JPH0451013A - 光サーキュレータ - 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】 〈産業上の利用会費〉 本発明は低損失で高アイソレージ璽ンの偏光無依存光サ
ーキュレータに関する。

〈従来の技術〉 第５図に、従来の偏光無依存光サーキュレータの代表的
な構成を示す。

第５図のものは４端子の光サーキュレータであり、４本
の光ファイバ１−１〜１−４と、４つのレンズ２−１〜
２−４と、各１つのファラデー素子３及び旋光素子４と
、各２つの偏光ビームスプリッタ５−１．５−２及び直
角プリズム６−１．６−２とからなる。

第５図の従来の光サーキュレータでは、いずれかの光フ
ァイバ１−ｉ（ｉ＝１〜４）からレンズ２−　ｉを通し
て無偏光が一方の偏光ビームスプリッタ５−１又は５−
２に入射し、ここで電界の振動面が互いに直交する２つ
の直線観光ビームに分離される。これら２つの直線ａ光
ビームは、ファラデー素子３と旋光素子４を通過するこ
とによってそれぞれ振動面を０度又は９０度回転させら
れた後、他方の偏光ビームスプリッタ５−２又は５−１
で合波され、所定の光ファイバ１−ｊ（ｊ＝１〜４、］
≠ｉ）から出射される。

ところで、上述の従来の偏光無依存光サーキュレータで
は、成る光ファイバ１−１からの入力光が所定の光ファ
イバ１−ｊへ結合する光路と、他の光ファイバ１−　ｋ
　（ｋ＝１〜４、ｋ≠１１に≠Ｊ）からの入力光が所定
の光ファイバ１−１に結合する光路とが重なっている。

そのため、ファラデー素子３や旋光素子４での振動面の
回転角精度が十分ではない場合、又は偏光ビームスプリ
ッタ５−１．５−２の消光比が十分ではない場合、所定
のアイソレージ曹ンを得ることができないという不都合
があった。

特に、偏光ビームスプリッタ５−１．５−２はそれぞれ
の偏光ビームスプリッタで生じる不要偏光成分が加わる
ように配置されているので、偏光ビームスプリッタ５−
１又は５−２の消光比以上のアイソレージシンは達成で
きない。

この問題を改善するため、第５図の構成中、レンズ２−
１．２−３と偏光ビームスプリッタ５−１との間、レン
ズ２−２．２−４と偏光ビームスプリッタ５−２との間
に、複屈折結晶板（図示省略）を付加した光サーキュレ
ータが提案されている（特願平１−１５６０１８号「偏
光無依存光回路」）。

この光サーキュレータでは、成る光ファイバ１−ｉ（ｉ
＝１〜４）からの無偏光は、消光比の大きい複屈折結晶
板で電界の振動面が互いに直交する２つの直線観光ビー
ムに予め分離された後、偏光ビームスプリッタ５−１又
は５−２に入射する。従って、偏光ビームスプリッタ５
−１又は５−２の消光比に応じて発生する不要偏光ビー
ムの光路は、他の光ファイバ１−ｋ（ｋ＝１〜４、ｋ、
４ｉ）から入射されて光ファイバ１−　ｉに結合する信
号光ビームの光路とは重ならない。この結果、被屈折結
晶板を付加した光サーキュレータでは、そのアイソレー
ジ窮ンは偏光ビームスプリッタ５−１又は５−２の消光
比にあまり依存しない。

しかし、被屈折結晶板を付加した光サーキユレータにお
いても、基本的には第５図の構成なので、各端子から放
射される信号光ビームが全て、同一のファラデー素子３
及び旋光素子４を通過することになり、アイソレージ奮
ンがファラデー素子３や旋光素子４の振動面の回転誤差
に大きく依存するという間Ｉ［は改善されていない。

〈発明が解法しようとする課題〉 本発明の目的は、ファラデー素子や旋光素子の振動面の
回転角精度や、偏光ビームスプリッタの消光比のアイソ
レージロンに及ぼす影響が小さい光サーキュレータの構
造を提供し、これにより低損失で高アイソレージＷンの
偏光無依存光サーキュレータを実現することにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明による偏光無依存光サーキュレータの構成は、 光サーキュレータ端子の数がＮを自然数として２（Ｎ＋
１）個ある光サーキュレータにおいて、 Ｎ＋１枚の偏光分離膜が等角度をなして交わる偏光ビー
ムスプリッタと、 光ファイバと、この光ファイバに結合したレンズと、こ
のレンズに結合した偏光分離素子と、直線偏光の方位を
＋４５度回転する第１の旋光素子及び第１の旋光素子に
並列に配置され直線偏光の方位を一４５度回転する第２
の旋光素子と、直線偏光の方位を＋４５度回転し、偏光
分離素子に第１及び第２の旋光素子を挾んで、あるいは
第１及び第２の旋光素子に挾まれて結合したファラデー
素子とを有し、光ファイバから入力される無偏光を上記
偏光ビームスプリッタのｐｌｉ光の状態の２つの直線偏
光ビームとして偏光ビームスプリッタに出力し、偏光ビ
ームスプリッタから入力されるＳ偏光の状態の２つの直
線偏光ビームを合波して出力するＮ＋１個のＡ群の光サ
ーキュレータ端子と、 光ファイバと、この光ファイバに結合したレンズと、こ
のレンズに結合した偏光分離素子と、直＆ＩＩ偏光の方
位を＋４５度回転する第１の旋光素子及び第１の旋光素
子に並列に配置され直線偏光の方位を一４５度回転する
第２の旋光素子と、直線偏光の方位を＋４５度回転し、
偏光分離素子に第１及び第２の旋光素子を挾んで、ある
いは第１及び第２の旋光素子に挾まれて結合したファラ
デー素子とを有し、光ファイバから入力される無偏光を
上記偏光ビームスプリッタのＳ偏光の状態の２つの！！
１１１１光ビームとして偏光ビームスプリッタに出力し
、偏光ビームスプリッタから入力されるｐ偏光の状態の
２つの直線偏光ビームを合波して出力するＮ＋１個のＢ
群の光サーキュレータ端子とを具備し、 Ａ群、Ｂ群の光サーキュレータ端子と上記偏光ビームス
プリッタとの配置関係が、Ａ群の各光サーキュレータ端
子にはＢ群の別々の１つの光サーキュレータ端子からの
光が上記偏光ビームスプリッタの２つの偏光分離膜で反
射して結合し、Ｂ群の各光サーキュレータ端子にはＡ群
の別々の１つの光サーキュレータからの光が偏光ビーム
スプリッタの２つの偏光分離膜を透過して結合すること を特徴とするものである。

く作　　　用〉 従来の偏光無依存光サーキュレータでは、前述の如く各
端子から放射される信号光ビームが全て、同一のファラ
デー素子及び旋光素子を通過する構成となっている。し
かも偏光ビームスプリッタが光サーキュレータの偏光無
依存化のためと、光ビームの出力方向を決めるための２
つの機能に共用されていた。

これに対して本発明の光サーキュレータでは、各端子毎
にファラデー素子と旋光素子と偏光無依存化のための偏
光分離素子とがあり、また各偏光分離素子とは別に光ビ
ームの出力方向を決める偏光ビームスプリッタがある。

そして、漏洩がある光路に治って偏光ビームスプリッタ
の偏光分離膜が縦続配置され、漏洩光を次々と除去する
。

従って、ファラデー素子や旋光素子の振動面の回転角精
度や偏光ビームスプリッタの消光比が光サーキュレータ
のアイソレージロンに及ぼす影響が減り、低損失且つ高
アイソレ−シリンが実現する。

く実　施　例〉 第１図を参照して本発明の一実施例である４端子偏光無
依存光サーキュレータを説明する。

第１図において、偏光ビームスプリッタ１２は２枚の偏
光分離膜が等角度（９０度）をなして１つの直線上で交
差しているものであり、この直線で仕切られる４枚の偏
光分離膜片にそれぞれ対向するように４つの光サーキュ
レータ端子１５−ｉ（ｉ＝１〜４）を配置しである。

各光サーキュレータ端子１５−１は、光ファイバ７−　
ｉと、レンズ８−　ｉと、第１の旋光素子９−　ｉと、
第２の旋光素子１０−　ｉと、ファラデー素子１１−１
と、偏光ビームスプリッタ１３−１と、直角プリズム１
４−１とから構成しである。但し、偏光ビームスプリッ
タ１３−１と直角プリズム１４−１の組合せが偏光無依
存化の偏光分離素子を形成している。

第１の各旋光素子９−　ｉはこれを通過する直ｌ！帽光
の方位（電界の振動面）を＋４５度回転する第２の各旋
光素子１０−１はこれを通過する直線偏光の方位を一４
５度回転するものとし、各端子１５−１にて第１、第２
両旋光素子９−　ｉと１０−ｉを並列に配置しである。

また、ファラデー素子１１−１は、光ファイバ？　−ｉ
から偏光ビームスプリッタ１２に進行する直線偏光につ
いてはこれを一４５度回転し、偏光ビームスプリッタ１
２から光ファイバ７−　ｉに進行する直線偏光について
はこれを＋４５度回転するものとしている。

なお、偏光方向の回転は光の進行方向を基準に考えてお
り、回転角の正負については、回転が逆方向であること
だけに意味がある。

各光サーキュレータ端子１５−１では、光ファイバ７−
１と、レンズ８−　ｉと、偏光分離素子（偏光ビームス
プリッタ１３−１と直角プリズム１４−　ｉ　）と、並
列配置した第１、第２の旋光素子９−ｉ、１０−ｉと、
ファラデー素子１１−　ｉとをこの順で配置しである。

（旋光素子とファラデー素子の順序は逆でも良い。） また、４つの光サーキュレータ端子のうち、２つの端子
１５−１，１５−３と他の２つの端子１５−２，１５−
４とては第１．第２の旋光素子の配置が異なり、前者の
２つの端子１５−１．１５−３では偏光ビームスプリッ
タ１３−１．１３−３側に第１の旋光素子９−１゜９−
３を、直角プリズム１４−１．１４−３側に第２の旋光
素子１０−１．１０−３を配置し、後者の２つの端子１
５−２，１５−４では偏光ビームスプリッタ１３−２．
１３−４側に第２の旋光素子１０−２．１０−４を、直
角プリズム１４−２．１４−４３に第１の旋光素子９−
２．９−４を配置しである。

これにより、２つの光サーキュレータ端子１５−１．１
５−３では偏光ビームスプリッタ１２にｐ偏光状態の２
つの直１ｌｌｌｌｉ光ビームを出力し、また偏光ビーム
スプリッタ１２がら入力される８１Ｍ光状態の２つの直
線偏光ビームを合波する。また、他の２つの光サーキ二
レータ端子１５−２，１５−４では逆に、偏光ビームス
プリッタ１２にｓ偏光状態の直線偏光ビームを出力し、
また偏光ビームスプリッタ１２から入力されるｐｌＨ光
状態の２つの直線偏光ビームを合波することになる。

更に、２つの光サーキュレータ端子１５−１と１５〜２
を偏光ビームスプリッタ１２を挾んで正対させ、他の２
つの光サーキュレータ端子１５−３と１５−４も偏光ビ
ームスプリッタ１２を挾んで正対させてあね、別の組合
せの２つの光サーキュレータ１５−１と１５−４を偏光
ビームスプリッタ１２の同じ一辺に配置し、他の２つの
光サーキュレータユ５−２と１５−３も偏光ビームスプ
リッタ１２の他の一辺に配置しである。

この配置により、４つの光サーキュレータ端子１５−１
〜１５−４のうち、端子１５−Ｊには端子１５−４から
の光が偏光ビームスプリッタ１２の２つの偏光分離膜で
反射して結合し、端子１５−２には端子１５−１からの
光が偏光ビームスプリッタ１２の２つの偏光分離膜を透
過して結合し、端子１５−３には端子１５−２からの光
が偏光ビームスプリッタ１２で反射して結合し、端子工
５−４には端子１５−３からの光が偏光ビームスプリッ
タ１２を透過して結合するようになる。

次に、光サーキュレータとしての動作を説明する。

（１）　　１１４子１５−１に外部から信号光が入射す
る場合： 光ファイｔ＜　７−１から放射された光は、レンズ８−
１で平行光ビームにされ、偏光ビームスプリッタ１３−
１によって電界の振動面が第１図の紙面に平行な直線偏
光（直線偏光ビームＡと呼ぶ）と、同紙面に垂直な直線
偏光（直線調光ビームＢと呼ぶ）とに分離される。

まず、直線偏光ビームＡは偏光ビームスプリッタ１３−
１を通過した後、旋光素子９−１（＋４５度回転）とフ
ァラデー素子１ｌ−１（−４５度回転）とを通過して偏
光ビームスプリッタ１２に入射するので、結局、偏光方
位の回転はない。

一方、直線偏光ビームＢは偏光ビームスプリッタ１３−
１と直角プリズム１４−１で反射した後、旋光素子１Ｏ
−１（−４５度回転）とファラデー素子１ｌ−１（−４
５度回転）とを通過するので、結局、偏光方位が９０度
回転して偏光ビームスプリッタ１２に入射する。

即ち、端子１５−１では直線偏光ビーム人、、直線偏光
ビームＢともに、ｐ偏光で偏光ビームスプリッタ１２に
入射するので、この偏光ビームスプリッタ１２を通過し
、隣りの端子１５−２のファラデー素子１１−２に達す
る。

そして、直線偏光ビームＡは、端子１５−２のファラデ
ー素子１ｌ−２（＋４５度回転）と旋光素子１Ｏ−２（
−４５度回転）を通過しても偏光方位の回転がなく、ｐ
偏光の状態で偏光ビームスプリッタ１３−２に入射する
。

一方、直線偏光ビームＢは、端子１５−２内で、ファラ
デー素子１ｌ−２（＋４５度回転）と旋光素子９−２（
＋４５度回転）とを通過して偏光方位が９０度回転し、
次いで直角プリズム１４−２で反射し、Ｓ偏光の状態で
偏光ビームスプリッタ１３−２に入射する。

従って、直線ＩＩｉ光ビームＡと直ｌＩｌ［偏光ビーム
Ｂは、偏光ビームスプリッタ１３−２で合波され、レン
ズ８−２で集束されて光ファイバ７−２に結合する。

（２）端子１５−２に外部から信号光が入射する場合： 光ファイバ７−２から放射された光は、レンズ８−２で
平行光ビームにされ、偏光ビームスプリッタ１３−２に
よって電界の振動面が紙面に平行な直線偏光（直線偏光
ビームＣと呼ぶ）と、垂直な直線偏光（直線偏光ビーム
Ｄと呼ぶ）とに分離される。

まず、直線偏光ビームＣは偏光ビームスプリッタ１３−
２を通過した後、旋光素子１Ｏ−２（−４５度回転）と
ファラデー素子１ｌ−２（−４５度回転）とを通過し、
結局、偏光方向を９０度回転して偏光ビームスプリッタ
１２に入射する。

一方、直線偏光ビームＤは偏光ビームスプリッタ１３−
２と直角プリズム１４−２で反射した後、旋光素子９−
２ｆ＋４５度回転）とファラデー素子（−４５度回転）
とを通過して偏光ビームスプリッタ１２に入射するので
、結局、偏光方位の回転はない。

即ち、端子１５−２ではＭ線傷光ビームＣＸ［ｖ！ｉ偏
光ビームＤともに、Ｓ偏光で偏光ビームスプリッタ１２
に入射するので、この偏光ビームスプリッタ１２で反射
し、隣りの端子１５−３のファラデー素子１１−３に達
する。

そして、直線偏光ビームＣば、端子１５−３のファラデ
ー素子１ｌ−３（＋４５度回転）と旋光素子９−３（＋
４５度回転）を通過して偏光方位が９０度回転し、ｐｌ
！光の状態で偏光ビームスプリッタ１３−３に入射する
。

一方、直線偏光ビームＤは、ファラデー素子１ｌ−３（
＋４５度回転）と旋光素子１Ｏ−３（−４５度回転）を
通過するので偏光方位の回転がな（、直角プリズム１４
−３で反射した後、５４１ｉ光の状態で偏光ビームスプ
リッタ１３−３に入射する。

従って、直線偏光ビームＣと直Ｓ偏光ビームＤは、偏光
ビームスプリッタ１３−３で合波され、レンズ８−３で
集束されて光ファイバ７−３に結合する。

（３）端子１５−３に外部から信号光が入射する場合： 光ファイバ７−３から放射された光については、前項（
１）で説明した端子１５−１の光ファイバ７−１から入
射した光と同様に考えることにより、端子１５−４の光
ファイバ７−４に結合する。

（４）端子１５−４に外部から信号光が入射する場合： 光ファイバ７−４から入射された光については、前項（
２）で説明した端子１５−２の光ファイバ７−２から入
射した光と同様１こ考えることにより、端子１５−１の
光ファイバ７−１に結合する。

従って、４つの光サーキュレータ端子の間で、端子１ｓ
−１→端子１５−２、端子１５−２→端子１５−３、端
子１５−３→端子１５−４、端子１５−４→端子１５−
１と光が結合する光サーキュレータの動作が行われる。

次に、高アイソレーションの達成について説明する。こ
こては、端子１５−１から端子１５−４への光の漏洩を
例にして、定性的な説明をする。また、光漏波は理解の
容易のため２つに分けて考える。

即ち、偏光ビームスプリッタ１２に入射する光は、ｐ偏
光だけでなく、偏光ビームスプリッタ１３−１の消光比
や、旋光素子９−１、旋光素子１０−１及びファラデー
素子１１−１それぞれの偏光方位回転角の誤差に関係し
た量のＳ偏光が含まれる。

まず、光量の大きいｐｌｉ光のうち、ファラデー素子１
１−４に入射するの１よ偏光ビームスプリッタ１２の漏
洩分であり、端子１５−４の構成が端子１５−２の構成
と同じであるので、漏洩したｐ偏光は光ファイバ７−４
に結合する。

しかしながら、端子１５−１のファラデー素子１１−１
から端子１５−４のファラデー素子１１−４へ至るｐ偏
光の、偏光ビームスプリッタ１２での漏洩では、通常の
偏光ビームスプリッタを２段縦続接続した偏光フィルタ
と同等の減衰を受けているので、第５図に示した従来構
成の光サーキュレータに比べて、ｐ偏光の漏洩によるア
イソレーションの劣化は大幅に改善される。

一方、ファラデー素子１１−１からＳ偏光で偏光ビーム
スプリッタ１２に入射した成分の大部分は、偏光ビーム
スプリッタ１２で反射してファラデー素子１１−４に入
射する。

このＳ偏光のうち、ファラデー素子１ｌ−４（＋４５度
回転）と旋光素子１Ｏ−４（−４５度回転）を通過した
光は、偏光方位が回転しないので、偏光ビームスプリッ
タ１３−４で大部分が反射される。また、ファラデー素
子１ｌ−４（−＋−４５度回転）と旋光素子９−４（＋
４５度回転）を通過した光（よ、偏光方位が９０度回転
するので、大部分が偏光ビームスプリッタ１３−４を通
過する。

従って、ファラデー素子１１−１からＳ偏光で偏光ビー
ムスプリッタ１２に入射する光による漏洩については、
偏光ビームスブリッタ１２に入射する光量が従来の光サ
ーキュレータの漏洩量程度に微少光量であること、そし
て、光ファイバ７−４に結合するのは偏光ビームスプリ
ッタ１３−４でフィルタされるので、微少光量のうちの
更に微少量であることから、従来の光サーキュレータに
比べて、Ｓ偏光の漏洩によるアイソレーションの劣化も
大幅に改善される。

以上のように、光ファイバ７−１から光ファイバ７−４
へのアイソレージ嘗ンは、ファラデー素子１１−１と１
１−４、旋光素子９−１と９−４、あるいは旋光素子１
０−１と１０−４における振動面の回転角精度が従来と
同程度であっても、また偏光ビームスプリッタ１２．１
３−１及び１３−４の消光比が従来と同程度であっても
、大幅に改善されろ。

更に、ファラデー素子１．１−２、旋光素子９−２と１
０−２、直角プリズム１４−２、偏光ビームスプリッタ
１３−２などの間の接合面における反射を十分に小さく
しておけば、光ファイバ７−１から放射された光が光フ
ァイバ７−３の方向に進行しないことは明らかである。

これと同様にして、光ファイバ７−２から放射された光
が光ファイバ７−１と７−４に結合せず、光ファイバ７
−３から放射された光が光ファイバ７−１と７−２に結
合せず、また、光ファイバ７−４から放射された光が光
ファイバ７−２と７−３に結合しないことは、容易に理
解できる。従って、本発明の光サーキュレータでは高ア
イソレージ璽ンが達成できる。

なお、各光サーキュレータ端子１５−１における旋光素
子９−　ｉと旋光素子１０−１の位置を第１図の実施例
と上下逆にすれば、光の結合が上記の説明とは逆回りの
サーキュレータとなる。また、偏光ビームスプリッタ１
３−１と直角プリズム１４−１の組合わせは、サバール
板などの他の偏光分離素子を用いても同等の機能を得る
ことができる。

第２図と第３図は本発明の別の実施例の上面図と側面図
であって、図中の符号は第１図に示した実施例と同じも
のを示している。第１図と第２図、第３図との比較から
判るように、本実施例では、光サーキュレータ端子１５
−ｉを９０度回転している。このことによって、光サー
キュレータ端子１５−１と光サーキュレータ端子１５−
４間、あるいは、光サーキュレータ端子１５−２と光サ
ーキュレータ端子１５−３間の間隔を狭めることができ
、偏光ビームスプリッタ１２の辺も短くできるので、光
ファイバ７−１と光ファイバ？−ｊ（ｉ≠Ｊ）間の光路
長を短くできる。

なお、第２図、第３図に示した実施例では偏光ビームス
プリッタ１３−１が第１図の実施例に対し９０度回転し
ているので、第１図の実施例と同じ動作、即ち端子１５
−１→端子１５−２、端子１５−２→端子１５−３、端
子１５−３呻端子）５−４、端子１５−４→端子１５−
１の光サーキュレータの動作を得るため、旋光素子９−
１と旋光素子１０−１の位置を第１図の実施例とは入換
えている。

旋光素子９−　ｉと旋光素子１０−１の位置を第１図の
実施例と同じにすれば、光の結合が第１図で説明したの
とは逆回りの光サーキュレータとなることは明らかであ
る。

第４図は本発明の更に別の実施例として、６端子の慣光
無依存光サーキュレータを示す。

第４図において、偏光ビームスプリッタ１６は３枚の偏
光分離膜が等角度（６０度）をなして１つの直線上で交
差しているものであり、この直線で仕切られる６枚の偏
光分ｌｉ！膜片にそれぞれ対向して、６つの光サーキュ
レータ端子１５−　ｉ　　（ｉ　＝　１〜６）を配置し
である。

各光サーキュレータ端子１５−１は、第１図及び第２図
、第３図の各＊施例と同様、光ファイバ７−ｉと、レン
ズ８−１と、第１の旋光素子９−　ｉと、第２の旋光素
子１０−　ｉと、ファラデー素子１１−１と、偏光ビー
ムスプリッタ１３−ｉと、直角プリズム１４−１とから
構成しである。

光サーキュレータの動作及び高アイソレージ璽ンの原理
は第１図の実施例と同じであり、本実施例においても、
光サーキュレータ端子１５−１．１５−３．１５−５か
らそれぞれ放射される２つの直線偏光ビームがｐ偏光状
態であり、光サーキュレータ端子１５−２．１５−４、
ｌ５−６からそれぞれ放射される２つの直線偏光ビーム
がＳ偏光状態であるとすると、端子１５−１→端子１５
−２、端子１５−２→端子１５−３、端子１５−３→端
子１５−４、端子１５−４→端子１５−５、端子１５−
５→端子１５−６、端子１５−６→端子１５−１の光サ
ーキュレータとなることは明らかである。また、光サー
キュレータ端子１５−１から放射される直線偏光ビーム
が上記とは逆の偏光状態であれば、光の結合が上記とは
逆回恒の光サーキュレータとなることも明らかである。

第４図の実施例のように本発明を適用すれば、従来例と
は異なり、４端子以上の光サーキュレータも低損失且つ
高アイソレージ褒ンで実現できる。

要するに、光が入出力される端子の数がＮを自然数とし
て２（Ｎ＋１）個である偏光無依存光サーキュレータの
場合は、 （ａｌ　　（Ｎ　＋　１　）枚の偏光分離膜が等角度を
なして１つのＭｌｓで交わる偏光ビームスプリッタ（１
２，１６）と、 （ｂｌ　　光ファイバ（７）、レンズ（８）、偏光分離
素子（１３，１４）、直線偏光の方位を±４５度回転す
る旋光素子（９）、これと並列に配置した直線偏光の方
位を一４５度回転する旋光素子（１０）、直線偏光の方
位を±４５度回転するファラデー素子（１１）で構成さ
れ、光ファイバ（７）から入力される無偏光を上記偏光
ビームスプリッタ（１２゜１６）のｐ偏光の状態の２つ
の直線偏光ビームとして出力しあるいは、上記偏光ビー
ムスプリッタ　（１２，１６）から入力されるＳ偏光の
状態の２つの直線偏光ビームを光ファイバ（７）に合波
して出力するＡ群の（Ｎ＋１）個の光サーキュレータ端
子（１５−１゜１５−３．１５−５　　・１５−２Ｎ＋
１）と、（Ｃ１光ファイバ（７）　　レンズ（８）　、
Ｉｉ光分離素子（１３，１４）　、直線偏光の方位を±
４５度回転する旋光素子（９）、これと並列に配置した
直線偏光の方位を一４５度回転する旋光素子（１０）　
、直線偏光の方位を±４５度回転するファラデー素子（
１１）で構成され、光ファイバ（７）から入力されろ無
偏光を上記偏光ビームスプリッタ　（１２゜１６）の５
ＩｌｉＢ光の状態の２つの直線偏光ビームとして出力し
、あるいは、上記偏光ビームスプリッタ　（１２，１６
）から入力されるｐ偏光の状態の２つの直線偏光ビーム
を光ファイバ（７）に合波して出力するＢ群の（Ｎ＋１
）個の光サーキ、Ｌ、−タ端子（１５−２，１５−４，
１５−６・・１５−２　（Ｎ＋１）　）とで光サーキュ
レータを構成する。

そして、偏光ビームスプリッタ（１２，１６）、Ａ群の
光サーキュレータ端子（１５−１，１５−３。

１５−５・・・）及びＢ群の光サーキュレータ端子（１
５−２，１５−４，１５−６・・・）、これらの間の位
置関係としては、 （ｄｌ　　Ｂ群中の１番目の光サーキュレータ端子（１
５−２）は、Ａ群中の１番目の光サーキユレータ端子（
１５−１）からの光が偏光ビームスプリッタ（１２，１
６）の２つの偏光分離膜を透過して結合する位置に配置
し、 （ｅｊ　　Ａ群中の２番目の光サーキュレータ端子（１
５−３）は、Ｂ群中の１番目の光サーキユレータ端子（
１５−２）からの光が偏光ビームスプリッタ（１２，１
６）の２つの偏光分離膜で反射して結合する位置に配冒
し、 ｉｆｌ　　Ｂ群中の２番目の光サーキュレータ端子（１
５−４）は、Ａ群中の２番目の光サーキユレータ端子（
１５−３）からの光が偏光ビームスプリッタ（１２，１
６）の２つの偏光分離膜で透過して結合する位置に配置
し、 億）　以下順に、Ａ群中の光サーキュレータ端子の光が
偏光ビームスプリッタを透過してＢ群中の光サーキュレ
ータ端子へ結合し、Ｂ群中の光サーキュレータ端子の光
が偏光ビームスプリッタ（１２，１６）の２つの偏光分
離膜で反射してＡ群中の光サーキユレータ端子へ結合す
るように配置し、 （（転）最後に、Ａ群中の１番目の光サーキュレータ端
子（１５−１）は、Ｂ群中の第（Ｎ−１−１）番目の光
サーキュレータ端子（１５−２（Ｎ＋１））からの光が
偏光ビームスプリッタ（１２，１６）の２つの偏光分離
膜て反射して結合する位置に配置する。

但し、光サーキュレータ端子（１５−ｉ　）内での各端
子の配置は、 ＋ｉｌ　　光ファイーバ（７−ｉ　）　、レンズ（８−
ｉ　）、偏光分離素子（１３−ｉ、　１４−ｉ）　、並
列の旋光素子（９ｉ、１Ｏ−１）、ファラデー素子（１
１−λ）の順でも、 （ｊｌ　　光ファイバ（７−ｉ　）　、レンズ（８−ｉ
　）偏光分離素子（ユ３−ｊ、１４−ｉ）、ファラデー
素子（１１−ｉ）、並列の旋光素子（９−ｉ、１０ｉ）
の順でも良い。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明では、光サーキュレータの
各端子ごとにファラデー素子および旋光素子を有する構
成であり、また、偏光無依存化のための偏光ビームスプ
リッタと光ビームの出力方向を決めるための偏光ビーム
スプリッタとを分離しであることにより、ファラデー素
子や旋光素子の振動面の回転角精度や偏光ビームスプリ
ッタの消光比がそのアイソレージ算ンに及ぼす影響を従
来の光サーキュレータの場合より低減することができる
。この結果、低損失かつ高アイソレーションの偏光無依
存光サーキュレータが実現できるという効果がある。ま
た、４端子以上の光サーキュレータが実現できるという
効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の偏光無依存光サーキュレータの実施例
を示す図、第２図は本発明の偏光無依存光サーキュレー
タの別の実施例を示す上面図、第３図は第２図の側面図
、第４図は本発明存光サーキュレータの構成例を示す図
である。 は旋光素子、１０−ｉは旋光素子、１１−１はファラデ
ー素子、１２は偏光ビームスプリッタ、１３−１は偏光
ビームスプリッタ、１４−ｉは直角プリズム、１５−ｉ
は光サーキュレータ端子、１６は偏光ビームスプリッタ
。 第２図 実施例 （上面図） 第３図 実施例 （側面図） 第４図 実施例

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光サーキュレータ端子の数がＮを自然数として２（Ｎ＋
   １）個ある光サーキュレータにおいて、Ｎ＋１枚の偏光
   分離膜が等角度をなして交わる偏光ビームスプリッタと
   、 光ファイバと、この光ファイバに結合したレンズと、こ
   のレンズに結合した偏光分離素子と、直線偏光の方位を
   ＋４５度回転する第１の旋光素子及び第１の旋光素子に
   並列に配置され直線偏光の方位を−４５度回転する第２
   の旋光素子と、直線偏光の方位を±４５度回転し、偏光
   分離素子に第１及び第２の旋光素子を挾んで、あるいは
   第１及び第２の旋光素子に挾まれて結合したファラデー
   素子とを有し、光ファイバから入力される無偏光を上記
   偏光ビームスプリッタのｐ偏光の状態の２つの直線偏光
   ビームとして偏光ビームスプリッタに出力し、偏光ビー
   ムスプリッタから入力されるｓ偏光の状態の２つの直線
   偏光ビームを合波して出力するＮ＋１個のＡ群の光サー
   キュレータ端子と、 光ファイバと、この光ファイバに結合したレンズと、こ
   のレンズに結合した偏光分離素子と、直線偏光の方位を
   ＋４５度回転する第１の旋光素子及び第１の旋光素子に
   並列に配置され直線偏光の方位を−４５度回転する第２
   の旋光素子と、直線偏光の方位を±４５度回転し、偏光
   分離素子に第１及び第２の旋光素子を挾んで、あるいは
   第１及び第２の旋光素子に挾まれて結合したファラデー
   素子とを有し、光ファイバから入力される無偏光を上記
   偏光ビームスプリッタのｓ偏光の状態の２つの直線偏光
   ビームとして偏光ビームスプリッタに出力し、偏光ビー
   ムスプリッタから入力されるｐ偏光の状態の２つの直線
   偏光ビームを合波して出力するＮ＋１個のＢ群の光サー
   キュレータ端子とを具備し、 Ａ群、Ｂ群の光サーキュレータ端子と上記偏光ビームス
   プリッタとの配置関係が、Ａ群の各光サーキュレータ端
   子にはＢ群の別々の１つの光サーキュレータ端子からの
   光が上記偏光ビームスプリッタの２つの偏光分離膜で反
   射して結合し、Ｂ群の各光サーキュレータ端子にはＡ群
   の別々の１つの光サーキュレータからの光が偏光ビーム
   スプリッタの２つの偏光分離膜を透過して結合すること を特徴とする光サーキュレータ。