光を除去するた必の光アイソレータが必要
となっている。この種の光アイソレータは、通常、ＬＤ
と光ファイバを光学的に結合するためのレンズ系内に挿
入して使用されるため、消光比が高いことの他に、装置
への実装面から小型であることが要望される。

従来の技術 第４図は従来の光アイソレータの一構成例を示す図であ
る。永久磁石２１により飽和磁界を印加され常に同一方
向にファラデー回転を行う機能の４５°フアラデ一回転
子２２を光軸ＯＡ上に配置し、その前後に偏光子２３及
び検光子２４を配置し、しかも偏光子２３及び検光子２
４を４５°互いに回転させた位置関係において構成され
ている。

偏光子２３は、２つの三角柱ガラス基板２５．２６の斜
面間に偏光分離膜（多層膜）２７を介在させて構成され
ている。この偏光子２３の製造方法としては、一方の三
角柱ガラス基板２５の斜面上に電子ビーム蒸着法等によ
り偏光分離膜２７を形成し、光学接着剤を用いて三角柱
ガラス基板２５２６を一体化する方法で製造される。偏
光子２３への入射角を所定角度に設定することて、当該
入射面に平行な偏波面を有する偏光（Ｐ波）を透過し、
当該入射面に垂直な偏波面を有する偏光（Ｓ波）を反射
し、これにより偏光子としての機能を成すものである。

尚、検光子２４は偏光子２３と同一の構成である。

然して、偏光子２３を透過した図示しないＬＤからの平
行光ビームは、４５°フアラデ一回転子２２から偏波面
が４５°回転して出射される。この偏波面が４５°回転
した偏光は、検光子２４に対してそのＰ波となっている
ので、検光子２４を透過して出射される。一方、逆方向
にきた反射帰還光のうち検光子２４を透過した偏光は、
４５゜ファラデー回転子２２によりその偏波面を４５゜
回転され、偏光子２３においてそのＳ波として反射除去
される。このように、順方向の光は進み、逆方向の光は
除去されるものである。

発明が解決しようとする課題 一般に、光アイソレータ完成体としての消光比特性（ア
イソレーション）は、光アイソレータを構成する部品、
即ち、ファラデー回転子、偏光子、検光子のうち、それ
ぞれの消光比特性の最も劣るものにより制限される。そ
して、第４図に示したような構成の偏光子、検光子はフ
ァラデー回転子の消光比特性と比較して劣るため、アイ
ソレーションを高くすることができないという問題があ
った。

偏光子、検光子の消光比特性を向上せしめる一つの方法
として、第４図に示したような偏光子、検光子をそれぞ
れ２個以上並列に配置することが考えられるが、この構
成では装置が大型化し、近時の動向に逆行するものであ
りその採用は難しい。

また、偏光子、検光子として、上述したような偏光分離
膜を用いたものでなく、ルチル（Ｔｉ０２）等の復屈折
結晶から形成されたプリズムを用いるものがあるが、一
般に復屈折結晶を用いたものは偏光分離膜を用いたもの
と比較して、高い消光比を実現できるが、コスト高であ
るという欠点がある。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、装
置の大型化、高価格化を避けつつ、高い消光比特性を実
現することができる光アイソレータの提供を目的として
いる。

課題を解決するための手段 偏光子、４５°フアラデ一回転子及び検光子を光軸上に
この順で配置してなる光アイソレータにおいて、上記偏
光子及び上記検光子を、透明基板と偏光分離膜を交互に
積層し、少なくとも２面の偏光分離膜を備えるように構
成する。

尚、偏光子及び検光子は、従来例と同様に互いに４５°
回転した位置関係で配置されている。

また、偏光子を省略した構成、即ち、４５°フアラデ一
回転子及び検光子を光軸上にこの順で配置してなる光ア
イソレータにおいては、検光子のみを、透明基板と偏光
分離膜を交互に積層し、少なくとも２面の偏光分離膜を
備えるように構成する。

作　　　用 偏光子を具備した構成の光アイソレータについて説明す
ると、偏光子を透過した図示しないＬＤからの平行光ビ
ームは、４５°フアラデ一回転子から偏波面が４５°回
転して出射される。この偏波面が４５°回転した偏光は
、検光子に対してそのＰ波となっているので、検光子を
透過して出射される。一方、逆方向にきた反射帰還光は
、検光子に入射され、偏光子が透過しうる偏光面に対し
て４５°傾いた偏光面を有する光量外の光は、少なくと
も２面以上の偏光分離膜によって反射除去され、楕円化
率の小さい偏光がファラデー回転子に入射される。ファ
ラデー回転子に入射された偏光は、その偏波面を４５°
回転され、偏光子が透過しろる偏光面に対して９０°傾
いた偏光面を有する光（実際にはファラデー回転子の消
光比分だけ楕円化している）が偏光子に入射される。こ
の偏光は偏光子において少なくとも２面以上の偏光分離
膜によりそのＳ波として反射除去される。

このように、本発明によれば、偏光子及び検光子は２面
以上の偏光分離膜を備えているから、その消光比をファ
ラデー回転子のそれよりも高く設定することが可能であ
り、ファラデー回転子の消光比を光アイソレータ完成体
としての消光比とすることが可能である。そして、偏光
子、検光子は透明基板と偏光分離膜を交互に積層して構
成されるから、従来の偏光分離膜を用いた偏光子、検光
子を並列に２個以上配置するものと異なり、装置がそれ
ほど大型化することもない。さらに、複屈折結晶を用い
た偏光子、検光子と比較して製造等が簡易でありコスト
が安い。

また、偏光子を具備しない構成の光アイソレータについ
ては、上記作用の他に、偏光子が除かれることにより、
全体が更に小型化されるという作用がある。偏光子を除
いた構成で光アイソレータとしての機能がなされる理白
は以下の事実に基づく。即ち、一般にＬＤの出射光は実
質上直線偏光となっており、当該偏波面に直交する偏波
面を有する偏光成分の強度は当該偏光の強度と比較して
充分小さく、又、ＬＤに戻る反射帰還光が出射光の偏波
面と直交する偏波面を有する直線偏光である場合、つま
り、該反射帰還光が８射光の偏光成分を有していない場
合には、反射帰還光の影響はほとんどないということが
知られている。このた給、偏光子を除いた構成としても
、該反射帰還光のうち光源からの出射光の偏波面と同一
の偏波面を有する偏光成分を排除することができ、光ア
イソレータの機能が達成されるものである。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は本発明一実施例の光アイソレータの構成を示す
斜視図である。永久磁石１により飽和磁界を印加されて
常に同一方向にファラデー回転を行う機能の４５°フア
ラデ一回転子２を光軸ＯＡ上に配置し、その前後に偏光
子３及び検光子４を配置し、偏光子３及び検光子４を４
５°互いに回転させた位置関係において構成されている
。

偏光子３は第２図（ａ）及び（ｂ）にも示すように、２
つの三角柱ガラス基板５，６、の傾斜面に偏光分離膜（
多層膜）７．８を電子ビーム蒸着法等により形成し、各
三角柱ガラス基板５．６で平行四辺形柱ガラス基板９を
挟み込み、光学接着剤を用いて三角柱ガラス基板５、平
行四辺形柱ガラス基板９、及び三角柱ガラス基板６を一
体化する方法で製造されている。偏光子３への入射角を
所定角度に設定することで、当該入射面に平行な偏波面
を有する偏光（Ｐ波）を透過し、当該入射面に垂直な偏
波面を有する偏光（Ｓ波）を反射し、これにより偏光子
としての機能を成すものである。尚、検光子４は偏光子
３と同一の構成である。

また、第１図中、１０は本光アイソレータのケースであ
り、図示はしていないが、本光アイソレータの偏光子３
側の端部近傍には、レンズ及びＬＤが配置され、検光子
４側の端部近傍には、レンズ及び光ファイバが配置され
ている。

然して、図示しないＬＤから出射された光をレンズで平
行ビームにした後、その平行光を偏光子３により特定方
向の偏光のみ透過させ、他は反射除去する。偏光子３を
透過した偏光は、４５°フアラデ一回転子２から偏波面
が４５゛回転して出射される。この偏波面が４５°回転
した偏光は、検光子４を透過し、図示しないレンズによ
り集束されて光ファイバに入射するようになっている。

一方、光ファイバから逆方向にきた光は、検光子４に入
射され、１段目の偏光分離膜７により偏光子３に対して
４５°回転した光以外の光が反射され（実際には当該反
射されるべき光が若干は透過する）、さらに、２段目の
偏光分離膜８により、１段目の偏光分離膜７を透過した
光のうち、漏れた偏光子３に対して４５°回転した光以
外の光が反射され、４５°フアラデ一回転子２に入射さ
れる。

４５゛フアラデ一回転子２に入射された偏光は、該４５
°フアラデ一回転子２により偏波面が更に４５°回転し
て出射される。従って、偏光子３に対して９０°回転し
た偏光（実際にはファラデー回転子２の消光比分だけ楕
円化している）が出射され、偏光子３に入射される。偏
光子３に入射された偏光は、１段目の偏光分離膜７によ
り反射除去され（実際にはその一部が漏れる）、さらに
２段目の偏光分離膜８により、１段目の偏光分離膜７を
透過した（漏れた）光が反射除去され、ＬＤ等に達しな
いようになっている。

本実施例によれば、偏光子３及び検光子４はそれぞれ２
面の偏光分離膜７，８を備えているから、従来の１面構
成のものより高い消光比を実現でき、その消光比をファ
ラデー回転子２の消光比よりも高く設定することが可能
であり、ファラデー回転子２の消光比を光アイソレータ
完成体としての消光比とすることができる。そして、偏
光子３、検光子４はガラス基板５．６．９と偏光分離膜
７゜８を交互に積層して構成されるから、第４図に示し
た従来構成の偏光分離膜を用いた偏光子、検光子を並列
に２個以上配置するものと異なり、装置がそれほど大型
化することもない。さらに、複屈折結晶を用いた偏光子
、検光子と比較して製造等が簡易でありコストが安い。

第３図は本発明の他の実施例を示す光アイソレータの構
成を示す斜視図である。第１図の構成と同一の構成部分
には同一の番号が付しである。永久磁石１により飽和磁
界を印加されて常に同一方向にファラデー回転を行う機
能の４５°フアラデ一回転子２を光軸ＯＡ上に配置し、
４５°フアラデ一回転子２に密着して検光子３を配置し
たものである。検光子３は第１図に示した一実施例にお
ける偏光子又は検光子と同様にガラス基板５，６゜９の
間に２面の偏光分離膜７．８を介在させて構成されてい
る。一実施例と比較してその構成が簡略化され、装置の
小型化が図られているものである。機能については上記
一実施例の説明から容易に類推できるのでその説明は省
略する。

尚、上記２つの実施例においては、偏光子３又は検光子
４は２面の偏光分離膜７，８をガラス基板５．６．９間
に介装して構成しであるが、本発明はこれに限定されず
、例えば第２図において、平行四辺形柱ガラス基板９と
同一形状の他の平行四辺形柱ガラス基板をさらに設け、
その一方の斜面に偏光分ｌＩ！膜を形成して、三角柱ガ
ラス基板５゜６の間に、平行四辺形柱ガラス基板９と当
該性の平行四辺形柱ガラス基板を介在させて、接着・−
体化することにより３面の偏光分離膜を備えるように構
成することができる。さらに多面の偏光分離膜を備えて
構成することもできる。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、偏光子又は検光
子を、透明基板間に少なくとも２面以上の偏光分離膜を
介在させて構成したから、偏光子又は検光子をそれほど
大型化せずにその消光比を高くすることができ、光アイ
ソレータ完成体として、装置をそれほど大型化すること
なくその消光比を高くすることができるという効果を奏
する。

そして、偏光分離膜を用いた構成であるから、複屈折結
晶等を用いたものと比較して安価になるという効果もあ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の構成を示す斜視図、第２図（
ａ）及び（ｂ）は本発明一実施例の偏光子、検光子の構
成を説胡するための図、 第３図は本発明他の実施例の構成を示す斜視図、第４図
は従来技術の構成を示す斜視図である。 ２・・・４５°フア ３・・・偏光子、 ４・・・検光子、 ５．６．９・・・ガラス基板、 ７．８・・・偏光分離膜。 ラブ−回転子、

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、偏光子（３）、ファラデー回転子（２）及び検光子
   （４）を光軸（ＯＡ）上にこの順で配置してなる光アイ
   ソレータにおいて、 上記偏光子（３）及び上記検光子（４）を、透明基板（
   ５、６、９）と偏光分離膜（７、８）を交互に積層し、
   少なくとも２面の偏光分離膜（７、８）を備えるように
   構成したことを特徴とする光アイソレータ。 ２、ファラデー回転子（２）及び検光子（４）を光軸（
   ＯＡ）上にこの順で配置してなる光アイソレータにおい
   て、 上記検光子（４）を、透明基板（５、６、９）と偏光分
   離膜（７、８）を交互に積層し、少なくとも２面の偏光
   分離膜（７、８）を備えるように構成したことを特徴と
   する光アイソレータ。