JPH0527202A - 光フアイバ形偏光補償器 - Google Patents
光フアイバ形偏光補償器Info
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- JPH0527202A JPH0527202A JP18657291A JP18657291A JPH0527202A JP H0527202 A JPH0527202 A JP H0527202A JP 18657291 A JP18657291 A JP 18657291A JP 18657291 A JP18657291 A JP 18657291A JP H0527202 A JPH0527202 A JP H0527202A
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- Japan
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- optical fiber
- liquid crystal
- optical
- light
- transparent electrode
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 34
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- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 32
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- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 11
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Landscapes
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 光損が小さく薄いという液晶の特徴を損うこ
となく、偏光制御機能を有する偏光補償器を提供するこ
とである。 【構成】 光軸を一致させて対向させた２本の光ファイ
バ５０１、５０２の対向面にそれぞれ透明電極５０４、
５０５を設け、その透明電極５０４、５０５間に液晶５
０３を充填した構成とした。
となく、偏光制御機能を有する偏光補償器を提供するこ
とである。 【構成】 光軸を一致させて対向させた２本の光ファイ
バ５０１、５０２の対向面にそれぞれ透明電極５０４、
５０５を設け、その透明電極５０４、５０５間に液晶５
０３を充填した構成とした。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はコヒーレントな光の偏光
状態を変化させる光学部品に関するものであり、コヒー
レント光通信や光計測に有用である。
状態を変化させる光学部品に関するものであり、コヒー
レント光通信や光計測に有用である。
【０００２】
【従来の技術】偏光補償器としては従来より、水晶板の
複屈折を利用する水晶波長板が良く知られている。図１
は、水晶波長板の機能を説明するための図であって、１
０１は入射光波の光線すなわち入射光線、１０２は透過
光波の光線すなわち透過光線、１０３は水晶板、１０４
は水晶板の平板面、１０５は常光の光学軸、１０６は異
常光の光学軸、１０７は常光の光波の電界振動方向、１
０８は異常光の光波の電界振動方向、１０９は水晶板の
厚みを示している。常光の光学軸１０５と異常光の光学
軸１０６は互に垂直であって、平板面１０４に平行であ
る。入射光線１０１および透過光線１０２は平板面１０
４に垂直である。
複屈折を利用する水晶波長板が良く知られている。図１
は、水晶波長板の機能を説明するための図であって、１
０１は入射光波の光線すなわち入射光線、１０２は透過
光波の光線すなわち透過光線、１０３は水晶板、１０４
は水晶板の平板面、１０５は常光の光学軸、１０６は異
常光の光学軸、１０７は常光の光波の電界振動方向、１
０８は異常光の光波の電界振動方向、１０９は水晶板の
厚みを示している。常光の光学軸１０５と異常光の光学
軸１０６は互に垂直であって、平板面１０４に平行であ
る。入射光線１０１および透過光線１０２は平板面１０
４に垂直である。
【０００３】入射光波の真空中での波長をλ、水晶板の
厚み１０９をｄ、常光に対する水晶板の屈折率をｎ0 、
異常光に対する水晶板の屈折率をｎa とすると、水晶板
を透過した後の、常光と異常光の位相差Γは次式で表さ
れる。
厚み１０９をｄ、常光に対する水晶板の屈折率をｎ0 、
異常光に対する水晶板の屈折率をｎa とすると、水晶板
を透過した後の、常光と異常光の位相差Γは次式で表さ
れる。
【０００４】
【数１】
【０００５】Γが９０°であるような波長板はλ／４波
長板と呼ばれており、Γが１８０°であるような波長板
はλ／２波長板と呼ばれている。
長板と呼ばれており、Γが１８０°であるような波長板
はλ／２波長板と呼ばれている。
【０００６】図２はλ／４波長板の機能を説明するため
の図であって、２０１は入射光波の光線すなわち入射光
線、２０２は透過光波の光線すなわち透過光線、２０３
はλ／４波長板、２０４および２０５は光学軸である。
２０６は入射光波の電界ベクトルの先端の軌跡すなわち
偏光状態を示しており、２０７は透過光波の偏光状態を
示している。
の図であって、２０１は入射光波の光線すなわち入射光
線、２０２は透過光波の光線すなわち透過光線、２０３
はλ／４波長板、２０４および２０５は光学軸である。
２０６は入射光波の電界ベクトルの先端の軌跡すなわち
偏光状態を示しており、２０７は透過光波の偏光状態を
示している。
【０００７】偏光状態２０６が直線偏光で、その方向が
光学軸２０４および２０５に対して４５°である場合、
この光波の伝播は振幅が入射光波の振幅の１／√２に等
しい常光成分と異常光成分が伝播すると考えることがで
き、λ／４波長板２０３を透過後の電界ベクトルは等振
幅で位相差が９０°の電界のベクトル和で与えられる。
従って透過光波の電界ベクトルの先端の軌跡は円とな
り、円偏光と呼ばれる光波となる。λ／２波長板の場合
には、λ／４波長板を２枚重ねたものと考えることがで
き、透過光波は直線偏光となり、その方向は入射光波の
偏光の方向に対して９０°回転した方向となる。
光学軸２０４および２０５に対して４５°である場合、
この光波の伝播は振幅が入射光波の振幅の１／√２に等
しい常光成分と異常光成分が伝播すると考えることがで
き、λ／４波長板２０３を透過後の電界ベクトルは等振
幅で位相差が９０°の電界のベクトル和で与えられる。
従って透過光波の電界ベクトルの先端の軌跡は円とな
り、円偏光と呼ばれる光波となる。λ／２波長板の場合
には、λ／４波長板を２枚重ねたものと考えることがで
き、透過光波は直線偏光となり、その方向は入射光波の
偏光の方向に対して９０°回転した方向となる。
【０００８】偏光補償器の他の例は液晶の複屈折性を利
用するものである。液晶にはいくつかの特異な光学的性
質があるが、そのうちの一つに電界制御複屈折効果があ
る。
用するものである。液晶にはいくつかの特異な光学的性
質があるが、そのうちの一つに電界制御複屈折効果があ
る。
【０００９】図３は液晶を用いた偏光補償器の機能を説
明するための図であって、３０１は入射光波の光線すな
わち入射光線、３０２は透過光波の光線すなわち透過光
線、３０３は液晶、３０４および３０５は透明電極、３
０６および３０７は透明ガラス、３０８および３０９は
光学軸、３１０は入射光波の偏光状態、３１１は透過光
波の偏光状態である。
明するための図であって、３０１は入射光波の光線すな
わち入射光線、３０２は透過光波の光線すなわち透過光
線、３０３は液晶、３０４および３０５は透明電極、３
０６および３０７は透明ガラス、３０８および３０９は
光学軸、３１０は入射光波の偏光状態、３１１は透過光
波の偏光状態である。
【００１０】液晶は透明電極３０４および３０５の間に
印加された電圧を変化させると、常光と異常光の位相差
が可変であるという特徴を有する。すなわち、印加電圧
によって、透過光波の偏光状態を制御できることにな
る。
印加された電圧を変化させると、常光と異常光の位相差
が可変であるという特徴を有する。すなわち、印加電圧
によって、透過光波の偏光状態を制御できることにな
る。
【００１１】図４は液晶の印加電圧と透過光波の位相差
の関係の一例であって、文献（Ｊ．Lightwave Technol
ogy Vol.8, No.3 1990. P.460 ）から引用したもの
である。横軸は印加電圧で単位はボルト〔Ｖ〕、縦軸は
位相差で単位はラジアンである。液晶の厚みは１５.5ミ
クロンメートル〔μｍ〕、波長は0.６３３μｍである。
１０Ｖ以下の印加電圧でも２πの位相差が得られること
がわかる。
の関係の一例であって、文献（Ｊ．Lightwave Technol
ogy Vol.8, No.3 1990. P.460 ）から引用したもの
である。横軸は印加電圧で単位はボルト〔Ｖ〕、縦軸は
位相差で単位はラジアンである。液晶の厚みは１５.5ミ
クロンメートル〔μｍ〕、波長は0.６３３μｍである。
１０Ｖ以下の印加電圧でも２πの位相差が得られること
がわかる。
【００１２】以上述べたように、液晶は偏光補償器用と
して有用な性質を有するが、液晶を透明ガラス板で封入
して用いる必要があるため、偏光補償器としては厚みが
ミリメートルのオーダとなる。このため、このような液
晶板を用いて光ファイバを伝播する光の偏光状態を制御
しようとする場合には、光ファイバを切断し出射光線を
光学レンズで平行光線にし、その平行光線を光学レンズ
で集光して再び光ファイバに入射させるという構成をと
り、平行光線の部分に液晶板を挿入するという方法が必
要となる。
して有用な性質を有するが、液晶を透明ガラス板で封入
して用いる必要があるため、偏光補償器としては厚みが
ミリメートルのオーダとなる。このため、このような液
晶板を用いて光ファイバを伝播する光の偏光状態を制御
しようとする場合には、光ファイバを切断し出射光線を
光学レンズで平行光線にし、その平行光線を光学レンズ
で集光して再び光ファイバに入射させるという構成をと
り、平行光線の部分に液晶板を挿入するという方法が必
要となる。
【００１３】しかしながら、このような構成では、液晶
の光損は無視できる程度に小さいにもかかわらず、レン
ズ系での光損が大きく、光損が１〜２ｄＢ程度の偏光補
償器となるという欠点がある。また形状においても、液
晶や透明電極の厚みがミクロンメートルのオーダである
にもかかわらず、レンズ系を用いる結果、形状が数セン
チメートルと大きくなるという欠点がある。
の光損は無視できる程度に小さいにもかかわらず、レン
ズ系での光損が大きく、光損が１〜２ｄＢ程度の偏光補
償器となるという欠点がある。また形状においても、液
晶や透明電極の厚みがミクロンメートルのオーダである
にもかかわらず、レンズ系を用いる結果、形状が数セン
チメートルと大きくなるという欠点がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、液晶の光損
が小さくまた厚みが小さいという特徴を損うことなく、
偏光制御機能を有する構造を実現することを課題とす
る。
が小さくまた厚みが小さいという特徴を損うことなく、
偏光制御機能を有する構造を実現することを課題とす
る。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記の課題を達成するた
めに、本発明は一本の光ファイバの一つの光ファイバ端
面に透明電極を付着し、他の光ファイバの一つの光ファ
イバ端面に透明電極を付着し、該両光ファイバ端面を光
ファイバの光軸が一致するように対向させ、対向する面
の間隙に液晶を充填した構造をとる。
めに、本発明は一本の光ファイバの一つの光ファイバ端
面に透明電極を付着し、他の光ファイバの一つの光ファ
イバ端面に透明電極を付着し、該両光ファイバ端面を光
ファイバの光軸が一致するように対向させ、対向する面
の間隙に液晶を充填した構造をとる。
【００１６】
【実施例】図５は本発明の実施例の構成概略図であっ
て、５０１および５０２は光ファイバ、５０３は液晶、
５０４および５０５は透明電極である。透明電極は蒸着
技術により、液晶に比べて無視できる厚さに付着可能で
あるので、光ファイバ５０１と５０２の間隔は実質的に
は液晶５０３の厚みと考えてよい。図４に示した特性の
液晶であれば厚みは１５.5μｍである。光ファイバを突
き合せて接続する場合の、端面間のギャップによる光損
は、これまでに理論的ならびに実験的に明らかになって
おり、例えば０.1ｄＢの光損となる端面間隔は３５μｍ
である。したがて、図５に示すような構造とすることに
より、レンズを用いる光学系による方法に比べて光損を
著しく小さくすることが可能となる。図５の実施例の動
作は図３の構成による動作と同じである。
て、５０１および５０２は光ファイバ、５０３は液晶、
５０４および５０５は透明電極である。透明電極は蒸着
技術により、液晶に比べて無視できる厚さに付着可能で
あるので、光ファイバ５０１と５０２の間隔は実質的に
は液晶５０３の厚みと考えてよい。図４に示した特性の
液晶であれば厚みは１５.5μｍである。光ファイバを突
き合せて接続する場合の、端面間のギャップによる光損
は、これまでに理論的ならびに実験的に明らかになって
おり、例えば０.1ｄＢの光損となる端面間隔は３５μｍ
である。したがて、図５に示すような構造とすることに
より、レンズを用いる光学系による方法に比べて光損を
著しく小さくすることが可能となる。図５の実施例の動
作は図３の構成による動作と同じである。
【００１７】図５で透明電極５０４や５０５の厚みは実
際上は極めて薄く、電圧印加のためのリード線を直接取
り付けることはできない。透明電極の蒸着をたとえば光
ファイバ５０１の円柱面上にまで行い、円柱面上部でリ
ード線を取り付ける方法が有効である。
際上は極めて薄く、電圧印加のためのリード線を直接取
り付けることはできない。透明電極の蒸着をたとえば光
ファイバ５０１の円柱面上にまで行い、円柱面上部でリ
ード線を取り付ける方法が有効である。
【００１８】液晶板の配向技術は従来より各種開発され
ており、本発明に対してもそれらの技術を適用できる。
ており、本発明に対してもそれらの技術を適用できる。
【００１９】従来より、水晶波長板によるλ／４波長板
とλ／２波長板とを用いて、任意の偏光状態を所望の直
線偏光に変換する偏光状態制御器が開発されているが、
本発明によりこのような偏光状態制御器の低損失化が可
能となる。すなわち、図５と同様の偏光補償器をさらに
もう一個光ファイバに挿入し、第１の偏光補償器をλ／
４波長板として動作させ、第２の偏光補償器をλ／４波
長板として動作させることにより、光ファイバ形の偏光
状態制御器が得られる。光損は１個の偏光補償器の２倍
であるが、レンズを用いる光学系に比べて充分低損失で
ある。
とλ／２波長板とを用いて、任意の偏光状態を所望の直
線偏光に変換する偏光状態制御器が開発されているが、
本発明によりこのような偏光状態制御器の低損失化が可
能となる。すなわち、図５と同様の偏光補償器をさらに
もう一個光ファイバに挿入し、第１の偏光補償器をλ／
４波長板として動作させ、第２の偏光補償器をλ／４波
長板として動作させることにより、光ファイバ形の偏光
状態制御器が得られる。光損は１個の偏光補償器の２倍
であるが、レンズを用いる光学系に比べて充分低損失で
ある。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は光ファイ
バ組み込み形の偏光補償器であるので、低損失かつ小型
であり、光ファイバを伝播する光波の偏光を制御する必
要がある光通信や光計測に有用である。
バ組み込み形の偏光補償器であるので、低損失かつ小型
であり、光ファイバを伝播する光波の偏光を制御する必
要がある光通信や光計測に有用である。
【図１】水晶波長板の機能を説明するための図
【図２】λ／４波長板の機能を説明するための図
【図３】液晶を用いた偏光補償器の機能を説明するため
の図
の図
【図４】液晶の印加電圧と位相差の関係
【図５】本発明の実施例の構成概略図
１０１ 入射光線 １０２ 透過光線 １０３ 水晶板 １０４ 水晶板の平板面 １０５ 常光の光学軸 １０６ 異常光の光学軸 １０７ 常光の光波の電界振動方向 １０８ 異常光の光波の電界振動方向 １０９ 水晶板の厚み ２０１ 入射光線 ２０２ 透過光線 ２０３ λ／４波長板 ２０４ 光学軸 ２０５ 光学軸 ２０６ 入射光波の偏光状態 ２０７ 透過光波の偏光状態 ３０１ 入射光線 ３０２ 透過光線 ３０３ 液晶 ３０４ 透明電極 ３０５ 透明電極 ３０６ 透明ガラス ３０７ 透明ガラス ３０８ 光学軸 ３０９ 光学軸 ３１０ 入射光波の偏光状態 ３１１ 透過光波の偏光状態 ５０１ 光ファイバ ５０２ 光ファイバ ５０３ 液晶 ５０４ 透明電極 ５０５ 透明電極
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 一本の光ファイバの一つの光ファイバ端
面に透明電極を付着し、他の光ファイバの一つの光ファ
イバ端面に透明電極を付着し、該両光ファイバ端面を光
ファイバの光軸が一致するように対向させ、対向する面
の間隙に液晶を充填したことを特徴とする光ファイバ形
偏光補償器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18657291A JPH0527202A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 光フアイバ形偏光補償器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18657291A JPH0527202A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 光フアイバ形偏光補償器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0527202A true JPH0527202A (ja) | 1993-02-05 |
Family
ID=16190885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18657291A Pending JPH0527202A (ja) | 1991-07-25 | 1991-07-25 | 光フアイバ形偏光補償器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0527202A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394562B1 (ko) * | 2001-10-12 | 2003-08-14 | 주식회사 에이엔티 | 편광모드분산 보상시스템 |
-
1991
- 1991-07-25 JP JP18657291A patent/JPH0527202A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100394562B1 (ko) * | 2001-10-12 | 2003-08-14 | 주식회사 에이엔티 | 편광모드분산 보상시스템 |
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