JPH03287113A - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、製造並びに光ファイバとの結合が容易な光ア
イソレータに関する。

〈従来の技術〉 光アイソレータは、光の進行を一方向に制限する機能を
有するものであり、光ファイバを使用した光伝送網で使
用される。

ところで、光ファイバを進行する光は、長い距離を進む
うちに偏光方向が変換されてしまうので、光ファイバの
一端に一定方向の直線偏光を入射しても他端ではランダ
ムな偏光が観測される。かかる理由から、光ファイバを
使用した光伝送網では、偏光の方向に依存しない透過率
を有する、いわゆる偏波無依存型の光アイソレータが要
求される。

このような光アイソレータとしては、例えば第３図〜第
５図に示すものが知られている。

第３図に示す光アイソレータは特公昭６１５８８０９号
公報に示されるものであり、２枚のくさび型ルチル結晶
３１ａ、３１ｂと、これらの間に配置されるファラデー
回転子３２とを組合せたものである。そして、光ファイ
バ３３から出射されレンズ３４で平行光とされた光は、
第１のルチル結晶３１ａの通過により常光及び異常光に
分離されるが、ファラデー回転子３２により偏光面が回
転されてそれぞれ第２のルチル結晶３１ｂ内部での常光
・異常光に対応するようになるので、第２のルチル結晶
３１ｂ通過後には常光及び異常光は互いに平行になる。

したがって、全ての光線がレンズ３５により光ファイバ
３６へ集光できる。一方、光ファイバ３６から出射され
る光は第２のルチル結晶３１ｂで常光及び異常光に分離
された後、さらにファラデー回転子３２により、それぞ
れ第１のルチル結晶３１ａ内部の異常光及び常光へと変
換されるので、光ファイバ３３へは集光されず、光アイ
ソレータとして作用する。

第４図に示す光アイソレータは特開昭５５２２７２９号
公報に示されるものであり、２枚の平板型のルチル結晶
４１ａ、４１ｂと、これらの間に配置されるファラデー
回転子４２と旋光性結晶４３とを組合せたものである。

そして、光ファイバ４４から出射される光は、レンズ４
５により光ファイバ４６へ集光される構成となっている
。

また、第５図に示す光アイソレータも特開昭５５−２２
７２９号公報に示されるものであり、３枚のルチル結晶
５１ａ　、　５１ｂ　、　５１ｃと、ファラデー回転子
５２とを組合せたものである。そして、この場合も、光
ファイバ５３から出射される光は、レンズ５４により光
ファイバ５５へ集光される構成となっている。

第４図及び第５図に示す構成においても、第３図に示す
ものと同様に、光ファイバ４４゜５３から出た光は全て
それぞれ光ファイバ４６゜５５に入射するが、逆方向の
光は光ファイバ４４．５３に入射しないようになってい
る。

〈発明が解決しようとする課題〉 上述したように、第３図〜第５図に示すような従来の偏
波無依存型アイソレータは、異方性のある結晶を切り出
し、組合せて配置して製造しなければならず、結晶軸に
合せた切り出し、厚みを揃えた切り出し、軸を揃えた配
置等を行う上て難点があった。

また、このような光アイソレータと光ファイバとの結合
は通常、屈折率分布型ロッドレンズ（商品名：セルフォ
ックマイクロレンズ）を用いて行われるが、光学系のア
ライメントが微妙であり、光ファイバとの結合は必ずし
も高くはなかった。さらに、レンズを通過するため、表
面での反射・散乱による特性の低下も無視できなかっｔ
こ。

本発明はこのような事情に鑑み、製造が容易で安価であ
り、光ファイバとの結合性が高い偏波無依存型の光アイ
ソレータを提供することを目的とする。

く課題を解決するための手段〉 上記目的を達成する本発明に係る光アイソレータは、両
者のクラッドの屈折率が異なる２本のシングルモードフ
ァイバを並べてその中央部同志を融着・延伸してなるこ
とを特徴とする。

く作　　　用〉 上記構成によると、クラッドの屈折率が他方より相対的
に低い第１の光ファイバから入射した光は融着部におい
て他方の第２の光ファイバへ漏れ出る。一方、この第２
の光ファイバ、すなわちクラッドの屈折率が他方より相
対的に高い方の光ファイバから逆に光を入射しても融着
部において他方、すなわち上記第１の光ファイバへ（よ
漏れ出ない。

したがって、上記第１の光ファイバから上記第２の光フ
ァイバへは光を通すが、その逆は通さないという光アイ
ソレータとなる。

なお、偏光子を用いていないので、偏波無依存型である
。

く実　施　例〉 以下、本発明を実施例に基づいて説明する。

第１図（，１には一実施例に係る光アイソレータの外観
を、第１図（ｂｌにはその融着部の断面及び屈折率プロ
ファイルをそれぞれ示す。両図に示すように、光アイソ
レータ１０は、２本の光ファイバ１１．１２の中央部同
志を融着・延伸して細径の融着部１３とした、融着バイ
コニカル・テーパファイバカプラ形状を有するものであ
る。製造方法は通常のカプラと同様であるが、用いる光
ファイバが異なる。

本実施例の光ファイバ１１．１２は、屈折率プロファイ
ルが等しいが、屈折率の絶対値が異なるシングルモード
光ファイバであり、この場合、光ファイバ１１の屈折率
の方が光ファイバ１２より大きくなっている。すなわち
、光ファイバ１１のクラッドｌｌａとコア１１、　ｂと
の間の比屈折率差及び倍率は、光ファイバのクラッド１
２ａとコア１２ｂとの間の比屈折率差及び倍率とそれぞ
れ等しくなっているが、光ファイバ１１のクラッドｌｌ
ａの屈折率と光ファイバ１２のコア１２ｂの屈折率とが
等しくなっている。

このような関係を有する光ファイバ１１゜１２としては
、光ファイバ１１としてＳ　ｉ　０２−ＧｅＯ２コア、
５ｉｎ２クラツドシングルモードフアイバ、光ファイバ
１２として５ＩＯ２コア、Ｓ　ｉ　Ｏ２−Ｆクラッドシ
ングルモードファイバを用いればよい。

このような光アイソレータ１０においては、光ファイバ
１２の一方の端部１２Ａから入射した光は融着部１３に
おいて光ファイバ１１へ漏れ出て光ファイバ１１の他方
の端部１１Ｂへ出射するが、光ファイバ１１（７）端部
１１Ｂから入射した光は融着部１３で光ファイバ１２へ
は漏れ出す、光ファイバ１２の端部１２Ａからは出射し
ない。したがって、端部１２Ａと端部１１　Ｂとの間で
光アイソレータとして使用できる。また、同様に光ファ
イバ１２の他方の端部１２Ｂと光ファイバ１１の端部１
１Ａとの間でも光アイソレータとして使用できる。

光ファイバ１１として５１０２・ＧｅＯ２コア。

５ＩＯ２クラッドＳＭファイバ、光ファイバ１２として
純ＳｉＯ２コア、５ｉＯ２−ＦクラッドＳＭファイバで
、共にクラツド径が１２５μｍ１コア径が８．５μｍ１
Δｎが０．３２％、カットオフ波長が１．３μｍのもの
を使用して、上記構成の光アイソレータ１０を製造した
。乙のときの延伸・融着条件は、光ファイバ１２から光
ファイバ１１への１．５３μｍの光の損失が最低となる
ように調整した。

このような光アイソレータ１０において、端部１２Ａか
ら端部１１Ｂ方向での光損失と、？ 端部１１Ｂから端部１２Ａ方向での光損失を、１．５３
μｍの光にて測定したところ、それぞれ０．５　ｄＢ、
　３０　ｄＢであった。

以上説明した光アイソレータ１０は偏光子を用いていな
いため、偏波無依存型であることは言うまでもない。

また、光アイソレータ１０は光ファイバからなるので、
光ファイバとの結合効率が高く、突き合せて融着接続す
れば、例えばＳ　ｉ　０２−ＧｅＯ２コアファイバと、
ＳｉＯ２コア、５ｉｎ２−Ｆクラッドファイバとの間の
結合であっても０．０１程度の接続損失が容易に達成で
きる。

ここで、光ファイバ１１と光ファイバ１２とは上述した
ものに限定されず、例えば両者の屈折率プロファイルは
全く同じでなくてもよく、少なくとも両者のクラッドが
異っていれば光アイソレータとしての作用を示す。しか
し、屈折率が高い方のクラッドの屈折率は、他方の光フ
ァイバのコアの屈折率と同じかまたは多少高く設定する
のが好ましい。

８ 次に、上記実施例の光アイソレータ１０をファイバ増幅
器に使用した例を第２図を参照しながら説明する。

第２図において、２１は波長１．５３μｍの信号光光源
であるＤＦＢレーザ、２２は出力２０ｍＷの励起光用の
レーザダイオード、２３は合波カプラ、１４ばＥｒドー
プファイバ（Ｅｒ濃度３００ｐｐｍ、長さ２０ｍ）から
なる増幅用ファイバ、２５，２６はそれぞれ約数１０ｋ
ｍの光ファイバ、２７，２８はファイバコネクタであり
、点線内が光増幅器を構成している。そして、上記実施
例の光アイソレータ１０は、増幅用ファイバ２４の出射
端に端部１２Ａを、光増幅器の出射側のファイバコネク
タ２８の内側に端部１１Ｂをそれぞれ結合するように設
けられている。

かかる構成において、信号光をＤＦＢレーザ２１から出
射して光ファイバ２５を通して光コネクタ２７から導入
すると共に増幅器内のレーザダイオード２２から励起光
を出射すろと、両方の光は光カプラ２３で合波されて増
幅用ファイバ２４に導入され、信号光は増幅される。増
幅された光は光アイソレータ１゜を通ってファイバコネ
クタ２８から光ファイバ２６へ出射される。

ここで、光アイソレータ１０はファイバコネクタ２８か
らの反射光が増幅用ファイバ２４に入るのを防止してい
る。すなわち、かかる反射光は光アイソレータ１０の端
部１１Ａから逃げてしまう。

したがって、光アイソレータ１０を設けないと、ファイ
バコネクタ２８での反射光も増幅用ファイバ２４に入っ
て増幅されてしまい、高周波数での信号を増幅するとき
のノイズ発生の原因となるが、本実施例では光アイソレ
ータ１０によりこのようなノイズを零とすることができ
る。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明の光アイソレータは、従来
の偏波無依存型の光アイソレータのようにルチル結晶、
ファラデー回転子。

旋光性結晶などを使わずに光ファイバのみを材料とする
ので安価であり、また、結晶の切り出し調整、研磨も不
要で且つ光学系のアライメントも不要であるので、製造
・使用時取付がきわめて容易であり、さらに、従来の結
晶表面での散乱・反射の影響から解放され、しかも光フ
ァイバとの結合効率が著しく高いという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌは本発明の一実施例に係る光アイソレータ
の外観図、第１図ｆｂ）はその断面及び屈折率プロファ
イルを示す説明図、第２図はその光フアイバ増幅器への
応用を示す説明図、第３図〜第５図はそれぞれ従来技術
に係る光アイソレータを示す説明図である。 図面中、 １０は光アイソレータ、 １１．１２は光ファイバ、 １１ａ、１２ａはクラッド、 １ ２− １１ｂ、１２ｂはコア、 １３は融着部である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 両者のクラッドの屈折率が異なる２本のシングルモード
   ファイバを並べてその中央部同志を融着・延伸してなる
   ことを特徴とする光アイソレータ。