JPH06242401A

JPH06242401A - ３ポート型光サーキュレータ

Info

Publication number: JPH06242401A
Application number: JP4995293A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Imura; 智和井村; Tsugio Tokumasu; 次雄徳増
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1993-02-16
Filing date: 1993-02-16
Publication date: 1994-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】第３ポートへの出射光を一重のビームとする
ことで、光の結合効率を高くできる。【構成】非相反部１０と、その両側の第２ポートＰ₂
と第３ポートＰ₃の位置にそれぞれ配置した第２のファ
イバコリメータ３２及び第３のファイバコリメータ３４
と、前記第３ポートＰ₃に近接する第１ポートＰ₁の位
置に配置した第１のファイバコリメータ３０とを具備す
る構造である。そして、非相反部１０と第１ポートＰ₁
の間に三角プリズム２０を配置し、非相反部１０と第３
ポートＰ₃の間に第１の複屈折平行平板２２と第２の複
屈折平行平板２４を配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、４５度ファラデー回転
子の両側に楔状複屈折プリズムを配置した非相反部を備
え、その片側に第２ポートを、反対側に第１及び第３ポ
ートを配置した３ポート型光サーキュレータに関するも
のである。更に詳しく述べると、非相反部と第３ポート
の間に２枚の複屈折平行平板、又は１／２波長板と複屈
折平行平板の組み合わせを挿入することにより、第３の
ポートへの出射光が一重のビームとなるようにした３ポ
ート型光サーキュレータに関するものである。この技術
は、例えば光通信システムや光計測等の分野で有用であ
る。

【０００２】

【従来の技術】複屈折プリズムなどを使用した４ポート
型光サーキュレータは以前から知られていたが、通常の
用途では、４ポートのうち３ポートしか使用されない。
そこで最近、小型の３ポート型光サーキュレータが、提
案された（例えば特開平１−２８７５２８号公報）。こ
れは光学軸が面に対して約４５度の角度をなす複屈折板
を異常光が透過する際に光軸が横ずれすること、及びフ
ァラデー回転子の非相反性を利用したものである。ここ
では少なくとも４枚の複屈折板を使用し、それらの間に
少なくとも１個の４５度ファラデー回転子を介装する。
そして、その結合体の一方の側に２本の光ファイバを並
置し、他方の側にレンズを介して１本の光ファイバを設
ける構成である。３本の各光ファイバがそれぞれポート
となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の３ポー
ト型光サーキュレータは、偏光素子として平行平面の複
屈折板を用いており、そのためポート間隔が非常に狭く
なる問題がある。これは複屈折板による光線のシフト
量、すなわち常光と異常光の分離間隔が極めて少ないこ
とが原因である。そのためファイバ先端にコリメータレ
ンズを設けることができない。光線のシフト量を大きく
するためには、複屈折板を厚くすることが考えられる
が、そうすると装置が大型化するばかりでなく、高価な
ものとなる。

【０００４】そこで、楔状複屈折プリズムが４５度ファ
ラデー回転子の両側に位置し、且つ互いの厚肉部と薄肉
部が相対向するように組み合わせて非相反部とし、その
片側に第２ポートを、反対側に第１及び第３ポートをそ
れぞれ配置する構成が考えられた。この構成は、楔状複
屈折プリズムを用いているため、第１ポートと第３ポー
トとが平行ではなく角度をなすから、ファイバコリメー
タを設置できる程度に間隔を設けることができる。しか
し、この構成では、第２のポートから第３のポートへの
出射光が二重のビームとなり、挿入損失は小さくなら
ず、アイソレーションも充分大きくとれない。また、楔
状複屈折プリズムの頂角を大きく（例えばルチル単結晶
を用いた場合は１１〜３１度程度）とることによって、
第１ポートと第３ポートとのなす角度を更に大きくと
り、ファイバコリメータの固定自由度を増し組立調整を
容易にすることもできるが、楔状複屈折プリズムが厚く
なり、コスト増大を招く。

【０００５】また、この非相反部を二段縦続配置する構
成も考えられる。この構成は、第２ポートから第３ポー
トへの出射光がほぼ一重のビームとなり、アイソレーシ
ョンが充分大きくとれる。また、楔状複屈折プリズムの
頂角を極端に大きくしなくても、第１ポートと第３ポー
トとのなす角度を大きくでき、ファイバコリメータを容
易に配置できる。しかし、非相反部を二段に組み合わせ
るため、大型化するとともに、高価になってしまう。

【０００６】本発明の目的は、第３ポートへの出射光を
一重のビームとすることで、光の結合効率を高くするこ
とができる３ポート型光サーキュレータを提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、非相反部と、
その両側の第２ポートと第３ポートの位置にそれぞれ配
置した第２のファイバコリメータ及び第３のファイバコ
リメータと、前記第３ポートに近接する第１ポートの位
置に配置した第１のファイバコリメータとを具備した３
ポート型光サーキュレータを前提にする。ここで、前記
非相反部は４５度ファラデー回転子の両側にそれぞれ楔
状複屈折プリズムを、それらの厚肉部と薄肉部とが相対
向して両光学軸が互いにほぼ４５度をなすように組み合
わせた構造である。そして前記第１のファイバコリメー
タは偏波保存光ファイバを有し、第１ポートからの直線
偏光信号光は非相反部を通って第２ポートに結合し、第
２ポートからの信号光は非相反部を通って第３ポートに
結合する。特に本発明は、非相反部と第３のファイバコ
リメータの間に第１の複屈折平行平板と第２の複屈折平
行平板を挿入した構造であり、この点に特徴がある。こ
こで、第１の複屈折平行平板の光学軸はそれに隣接する
楔状複屈折プリズムの光学軸に対して直交又は平行し、
第１と第２の複屈折平行平板の光学軸は互いに直交する
関係としている。第１の複屈折平行平板は、非相反部か
ら第１の複屈折平行平板に達した２本の分離光のうち、
異常光が屈折して、常光の偏光方向の延長線上で出射す
る厚さとする。第２の複屈折平行平板は、第１の複屈折
平行平板から到達した両分離光のうち、異常光が屈折し
て、常光と一重になって出射する厚さとする。

【０００８】また非相反部と第３のファイバコリメータ
の間に１／２波長板と複屈折平行平板を挿入した構造と
してもよい。ここで、１／２波長板の光学軸は非相反部
から１／２波長板に達した２本の分離光の入射点を結ぶ
方向と一方の分離光の偏光面とのなす角度の１／２に設
定し、複屈折平行平板の光学軸は両分離光の入射点を結
ぶ方向に設定する。複屈折平行平板は、１／２波長板か
ら到達した両分離光のうち、異常光が屈折して、常光と
一重となって出射する厚さとする。

【０００９】更に、上記のサーキュレータの構造に加え
て非相反部と第１のファイバコリメータとの間に、断面
ほぼ三角形状のプリズムを、その頂部が第３ポート方向
を向くように配置するのが好ましい。

【００１０】

【作用】偏波保存光ファイバを通って第１ポートから入
射した光線は、非相反部における各光学部品で、屈折あ
るいは偏光面が回転しながら第２ポートに出射する。第
２ポートから入射した光線は、非相反部で分離して、偏
光方向が互いに直交した２本の分離光となって、第１の
複屈折平行平板に達する。第１の複屈折平行平板の光学
軸は、隣接する楔状複屈折プリズムの光学軸に対して直
交又は平行であるから、両分離光のうち一方は常光、他
方は異常光となる。複屈折平行平板に入射した光線のう
ち、常光は直進し、異常光は偏光方向に屈折する。第１
の複屈折平行平板を通過すると、異常光が屈折して、そ
の出射点が常光の偏光方向の延長線上にずれる。第１と
第２の複屈折平行平板の偏光方向は直交しているので、
第２の複屈折平行平板では、常光は異常光に、異常光は
常光に変換する。第２の複屈折平行平板を通過すると、
異常光は屈折して常光と一重となって第３ポートに出射
する。また第３ポートから入射した光線は、非相反部で
開いて出射するため、第２ポートには結合しない。従っ
て、本発明では、第１ポート→第２ポート、第２ポート
→第３ポートの光サーキュレーション動作が行われるこ
とになる。

【００１１】第１及び第２の複屈折平行平板の代わりに
１／２波長板及び複屈折平行平板を用いている場合、第
２ポートから入射した光線は、偏光方向が互いに直交す
る２本の分離光となって１／２波長板に達する。両分離
光の偏光方向は、１／２波長板の光学軸を中心に、対称
の位置に回転するから、両分離光の偏光方向は、入射点
を結ぶ方向に平行及び垂直となる。これが複屈折平行平
板に達する。複屈折平行平板の光学軸は両分離光の入射
点を結ぶ方向に設定するから、両分離光はそれぞれ常光
と異常光となる。複屈折平行平板を通過すると、異常光
は屈折して常光と一重となって、第３ポートに出射す
る。他のサーキュレーション動作については前述の動作
と同様である。

【００１２】非相反部と第１のファイバコリメータとの
間に断面ほぼ三角形状のプリズムを配置した場合、第１
ポートから光軸に対して斜めに入射した直線偏光信号光
は、このプリズムを通過することにより屈折する。この
プリズムはその頂部を第３ポート方向に向けて配置した
ので、信号光は光軸となす角度を小さくする方向に屈折
することになる。従って、第１ポートと第３ポートのな
す角度を大きくとれ、間隔を拡げることができる。

【００１３】

【実施例】図１は本発明に係る３ポート型光サーキュレ
ータの一実施例を示す説明図である。この光サーキュレ
ータは、非相反部１０と、その両側の第２ポートＰ₂と
第３ポートＰ₃の位置にそれぞれ配置した第２のファイ
バコリメータ３２及び第３のファイバコリメータ３４
と、前記第３ポートＰ₃に近接する第１ポートＰ₁の位
置に配置した第１のファイバコリメータ３０とを具備す
る構造である。そして非相反部１０と第１ポートＰ₁の
間に三角プリズム２０を配置し、非相反部１０と第３ポ
ートＰ₃の間に第１の複屈折平行平板２２と第２の複屈
折平行平板２４を配置する。

【００１４】非相反部１０は、４５度ファラデー回転子
１５の両側に第１の楔状複屈折プリズム１６と第２の楔
状複屈折プリズム１８とを、それらの傾斜面が外向きで
且つそれらの厚肉部と薄肉部とが相対向するように配置
した構造である。４５度ファラデー回転子１５は、円筒
状の永久磁石１２内に磁気光学素子１４を収容したもの
である。磁気光学素子１４は例えば基板に磁気光学結晶
のＬＰＥ（液相エピタキシャル成長）膜を形成したもの
である。また各楔状複屈折プリズム１６，１８は、例え
ばルチル単結晶からなる。本実施例で用いる各楔状複屈
折プリズム１６，１８の光学軸を図２に示す。両楔状複
屈折プリズム１６，１８は同一構造であり、光学軸はい
ずれも傾きの無い面内にある。図２に示すように、楔形
面に垂直な方向にｙ軸、傾きの無い面内で該ｙ軸に垂直
な方向にｘ軸をとったときに、光学軸はｘ軸方向に対し
て−ｙ軸方向に６７．５度傾いている。第１及び第２の
楔状複屈折プリズム１６，１８をそれぞれの厚肉部と薄
肉部とが相対向するように配置すると、これらの光学軸
は互いに４５度の角度をなす。

【００１５】三角プリズム２０はガラス等からなる三角
柱状のプリズムで、その頂部が第３ポートＰ₃方向を向
くようにし、第１ポートＰ₁から出射した光が第２ポー
トＰ₂に入射するように設置する。光をある角度に屈折
させればよいから、断面は三角形に限らず、楔形でもよ
い。

【００１６】第１及び第２の複屈折平行平板２２，２４
は、例えばルチル単結晶からなる。ここでは、第１の複
屈折平行平板２２の光学軸は、隣接する第２の楔状複屈
折プリズム１８の光学軸と直交している。第１の複屈折
平行平板２２の光学軸２２ｃと第２の複屈折平行平板２
４の光学軸２４ｃは直交している。また、第１及び第２
の複屈折平行平板２２，２４の光学軸２２ｃ，２４ｃは
光軸方向に対して４５度傾いている。

【００１７】第１、第２及び第３のファイバコリメータ
３０，３２，３４は、レンズとフェルール付き光ファイ
バとを金属製スリーブ内に収容した構造である。第２及
び第３ポートＰ₂，Ｐ₃に配置した第２及び第３のファ
イバコリメータ３２，３４の光ファイバ３３，３５はと
もにシングルモードファイバ（ＳＭＦ）である。第１ポ
ートＰ₁に配置した第１のファイバコリメータ３０の光
ファイバ３１には偏波保存ファイバ（ＰＭＦ）を使用す
る。第２及び第３のファイバコリメータ３２，３４はと
もに光軸に平行であるのに対して、第１のファイバコリ
メータ３０は光軸に対して斜めに配置する。

【００１８】図３は、第１ポートＰ₁から第２ポートＰ
₂へ出射する光線の光路図である。同図に示すように、
Ｘ，Ｙ，Ｚの直交３軸を設定する。第１ポートＰ₁から
Ｚ軸に対して斜めに入射した直線偏光信号光、例えば異
常光は、三角プリズム２０を通過することにより屈折す
る。三角プリズム２０は断面形状の三角形の頂部を第３
ポートＰ₃方向に向けて配置したので、信号光はＺ軸と
なす角度を小さくする方向に屈折することになる。そし
て第２の楔状複屈折プリズム１８では信号光が異常光と
して屈折し、４５度ファラデー回転子１５に達する。４
５度ファラデー回転子１５によって偏光面が４５度回転
（Ｘ軸からＹ軸方向へ回転）し、第１の楔状複屈折プリ
ズム１６の光学軸は第２の楔状複屈折プリズム１８の光
学軸に対して−４５度回転（Ｘ軸から−Ｙ軸方向へ回
転）しているので、光線の偏光方向は第１の楔状複屈折
プリズム１６の光学軸に対して直交することになる。即
ち異常光は常光に変換される。こうして常光に変換され
た光線は第１の楔状複屈折プリズム１６で屈折して第２
ポートＰ₂に出射する。逆に言うと、変換された光線が
丁度第２ポートＰ₂に出射するように、三角プリズムと
第１ポートＰ₁の位置が決められている。従って、第１
ポートＰ₁から第２ポートＰ₂に出射する場合は偏光依
存となる。

【００１９】図４は、第２ポートＰ₂から第３ポートＰ
₃へ出射する光線の光路図である。第２のファイバコリ
メータ３２からの入射光は、第１の楔状複屈折プリズム
１６によって偏光方向が互いに直交する常光と異常光に
分離される。この２本の分離光は、４５度ファラデー回
転子１５により偏光方向が４５度回転（Ｘ軸からＹ軸方
向へ回転）し、第２の楔状複屈折プリズム１８に達す
る。第２の楔状複屈折プリズム１８は第１の楔状複屈折
プリズム１６に対して光学軸が４５度の角度をなしてい
るから、２本の分離光はそのまま常光と異常光として屈
折し、分離距離は更に拡がる。この両分離光４０，４２
は第１の複屈折平行平板２２及び第２の複屈折平行平板
２４を通過することにより、一重となって第３ポートＰ
₃に出射する。この第１及び第２の複屈折平行平板２
２，２４の動作については以下に詳しく説明する。

【００２０】図５は、第２ポートＰ₂側から見た各構成
部品の端面における信号光の説明図である。ここで、光
学軸及び偏光方向とＸ軸方向とのなす角度を、Ｙ軸側の
場合は＋とし、−Ｙ軸側の場合は−とする。前述したよ
うに、非相反部１０で光線は分離して第１の分離光４０
と第２の分離光４２となる。図５のＡに、第２の楔状複
屈折プリズム１８の出射側端面１８ａを示す。第２の楔
状複屈折プリズム１８の光学軸１８ｃのなす角度は６
７．５度である。第１の分離光４０は第２の楔状複屈折
プリズム１８において常光であり、その偏光方向がＸ軸
となす角度は−２２．５度である。第２の分離光４２は
異常光であり、その偏光方向がＸ軸となす角度は−２
２．５度である。分離光４０，４２は出射点４０ａ，４
２ａから平行光となって、第１の複屈折平行平板２２に
達する。

【００２１】図５のＢに第１の複屈折平行平板２２の入
射側端面２２ａ、図５のＣに第１の複屈折平行平板２２
の入射側端面２２ｂを示す。第１の複屈折平行平板２２
の光学軸２２ｃは、第２の楔状複屈折プリズム１８と直
交しており、Ｘ軸方向となす角度は−２２．５度であ
る。従って第１の分離光４０は異常光となって屈折し、
第２の分離光４２は常光となってそのまま直進する。さ
て、第１の複屈折平行平板２２において異常光はその偏
光方向に屈折して、直進した常光と平行になって出射す
る。ここで、第１の複屈折平行平板２２の光学軸２２ｃ
は、Ｚ軸に対して４５度傾いているから、第１の複屈折
平行平板２２の厚さをｔ_Aとすると、ルチル単結晶の場
合、異常光の入射点と出射点が約０．１ｔ_Bだけずれ
る。この性質を利用して、常光（第２の分離光４２）の
偏光方向の延長線上まで、異常光（第１の分離光４０）
の出射点４０ｃを移動させる。このためには、常光と異
常光の分離距離（両光の入射点４０ｂ，４２ｂの距離）
がＬとすると、第１の複屈折平行平板２２の厚さｔ
_Aは、ｔ_A＝１０・Ｌ・ｃｏｓ２２．５° だけ必要となる。こうして第１の複屈折平行平板２２の
出射側端面２２ｂでは、常光（第２の分離光４２）は直
進して、入射点４２ｂと出射点４２ｃの位置は変わらな
い。また、異常光（第１の分離光４０）は屈折して、常
光（第２の分離光４２）の偏光方向の延長線上に異常光
（第１の分離光４０）の出射点４０ｃをシフトすること
になる。

【００２２】図５のＤに第２の複屈折平行平板２４の入
射側端面２４ａ、図５のＥに第２の複屈折平行平板２４
の入射側端面２４ｂを示す。第２の複屈折平行平板２４
の光学軸２４ｃは、第１の複屈折平行平板２２の光学軸
２２ｃと直交しているから、第１の分離光４０は異常光
に、第２の分離光４２は常光になる。常光は直進し、異
常光はその偏光方向に屈折する。ここで、第１の複屈折
平行平板２２の光学軸はＺ軸に対して４５度傾いている
から、第１の複屈折平行平板２２の厚さをｔ_Aとする
と、ルチル単結晶の場合、異常光の入射点と出射点が約
０．１ｔ_Bだけずれる。この性質を利用して、常光（第
２の分離光４２）の出射点４２ｅの位置まで、異常光
（第１の分離光４０）の出射点４０ｅをシフトする。こ
のためには、第２の複屈折平行平板２４の厚さｔ_Bは、ｔ_B＝１０・Ｌ・ｓｉｎ２２．５° 必要となる。こうして、異常光（第１の分離光４０）と
常光（第２の分離光４２）の出射点４０ｅ，４２ｅが一
つに重なる。従って第１の分離光４０と第２の分離光４
２が一重のビームとなって、第３ポートＰ₃に出射す
る。

【００２３】図６は第３ポートＰ₃から第２ポートＰ₂
へ向かう光線の光路図である。第３ポートＰ₃から入射
した光線は、第２の複屈折平行平板２４及び第１の複屈
折平行平板２２を通過して常光・異常光に分離され、平
行光となって第２の楔状複屈折プリズム１８に達する。
第２の楔状複屈折プリズム１８と第１の複屈折平行平板
２２の光学軸は直交しているから、常光が異常光に、異
常光が常光に変換されて、４５度ファラデー回転子１５
に達する。光線は４５度ファラデー回転子１５で偏光方
向が４５度回転（Ｘ軸からＹ軸方向へ回転）する。第１
の楔状複屈折プリズム１６の光学軸は、第２の楔状複屈
折プリズム１８の光学軸に対して−４５度回転（Ｘ軸か
ら−Ｙ軸方向へ回転）しているので、分離光の偏光方向
は第１の楔状複屈折プリズム１６の光学軸に対して直交
している。従って、第１の楔状複屈折プリズム１６にお
いて常光は異常光としての屈折を行い、異常光は常光と
しての屈折を行うため、第１の楔状複屈折プリズム１６
を通過した後は更に分離光間の距離が拡がる。このため
光線は第２ポートＰ₂に結合しないから、第３ポートＰ
₃から入射した光線に対しては高アイソレーションが得
られる。

【００２４】なお上記の実施例において、非相反部１０
と第３ポートＰ₃との間に位置する２個の複屈折平行平
板２２，２４は入れ換えてもよい。その場合は、第２の
楔状複屈折プリズム１８に隣接する複屈折平行平板は、
その光学軸が該第２の楔状複屈折プリズム１８の光学軸
に対して平行となり、両複屈折平行平板２２，２４はそ
れらの光学軸が互いに直交する。

【００２５】図７は、本発明に係る３ポート型光サーキ
ュレータの他の実施例の説明図である。この３ポート型
光サーキュレータの非相反部１０、第１ポートＰ₁、第
２ポートＰ₂、第３ポートＰ₃、第１のファイバコリメ
ータ３０、第２のファイバコリメータ３２、第３のファ
イバコリメータ３４の配置・構成は前記実施例と同様で
ある。前記例と異なる点は、非相反部１０と第１ポート
Ｐ₁の間に楔状プリズム２１を配置し、非相反部１０と
第３ポートＰ₃の間に１／２波長板２６と複屈折平行平
板２８を配置したことである。

【００２６】楔状プリズム２１は前記例と同様にガラス
等からなり、三角プリズムの頂部を切り取った形状をし
ている。１／２波長板２６は例えば水晶からなり、複屈
折平行平板２８は前記実施例と同様ルチル単結晶からな
る。ここでＸ軸，Ｙ軸，Ｚ軸は図３と同じ方向に設定さ
れている。１／２波長板２６の光学軸はＸ軸方向に対し
て−１１．２５度の角度をなす。複屈折平行平板２８の
光学軸はＸ軸方向と同一の方向である。

【００２７】図８は、第２ポートＰ₂側から見た各構成
部品の端面における信号光の説明図である。ここで、光
学軸及び偏光方向とＸ軸方向とのなす角度を、Ｙ軸側の
場合は＋とし、−Ｙ軸側の場合は−とする。前述したよ
うに、非相反部１０で光線は分離して第１の分離光５０
と第２の分離光５２となる。図８のＡに、第２の楔状複
屈折プリズム１８の出射側端面１８ａを示す。第２の楔
状複屈折プリズム１８の光学軸１８ｃのなす角度は６
７．５度である。第１の分離光４０は第２の楔状複屈折
プリズム１８において常光であり、その偏光方向がＸ軸
となす角度は−２２．５度である。第２の分離光４２は
異常光であり、その偏光方向がＸ軸となす角度は−２
２．５度である。分離光５０，５２は出射点５０ａ，５
２ａから平行光となって、１／２波長板２６に達する。

【００２８】図５のＢに１／２波長板２６の入射側端面
２６ａを、図５のＣに１／２波長板２６の入射側端面２
６ｂを示す。第１の分離光５０の入射点５０ｂと第２の
分離光５２の入射点５２ｂを結ぶ方向はＸ軸に平行であ
る。１／２波長板２６の光学軸２６ｃはＸ軸方向に対し
て−１１．２５度をなすから、第１の分離光５０の光学
軸がＸ軸方向に対してなす角度の１／２である。そのた
め１／２波長板２６を通過すると、光学軸２６ｃを中心
として第１及び第２の分離光５０，５２の偏光方向が対
称の位置に回転する。従って第１の分離光５０の偏光方
向はＸ軸方向、第２の分離光５２の偏光方向はＹ軸方向
に回転する。このとき両分離光は直進するから、１／２
波長板の出射側端面２６ｂでは、出射点５０ｃ，５２ｃ
の位置は入射点５０ｂ，５２ｂと変わらない。

【００２９】次に両分離光５０，５２が複屈折平行平板
２８に達すると、図８のＤに示すように、入射側端面２
８ａでは複屈折平行平板２８の光学軸２８ｃはＸ軸方向
である。従って第１の分離光５０は異常光となって屈折
し、第２の分離光５２は常光となって直進する。さて、
複屈折平行平板２８において、異常光は偏光方向即ちＸ
軸方向に屈折して、直進した常光と平行になって出射す
る。ここで、複屈折平行平板２８の光学軸２８ｃはＺ軸
に対して４５度傾いているから、第１の複屈折平行平板
２２の厚さをｔ_Cとすると、ルチル単結晶の場合、入射
点と出射点が約０．１ｔ_Cだけずれる。この性質を利用
して、常光（第２の分離光５２）の出射点５２ｅまで、
異常光（第１の分離光５０）の出射点５０ｅをシフトさ
せる。このためには、常光と異常光の分離距離（両光の
入射点５０ｄ，５２ｄの距離）がＬとすると、複屈折平
行平板２８の厚さｔ_Cは、ｔ_c＝１０・Ｌだけ必要となる。こうして、図８のＥに示すように、複
屈折平行平板２８の出射側端面２８ｂでは、異常光（第
１の分離光５０）と常光（第２の分離光５２）の出射点
５０ｅ，５２ｅは一つに重なる。従って第１の分離光５
０と第２の分離光５２が一重のビームとなって、第３ポ
ートＰ₃に出射する。

【００３０】第１ポートＰ₁から入射する信号光は前記
実施例と同様に第２ポートＰ₂に出射する。また、第３
ポートＰ₃から入射する信号光は、複屈折平行平板２８
及び１／２波長板２６を通過し、非相反部１０では前記
実施例と同様に更に分離光間の距離が拡がって、両光線
は第２ポートＰ₂に結合しないから、第３ポートＰ₃か
ら入射した光線に対しては高アイソレーションが得られ
る。

【００３１】

【発明の効果】本発明の３ポート型光サーキュレータ
は、非相反部と第３ポートの間に２個の複屈折平行平板
あるいは１／２波長板と複屈折平行平板を配置したか
ら、非相反部から到達した２本の分離光が一本に重な
り、レンズ収差の影響を低減できるため、光の結合効率
が高くできる。

【００３２】また、非相反部と第１ポートの間に、断面
ほぼ三角形状のプリズムを配置すると、非相反部の同じ
側に配置される第１ポートと第３ポートの間隔を広げら
れるので、組立調整及び固定を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る３ポート型光サーキュレータの一
実施例を示す説明図。

【図２】それに用いる楔状複屈折プリズムの説明図。

【図３】第１ポートＰ₁から第２ポートＰ₂へ出射する
光線の光路図。

【図４】第２ポートＰ₂から第３ポートＰ₃へ出射する
光線の光路図。

【図５】第２ポートＰ₂側から見た各構成部品の端面に
おける信号光の説明図。

【図６】第３ポートＰ₃から第２ポートＰ₂へ向かって
入射した光線の光路図。

【図７】本発明に係る３ポート型光サーキュレータの他
の実施例を示す説明図。

【図８】第２ポートＰ₂側から見た各構成部品の端面に
おける信号光の説明図。

【符号の説明】

１０非相反部１５４５度ファラデー回転子１６楔状複屈折プリズム１８楔状複屈折プリズム２０三角プリズム２２第１の複屈折平行平板２４第２の複屈折平行平板３０第１のファイバコリメータ３２第２のファイバコリメータ３４第３のファイバコリメータＰ₁ 第１ポートＰ₁ Ｐ₂ 第２ポートＰ₂ Ｐ₃ 第３ポートＰ₃

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】非相反部と、その両側の第２ポートと第
３ポートの位置にそれぞれ配置した第２のファイバコリ
メータ及び第３のファイバコリメータと、前記第３ポー
トに近接する第１ポートの位置に配置した第１のファイ
バコリメータとを具備し、前記非相反部はほぼ４５度フ
ァラデー回転子の両側にそれぞれ楔状複屈折プリズム
を、それらの厚肉部と薄肉部とが相対向して両光学軸が
互いにほぼ４５度をなすように組み合わせた構造であっ
て、前記第１のファイバコリメータは偏波保存光ファイ
バを有し、第１ポートからの直線偏光信号光は非相反部
を通って第２ポートに結合し、第２ポートからの信号光
は非相反部を通って第３ポートに結合する３ポート型光
サーキュレータにおいて、非相反部と第３のファイバコ
リメータの間に第１の複屈折平行平板と第２の複屈折平
行平板を挿入し、第１の複屈折平行平板の光学軸はそれ
に隣接する楔状複屈折プリズムの光学軸に対して直交又
は平行し、第１と第２の複屈折平行平板の光学軸は互い
に直交する関係とし、第１の複屈折平行平板は、非相反
部から到達した２本の分離光のうち、異常光が屈折して
常光の偏光方向の延長線上で出射する厚さとし、第２の
複屈折平行平板は、第１の複屈折平行平板から到達した
両分離光のうち、異常光が屈折して常光と一重になって
出射する厚さとしたことを特徴とする３ポート型光サー
キュレータ。
【請求項２】非相反部と、その両側の第２ポートと第
３ポートの位置にそれぞれ配置した第２のファイバコリ
メータ及び第３のファイバコリメータと、前記第３ポー
トに近接する第１ポートの位置に配置した第１のファイ
バコリメータとを具備し、前記非相反部はほぼ４５度フ
ァラデー回転子の両側にそれぞれ楔状複屈折プリズム
を、それらの厚肉部と薄肉部とが相対向して両光学軸が
互いにほぼ４５度をなすように組み合わせた構造であっ
て、前記第１のファイバコリメータは偏波保存光ファイ
バを有し、第１ポートからの直線偏光信号光は非相反部
を通って第２ポートに結合し、第２ポートからの信号光
は非相反部を通って第３ポートに結合する３ポート型光
サーキュレータにおいて、非相反部と第３のファイバコ
リメータの間に１／２波長板と複屈折平行平板を挿入
し、１／２波長板の光学軸は非相反部から１／２波長板
に達した２本の分離光の入射点を結ぶ方向と一方の分離
光の偏光面とのなす角度の１／２に設定し、複屈折平行
平板の光学軸は両分離光の入射点を結ぶ方向に設定し、
複屈折平行平板は、１／２波長板から到達した両分離光
のうち、異常光が屈折して常光と一重となって出射する
厚さとしたことを特徴とする３ポート型光サーキュレー
タ。
【請求項３】非相反部と第１のファイバコリメータと
の間に、断面ほぼ三角形状のプリズムを、その頂部が第
３ポート方向を向くように配置した請求項１又は２記載
の３ポート型光サーキュレータ。