JPH0634445A - 偏光解析器 - Google Patents

偏光解析器

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JPH0634445A
JPH0634445A JP18555492A JP18555492A JPH0634445A JP H0634445 A JPH0634445 A JP H0634445A JP 18555492 A JP18555492 A JP 18555492A JP 18555492 A JP18555492 A JP 18555492A JP H0634445 A JPH0634445 A JP H0634445A
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Ichiro Kasahara
笠原一郎
Hiroshi Matsuura
松浦寛
Nobutaka Namihira
波平宣敬
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OYO KODEN KENKIYUUSHITSU KK
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OYO KODEN KENKIYUUSHITSU KK
Kokusai Denshin Denwa KK
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 反射を利用する光学部品に起因する偏光特
性、位相の飛びが無くて、光検出器1つで偏光解析する
ことができる偏光解析器を提供することを目的とする。 【構成】偏光解析すべき光束に対して、4分の1波長板
を付けた第1の左回り偏光特性の偏光子、第2の0°方
向の透過方向軸のを有する偏光子、第3の45°方向の
透過方向軸のを有する偏光子及びキリ孔偏光子を等間隔
のピッチ円周角度で設けた回転円板を有し、更に、回転
円板の回転を同調させるための光学同調装置を有し、そ
して、該回転円板の各偏光子で分割された光束の光路上
に1つの検出器を備えたことを特徴とする偏光解析器で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバー通信、光
計測、光制御などの分野で用いられる偏光解析器に関す
る。
【0002】
【従来の技術】例えば、図1に示すような従来の偏光解
析器では、光ファイバー5からの入射光束は、レンズ1
0を通って、ビームスプリッター1で透過光Aと反射光
Bに分け、反射光Bは、λ/4波長板7、偏光子8を通
って、全反射ミラー4で左回り円偏光成分を得る、そし
て、透過光Aはビームスプリッター2で透過光Cと反射
光Dに分け、反射光Dは偏光子9を通って、全反射ミラ
ー4で45°偏光成分を得る。更に、透過光Cは偏光ビ
ームスプリッター3で透過光Eと反射光Fに分け、反射
光Fは、全反射ミラー4で90°偏光成分を得る、そし
て、各々の光束B、D、F、Eに対して各々の光検出器
6で検出される。即ち、従来の光ファイバーによる通信
等においては、偏光の回転角、回転方向を観測するため
の偏光解析器には、従来、多数の楔型プリズムを用いて
光束を分解していく光成分分解器を用いて、偏光光束を
4つの偏光成分に分けている。
【0003】このような従来技術のビームスプリッター
を用いた反射を利用した偏光解析器では、分岐するため
の各々のビームスプリッターに、偏光特性、位相の飛び
があり、入射光の位相情報を保持しない。更に、入力光
を4等分するために、第1のビームスプリッターと第2
のビームスプリッターの分岐比を変えなければならない
ために、偏光特性位相の飛びが各々異なることになる。
以上のようなことにより、光学的性能が上がらない。こ
れは、入力光の偏光解析の目的に不十分なものとなり、
偏光解析器としては、致命的な欠陥を有する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、上
記のような反射を利用する光学部品に起因する偏光特
性、位相の飛びが無くて、光検出器1つで偏光解析する
ことができる偏光解析器を提供することを目的とする。
また、本発明は、更に、複数の波長範囲の偏光を1つの
検出器で同時に検出、解析できる位相の飛びのない偏光
解析器を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の技術的
な課題の解決のために、偏光解析すべき光束に対して、
4分の1波長板を付けた第1の左回り偏光特性の偏光
子、第2の0°方向の透過方向軸のを有する偏光子、第
3の45°方向の透過方向軸のを有する偏光子及びキリ
孔偏光子を等間隔のピッチ円周角度で設けた回転円板を
有し、更に、回転円板の回転を同調させるための光学同
調装置を有し、そして、該回転円板の各偏光子で分割さ
れた光束の光路上に1つの検出器を備えたことを特徴と
する偏光解析器を提供する。更に、前記の円板上に設け
た各偏光子の次の回転角位置に互いに等回転角度位置
に、特定の波長フィルターを備える各偏光子の群を有す
るものが、好適である。また、更に前記の偏光子の群
は、2群以上有し、複数の波長に対して各波長偏光を解
析することができるようにもできる。
【0006】
【作用】本発明の偏光解析器によると、高速回転円板1
7の上に設けた4つの偏光子を利用し、4つの偏光子で
時間周期的に4つの光束に分岐するものである。図2
は、本発明の偏光解析器の基本的な構成を説明する。即
ち、図2は、本発明の偏光解析器の光分岐装置の斜視図
であり、分岐すべき光束10は、光ファイバー11から
レンズ12を通して、回転円板17上の各々の偏光子2
1、22、23、24に順次に回転円板17の回転につ
れて当り、逐次、偏光子を通過していく。即ち、その光
軸上に同一ピッチ円上に光学部品、偏光子を配置した円
板を高速回転させる。その回転角度を調和一致されるた
めに、LED18とフォトトランジスト19とキリ孔2
0からなるフォトインタラプタで回転数を計測し、オプ
テイカルエンコーダ付きモータ16で回転角度位置を同
調することができる。即ち、オプテイカルエンコーダで
回転角位置を計測し、光検出器の計測位置と同期させ
る。回転させると、各々の偏光子光学部品位置が不明に
なるため、計測初期値を決めるためにフォトインタラプ
タを配置する。
【0007】第1の偏光子21は、FAST軸をX軸に
対して平行にある4分の1波長板31を備え、X軸に対
し+45°方向の透過方向軸を有する偏光子である。。
第2の偏光子22はX軸に対し+45°方向の透過方向
軸を有し、また、第3の偏光子23は、透過方向軸をX
軸と平行とし、第4の偏光子24は何ら光学部品を備え
ないキリ孔だけのものである。即ち,偏光解析すべき光
束に対して、4分の1波長板31を付けた第1の左回り
偏光特性の偏光子21、第2の0°方向の透過方向軸の
を有する偏光子22、第3の45°方向の透過方向軸の
を有する偏光子23及びキリ孔偏光子を等間隔のピッチ
円周角度で設けた回転円板を有する。更に、回転円板1
7の回転を同調させるための光学同調装置18,19,
20を有する。そして、回転円板の各偏光子で分割され
た光束の光路上に1つの検出器14を備える。
【0008】シングルモード光ファイバー11からの光
束は、レンズ12により平行光にされる。その光軸上に
同一ピッチ円上に光学部品偏光子を配置した円板17を
高速回転させる。オプテイカルエンコーダにより回転角
位置を計測し、光検出器14の測定位置と同期させる。
回転させると、各々の光学部品偏光子の位置が不明にな
るために、計測初期値に決めるためのフォトインタラプ
タを配置する。
【0009】更に、本発明の偏光解析器では、回転円板
上に設けられた各々の偏光子に対して各々もう1つの組
合わせ偏光子を、回転円板の上の同じピッチ円周上に設
け、最初の偏光子で解析すべき偏光とは異なる波長の偏
光を同時に解析できる構成にできる。即ち、1つの波長
域しか計測できないものとしなく、複数の波長域でも計
測することができるようにしたものである。同一円周上
に異なる波長特性の光学部品による偏光子を更に配置す
ることにより、2種類以上の波長帯域の計測が可能にし
たものである。
【0010】図3は、その第1及び第2の組合わせ偏光
子と光路を斜視図で示すものである。エンコーダとフォ
トインタラプタを搭載し、円板の同一ピッチ円周上に、
異なる波長帯域の偏光子及び波長板を取付け、回転角位
置と光検出器の計測位置を同期させ、特定の角度のとき
に、計測するように設定する。即ち、偏光子23の透過
方向軸をX軸と平行とすると、偏光子22と偏光子21
は、X軸に対し+45°方向に透過方向軸を配置し、4
分の1波長板のFAST軸をX軸に対して平行に配置す
る。これに対して、第2の波長域を測定するための偏光
子25、26、27、28では、偏光子27の透過方向
軸をX軸と平行とすると、偏光子25、26はX軸に対
し+45°方向に透過方向軸を配置し、4分の1波長板
31のFAST軸をX軸に対して平行に配置してある。
【0011】そして、シングルモード光ファイバー11
から出た光は、レンズ12により平行光にされる。その
光軸上に同一ピッチ円上に光学部品の偏光子を配置した
円板17を高速回転させる。オプテイカルエンコーダに
よる回転角位置を計測し、光検出器の計測位置と同期さ
せて、計測する。回転円板17を回転させると、各々の
光学部品の偏光子の位置が不明になるために、計測初期
値を決めるためフォトインタラプタを前記と同様に配置
する。
【0012】次に、本発明を具体的に実施例により説明
するが、本発明はそれらによって限定されるものではな
い。
【0013】
【実施例1】図2は、本発明の偏光解析器での光学部品
位置及び機構部品を説明する斜視図である。11はシン
グルモード光ファイバーであり、入射光は光ファイバー
11からレンズ12を通って入射する。13はレンズ、
14は光検出器である。15は、可変光減衰器で、16
はオプテイカルエンコ−ダ付きモ−タで、17は回転円
板で、18はLED(発光素子)で、19はフォトトラ
ンジスタ、20はLED(発光素子)からの光が通過す
る孔で、21は、4分の1波長板31を付けた第1の偏
光子で、22は第2の偏光子、23は第3の偏光子で、
24は光学部品のないキリ孔である。
【0014】各々の光学部品の軸の関係は、直交XY座
標において、第3の偏光子23の透過方向をX軸と平行
とすると、第1の偏光子21及び第2の偏光子22は、
X軸に対して+45°方向に透過方向を配置し、4分の
1波長板30のFAST軸をX軸に対して平行に配置し
ておく。
【0015】光学部品のないキリ孔24を通過する光束
はItで、第3の偏光子23を通過する偏光成分をIx
であり、第2の偏光子22を通過する偏光成分をI45で
あり、4分の1波長板30を付けた第1の偏光子21を
通過する偏光成分をIQ45とする。本発明の偏光解析器
において、この4つの偏光成分It、Ix、I45、I
Q45を出力し、計算を行ない、偏光状態を観測する。
【0016】オプテイカルエンコーダ16としては、分
解能の高いものを使用した。フォトトランジスタ19と
しては、高速応答性の良いものを使用する。高速応答性
の良い光検出器は受光面積が狭くなるため、レンズ13
で光束を集光させる。10MHzの高周波の変調光も計
測できるようにするために、レンズ3で光束を集光させ
る。10MHz変調光も計測できるようにするために、
可変光減衰器を使用して、光でゲイン調整する。これに
より、オペアアンプ回路の単純化と高性能化が可能とな
る。
【0017】回転円板17をモータで回転させると、フ
ォトインタラプタに信号があると次にくるキリ孔24の
通過時間を光検出器で計測することができる。キリ孔2
4の通過はじめからエンコーダのパルスを計測する。次
に同じ孔がくるときに、孔の中心位置で光検出を行なう
ようにパルスと通過時間から計算する。その中心位置を
エンコーダ測定原点として、90°毎に、4つの光束I
t、Ix、I45、IQ45 を計測することができる。
【0018】
【実施例2】図4は、本発明の偏光解析器の他の例を示
す斜視図である。解析すべき偏光光束は、シングルモー
ド光ファイバー11から入り、レンズ12で平行光束と
なり、入射する。そして、高速回転する光学部品取付回
転円板17の所定位置に当るが、その位置には、実施例
1の第1の偏光子21、第2の偏光子22、第3の偏光
子23及びキリ孔24の各々に、図示のように、次の箇
所に更に、第1の偏光子25、第2の偏光子26、第3
の偏光子27及びキリ孔28が設けられている。即ち、
第1の偏光子21、第2の偏光子22、第3の偏光子2
3及びキリ孔24の組合わせは、第1の波長のためのも
のであり、そして、第1の偏光子25、第2の偏光子2
6、第3の偏光子27及びキリ孔28の組合わせは、第
2の波長の光のためである。そして、可変減衰器15、
集光のためのレンズ13及び光検出器14は、実施例1
と同様である。また、回転円板の回転を調整するための
オプテイカルエンコーダ付きモータ16、LED18と
キリ孔20とフォトトランジスタ19のフォトインタラ
プタは、実施例と同じである。
【0019】第1の偏光子21、25には、4分の1波
長板31、32を備える。第1の波長光のための各々の
光学部品の軸の関係は、直交XY座標において、第3の
偏光子23の透過方向をX軸と平行とすると、第1の偏
光子21及び第2の偏光子22は、X軸に対し+45°
方向に透過方向を配置し、4分の1波長板31のFAS
T軸をX軸に対して平行に配置する。また、第2の波長
の光に対しても、同様の光学部品の配置にする。即ち、
光学部品のないキリ孔24を通過する光束をIt、第3
の偏光子23を通過する光束をIx、第2の偏光子22
を通過する光束をI45、4分の1波長板31を有する第
1の偏光子を通過する光学をIQ45 とする。
【0020】本発明の偏光解析器においては、この4つ
の光束It、Ix、I45、IQ45 を出力し、計算を行な
い、偏光状態を観測することができる。そして、本発明
の偏光解析器において、オプテイカルエンコーダは分解
能の高いものを使用する。フォトトランジスタ19は、
高速応答性の良いものを使用する必要がある。高速応答
性の良い光検出器は受光面積が狭くなるために、集光レ
ンズ13で光を集光させる。10MHzの高周波数の変
調光も計測可能にするために、可変光減衰器15を使用
し、光束でゲイン調整を行なう。これにより、オペアン
プ回路を単純化し、高性能にすることが可能である。オ
プテイカルエンコーダで調整してオプテイカルエンコー
ダ付きのモータ16を回転させる。即ち、フォトインタ
ラプタに信号があると次にくるキリ孔24を通過する時
間を光検出器で計測する。キリ孔24の通過はじめから
エンコーダのパルスを計測する。次に、同じ孔にくると
き、その孔の中心位置で光検出し、パルスと通過時間か
ら計算することができる。その中心位置をエンコーダで
測定原点とし、90°毎に、It、Ix、I45、IQ45
を測定することができる。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の偏光解析
器により、次のような顕著な技術的効果が得られた。第
1に、ミラー、プリズム等を必要としないため透過損失
が少なく、偏光特性、位相の飛びがない偏光解析器を可
能にした。第2に、従来の偏光解析器では光検出器が4
つ必要であったので、個々のフォトダイオードの性能の
バラツキを調整しなければならなかったが、本発明の偏
光解析器により、光検出器が1つになったため、そのよ
うな調整が不要になった。第3に、従って、構造が単純
にできる偏光解析器を提供する。第4に、可変光減衰器
を挿入するので、DCから高速変調光の測定も可能にな
った。第5に、更に、2種類以上の波長帯域の測定が可
能になった偏光解析器を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の偏光解析器で用いる光分岐の方法を示す
説明図である。
【図2】本発明の偏光解析器の光分岐方式を説明する斜
視説明図である。
【図3】本発明の偏光解析器の他の例の概念を示す斜視
説明図である。
【図4】本発明の偏光解析器の他の例を示す斜視説明図
である。
【符号の説明】
11 シングルモード光フ
ァイバー 12、13 レンズ 14 光検出器 15 可変光減衰器 16 オプテイカルエンコ
ーダ付きモータ 17 回転円板 18 LED 19 フォトトランジスタ 20 キリ孔 21、22、23 第1、第2及び第3
の偏光子 24、28 光学部品のないキリ
孔 25、26、27 第2種類の第1、第
2及び第3の偏光子 30、31 4分の1波長板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 波平宣敬 埼玉県上福岡市大原2丁目1番15号国際電 信電話株式会社上福岡研究所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 偏光解析すべき光束に対して、4分の1
    波長板を付けた第1の左回り偏光特性の偏光子、第2の
    0°方向の透過方向軸のを有する偏光子、第3の45°
    方向の透過方向軸のを有する偏光子及びキリ孔偏光子を
    等間隔のピッチ円周角度で設けた回転円板を有し、更
    に、回転円板の回転を同調させるための光学同調装置を
    有し、そして、該回転円板の各偏光子で分割された光束
    の光路上に1つの検出器を備えたことを特徴とする偏光
    解析器。
  2. 【請求項2】前記の円板上に設けた各偏光子の次の回転
    角位置に互いに等回転角度位置に、特定の波長フィルタ
    ーを備える各偏光子の群を有することを特徴とする請求
    項1に記載の偏光解析器。
  3. 【請求項3】前記の偏光子の群は、2群以上有し、複数
    の波長に対して各波長偏光を解析することができること
    を特徴とする請求項2に記載の偏光解析器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08148811A (ja) * 1994-11-22 1996-06-07 Nec Toyama Ltd プリント配線板の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH08148811A (ja) * 1994-11-22 1996-06-07 Nec Toyama Ltd プリント配線板の製造方法

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