JPH07301763A - 光結合器及び光ファイバ増幅器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型で実装面積が小さく、挿入損失及びアイ
ソレーション特性に優れた光結合器及びそれを用いた光
ファイバ増幅器を提供する。 【構成】 第１〜第４の光ファイバ２１〜２４と第１〜
第４の集束性ロッドレンズ２９，３３，３６，３８とを
備えた結合系において、第１の複屈折板２８と波長選択
フィルタ３０との光学系により偏光合成機能及び波長カ
プラ機能が発揮される。第１の複屈折板２８と磁気光学
板３１と第２及び第３の複屈折板３４，３５と反射板３
７との光学系により２段の光アイソレータ機能が発揮さ
れる。また、反射板３７をハーフミラーとし、該ハーフ
ミラーと受光素子４１との光学系により入射光をモニタ
する光分岐機能及び光検出機能が発揮される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを伝送路と
して用いる通信系において、光信号を直接増幅するため
の光結合器及び該光結合器を用いる光ファイバ増幅器に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバ通信網の拡大に伴い、
信号分配に伴う光出力の減少を補償するために、光信号
を直接増幅する光ファイバ増幅器の導入が進んできてい
る。

【０００３】以下、従来の光ファイバ増幅器の構成につ
いて説明する。

【０００４】図１０は従来の光ファイバ増幅器を示すも
ので、後方励起型と呼ばれる方式の構成例を示すもので
ある。

【０００５】図１０において、１はエルビウム（Ｅｒ）
などの希土類元素が添加された光ファイバ、２は波長
１．５５μｍの光と１．４８μｍの光とを合波又は分波
する波長カプラ、３及び４は半導体レーザ（以下、ＬＤ
と記す。）よりなり、光ファイバ１に添加されている希
土類元素を励起する１．４８μｍの光を発生する励起光
源、５及び６は偏波面保存光ファイバ、７は励起光源
３，４から出射した波長１．４８μｍの光を加算合成す
る偏光合成器、８は矢印の方向へのみ光を通過させる光
アイソレータ、９は光を分岐する光分岐器、１０は受光
素子、１１〜１５はそれぞれシングルモード光ファイ
バ、１６〜１９は光ファイバ内を進行する光を示す矢印
である。

【０００６】以下、前記のように構成された従来の光フ
ァイバ増幅器について、その動作を説明する。

【０００７】励起光源３，４から偏波面保存光ファイバ
５，６に出力された波長１．４８μｍの光は、偏光合成
器７において出力パワーが加算するように合成された
後、矢印１７で示す方向に波長カプラ２を通って光ファ
イバ１に入射し、該光ファイバ１に吸収されて光ファイ
バ１に添加されている希土類元素を高エネルギー準位に
励起する。

【０００８】波長１．５５μｍの信号光１６が光ファイ
バ１に入射すると、光ファイバ１内において信号光１６
の大きさに比例した同一波長の光の誘導放出が生じ、信
号光１６の出力が光ファイバ１に沿って増幅される。増
幅された信号光１６は、波長カプラ２を透過した後、光
アイソレータ８及び光分岐器９を通過して、光ファイバ
１４から光信号１８として出力される。

【０００９】受光素子１０は、光分岐器９により光ファ
イバ１５に分岐された増幅光信号の一部１９を検出し、
増幅光信号の大きさをモニタし、励起光源３，４の光出
力を制御する。光アイソレータ８は、光信号１８と反対
方向に進行する戻り光を遮断するためのもので、遮断の
能力が大きいほど品質の良い増幅特性が得られる。

【００１０】以上のように従来の光ファイバ増幅器は、
各種の単一機能を有する光結合器を組合わせることによ
り構成されていた。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の構成では、図１０に示すように、波長カプ
ラ２、偏光合成器７、光アイソレータ８、光分岐器９な
どの多くの単機能光結合器を組合わせて光ファイバ増幅
器を構成しているので、各光デバイスの光ファイバ同士
を互いに接続する必要がある。

【００１２】このため、光デバイスの数及び光ファイバ
同士の接続点数に比例した大きな挿入損失が生じると共
に、光ファイバ同士を接続するのに手間がかかるという
問題がある。

【００１３】さらに、多数の光デバイスの配置とその光
ファイバの引き回しに多くの面積を必要とするため、光
結合器及び光ファイバ増幅器の形状が大きくなるという
問題がある。

【００１４】本発明は、前記の問題を解決し、挿入損失
が小さく且つ光ファイバ増幅器の小形化を図ることがで
きる光結合器及び該光結合器を用いた光ファイバ増幅器
を提供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明が講じた
解決手段は、光結合器を、互いに並んで設けられ、無偏
光の第１の波長の光を出射する第１の光ファイバ、一の
偏波面方向を有する第２の波長の光を出射する第２の光
ファイバ、前記一の偏波面方向と直交する他の偏波面方
向を有する第２の波長の光を出射する第３の光ファイバ
及び第１の波長の光が入射する第４の光ファイバと、前
記第１〜第３の光ファイバから出射された前記第１の波
長の光及び第２の波長の光がそれぞれ入射し前記第１の
波長の光を前記一の偏波面方向を有する第１の光と前記
他の偏波面方向を有する第２の光とに分離し前記一の偏
波面方向を有する光を直進させる一方前記他の偏波面方
向を有する光をその光路を移動して通過させる第１の複
屈折板と、該第１の複屈折板を通過した光が入射し入射
した光を略平行な光に変換して出射する第１のレンズ
と、該第１のレンズから出射した略平行な光が入射し前
記第１の波長の光を透過させる一方前記第２の波長の光
を反射する波長選択フィルタと、該波長選択フィルタを
透過した前記第１の波長の光が入射し、入射した第１の
波長の光をその偏波面方向を磁界によりπ／４＋ｎπ／
２（ｎ＝０，１，２，３，……）回転して通過させる磁
気光学板と、該磁気光学板を通過した前記第１の波長の
光が入射し入射した光を収束させて出射する第２のレン
ズと、該第２のレンズから出射した前記第１の波長の光
が入射し該第１の波長の光のうち前記第１の光をその光
路を一の方向へ所定量だけ移動させて通過させる一方前
記第２の光を直進させる第２の複屈折板と、該第２の複
屈折板を通過した前記第１の光及び第２の光を反射する
反射手段と、光軸と垂直な平面上に前記第２の複屈折板
と隣接して設けられ前記反射手段により反射されてきた
前記第１の光及び第２の光が入射し前記第１の光をその
光路を前記一の方向と逆の方向へ前記所定量だけ移動し
て通過させる一方前記第２の光を直進させる第３の複屈
折板とを備え、前記磁気光学板は前記第３の複屈折板及
び第２のレンズを通過した前記第１の光及び第２の光を
その偏波面方向をπ／４＋ｎπ／２（ｎ＝０，１，２，
３，……）回転させることにより前記第１の光の偏波面
方向を前記他の偏波面方向に変換すると共に前記第２の
光の偏波面方向を前記一の偏波面方向に変換して通過さ
せ、前記第１の複屈折板は前記磁気光学板、波長選択フ
ィルタ及び第１のレンズを通過した前記第１の光と前記
第２の光とを合成して前記第４の光ファイバに入射させ
ると共に前記波長選択フィルタにより反射された前記第
２の波長の一の偏波面方向を有する光と他の偏波面方向
を有する光とを合成して前記第１の光ファイバに入射さ
せる構成とするものである。

【００１６】請求項２の発明は、請求項１の構成に、前
記第２の複屈折板及び第３の複屈折板が前記第１の光を
移動させる方向は前記第１の複屈折板が前記他の偏波面
を有する光を移動させる方向に対して４５度の角度であ
るという構成を付加するものである。

【００１７】請求項３の発明は、請求項１の構成に、前
記第１の複屈折板が前記他の偏波面を有する光を移動さ
せる距離は前記第２の光ファイバと前記第３の光ファイ
バとの距離の略１／２に設定され前記第１の複屈折板が
前記他の偏波面を有する光を移動させる方向は前記第２
の光ファイバと前記第３の光ファイバとの配列方向と一
致するように設定されているという構成を付加するもの
である。

【００１８】請求項４の発明は、前記磁気光学板は該磁
気光学板に前記磁界を与える円筒状の磁石の内部に設け
られ該磁石はその極性が反転可能なように設けられてい
るという構成を付加するものである。

【００１９】請求項５の発明は、前記第２の光ファイバ
及び第３の光ファイバと前記第１の複屈折板との間に前
記第２の波長の光のみを透過させるカットフィルタが設
けられているという構成を付加するものである。

【００２０】請求項６の発明は、前記第２の光ファイバ
及び第３の光ファイバは、前記第２の波長の光をその偏
波面を保持しつつシングルモードで伝播する偏波面保持
光ファイバであり、その偏波面方向が互いに直交するよ
うに配置されているという構成を付加するものである。

【００２１】請求項７の発明は、前記第１〜第４の光フ
ァイバの先端部を互いに平行且つ一体的に整列させて保
持する光ファイバアレイを備えており、該光ファイバア
レイの先端面は前記第１〜第４の光ファイバの各先端面
と面一で且つ光軸と垂直な面に対して斜めに形成されて
いるという構成を付加するものである。

【００２２】請求項８の発明は、請求項７の構成に、前
記光ファイバアレイの先端面は前記第１の複屈折板の常
光と異常光とを含む平面内において光軸と垂直な面に対
して斜めに形成され、前記第１の複屈折板は前記光ファ
イバアレイの先端面に密着されているという構成を付加
するものである。

【００２３】請求項９の発明は、請求項７又は８の構成
に、前記光ファイバアレイはその光軸が前記第１のレン
ズの中心軸に対して傾斜するように設けられているとい
う構成を付加するものである。

【００２４】請求項１０の発明は、請求項８又は９の構
成に、前記第１のレンズは収束性ロッドレンズよりな
り、該収束性ロッドレンズと前記第１の複屈折板とは楔
形の透明部材を介して互いに密着しているという構成を
付加するものである。

【００２５】請求項１１の発明は、請求項８又は９の構
成に、前記第１のレンズの前記第１の複屈折板側の端面
は、光軸と垂直な面に対して斜めに形成され且つ前記第
１の複屈折板と密着しているという構成を付加するもの
である。

【００２６】請求項１２の発明は、請求項１の構成に、
前記反射手段は、入射光を略平行な光に変換する第３の
レンズと、該第３のレンズの光軸と垂直な面に対して傾
斜するように設けられ前記略平行な光の大部分を反射す
る反射板とからなるという構成を付加するものである。

【００２７】請求項１３の発明は、請求項１２の構成
に、前記第３のレンズと前記反射板とは楔形の透明部材
を介して互いに密着しているという構成を付加するもの
である。

【００２８】請求項１４の発明は、請求項１２の構成
に、前記反射板は、鋭角の頂角を有し一方の斜面に光を
反射する反射膜が設けられた三角プリズムよりなるとい
う構成を付加するものである。

【００２９】請求項１５の発明は、請求項１２の構成
に、前記反射板は入射光の大部分を反射し且つ入射光の
一部分を透過させるハーフミラーよりなり、該ハーフミ
ラーを透過した光を収束させる第４のレンズと、該第４
のレンズにより収束された光を検出する受光素子とを備
えているという構成を付加するものである。

【００３０】請求項１６の発明は、請求項１５の構成
に、前記第１の光ファイバ又は第４の光ファイバから出
射した光が前記反射板を透過して前記第４のレンズによ
り収束される位置に、前記第４の光ファイバから出射さ
れた光を吸収又は遮断する遮蔽部材が設けられていると
いう構成を付加するものである。

【００３１】請求項１７の発明は、請求項１５の構成
に、前記受光素子と前記第４のレンズとの間又は前記第
４のレンズと前記ハーフミラーとの間に、前記第１の波
長の光を透過させる一方前記第２の波長の光を遮断する
カットフィルタが設けられているという構成を付加する
ものである。

【００３２】請求項１８の発明は、請求項１５の構成
に、前記ハーフミラーは、前記第４のレンズの端面に蒸
着法により形成された誘電体薄膜よりなるという構成を
付加するものである。

【００３３】請求項１９の発明は、請求項１７の構成
に、前記カットフィルタは、前記第４のレンズの端面に
蒸着法により形成された誘電体薄膜よりなるという構成
を付加するものである。

【００３４】請求項２０の発明は、請求項１５の構成
に、前記第４のレンズはその光軸が前記反射板に対して
略垂直になるように設けられ、前記受光素子はその受光
面が前記第４のレンズの光軸及び検出する光の入射軸に
対して斜めになるように設けられているという構成を付
加するものである。

【００３５】請求項２１の発明は、請求項１の構成に、
前記第１のレンズ及び第２のレンズのうちの少なくとも
１つは前記第１〜第４の光ファイバの開口数よりも大き
な開口数を有するという構成を付加するものである。

【００３６】請求項２２の発明は、請求項１２の構成
に、前記第３のレンズは前記第１〜第４の光ファイバの
開口数よりも大きな開口数を有するという構成を付加す
るものである。

【００３７】請求項２３の発明は、請求項１５の構成
に、前記第４のレンズは前記第１〜第４の光ファイバの
開口数よりも大きな開口数を有するという構成を付加す
るものである。

【００３８】請求項２４の発明が講じた解決手段は、光
ファイバ増幅器を、希土類イオンが添加されており無偏
光の第１の波長の信号光を出射する入力用光ファイバ
と、一の偏波面方向を有する第２の波長の励起光を出射
し前記入力用光ファイバに添加された希土類イオンを励
起するための第１の励起光源と、前記一の偏波面方向と
直交する他の偏波面方向を有する第２の波長の励起光を
出射し前記入力用光ファイバに添加された希土類イオン
を励起するための第２の励起光源と、互いに並んで設け
られ、入射面が前記入力用光ファイバの出射面に接続さ
れた第１の光ファイバ、入射面が前記第１の励起光源に
接続された第２の光ファイバ、入射面が前記第２の励起
光源に接続された第３の光ファイバ及び増幅された光信
号を出力する第４の光ファイバと、前記第１〜第３の光
ファイバから出射された前記信号光及び励起光がそれぞ
れ入射し前記信号光を前記一の偏波面方向を有する第１
の信号光と前記他の偏波面方向を有する第２の信号光と
に分離し前記一の偏波面方向を有する光を直進させる一
方前記他の偏波面方向を有する光をその光路を移動して
通過させる第１の複屈折板と、該第１の複屈折板を透過
した光が入射し入射した光を略平行な光に変換して出射
する第１のレンズと、該第１のレンズから出射した略平
行な光が入射し前記信号光を透過させる一方前記励起光
を反射する波長選択フィルタと、該波長選択フィルタを
透過した前記信号光が入射し入射した信号光をその偏波
面方向を磁界によりπ／４＋ｎπ／２（ｎ＝０，１，
２，３，……）回転して通過させる磁気光学板と、該磁
気光学板を通過した前記信号光が入射し入射した信号光
を収束させて出射する第２のレンズと、該第２のレンズ
から出射した前記信号光が入射し該信号光のうち前記第
１の信号光をその光路を一の方向へ所定量だけ移動させ
て通過させる一方前記第２の信号光を直進させる第２の
複屈折板と、該第２の複屈折板を通過した前記第１の信
号光及び第２の信号光を反射する反射手段と、光軸と垂
直な平面上に前記第２の複屈折板と隣接して設けられ前
記反射手段により反射されてきた前記第１の信号光及び
第２の信号光が入射し前記第１の信号光をその光路を前
記一の方向と逆の方向へ前記所定量だけ移動して通過さ
せる一方前記第２の信号光を直進させる第３の複屈折板
とを備え、前記磁気光学板は前記第３の複屈折板及び第
２のレンズを通過した前記第１の信号光及び第２の信号
光をその偏波面方向をπ／４＋ｎπ／２（ｎ＝０，１，
２，３，……）回転させることにより前記第１の信号光
の偏波面方向を前記他の偏波面方向に変換すると共に前
記第２の信号光の偏波面方向を前記一の偏波面方向に変
換して通過させ、前記第１の複屈折板は、前記磁気光学
板、波長選択フィルタ及び第１のレンズを通過した前記
第１の信号光と第２の信号光とを合成して前記第４の光
ファイバに入射させると共に前記波長選択フィルタによ
り反射された前記励起光の一の偏波面方向を有する光と
他の偏波面方向を有する光とを合成して前記第１の光フ
ァイバに入射させるという構成とするものである。

【００３９】請求項２５の発明は、請求項２４の構成
に、前記反射手段は、入射光を略平行な光に変換する第
３のレンズと、該第３のレンズの光軸と垂直な面に対し
て傾斜するように設けられ前記略平行な光の大部分を反
射し且つ前記略平行な光の一部分を透過させるハーフミ
ラーとからなり、該ハーフミラーを通過した光を収束さ
せる第４のレンズと、該第４のレンズにより収束された
光を検出する受光素子とを備えているという構成を付加
するものである。

【００４０】

【作用】請求項１の構成により、第２の光ファイバより
出射された一の偏波面方向を有する第２の波長の光及び
第３の光ファイバより出射された他の偏波面方向を有す
る第２の波長の光は、第１の複屈折板及び第１のレンズ
を通過した後、波長選択フィルタにより反射され、その
後、第１の複屈折板により合成されて第１の光ファイバ
に入射するので、第２の光ファイバより出射された一の
偏波面を有する第２の波長の光と第３の光ファイバより
出射された他の偏波面を有する第２の波長の光との偏光
合成機能、及び該偏光合成機能により偏光合成された第
２の波長の光と第１の光ファイバより出射された第１の
波長の光との波長合成機能が発揮される。

【００４１】第１の光ファイバより出射された無偏光の
第１の波長の光は、第１の複屈折板により一の偏波面方
向を有する第１の光と他の偏波面方向を有する第２の光
とに分離される。第１の光及び第２の光は、磁気光学板
により偏波面方向を４５度回転され、第２の複屈折板を
通過し、反射手段により反射され、第３の複屈折板を通
過し、磁気光学板により偏波面方向をさらに４５度回転
され、偏波面方向が往路と復路とで逆転された後、第１
の複屈折板により偏波面が合成されて第４の光ファイバ
に入射される。

【００４２】一方、第４の光ファイバより出射され第１
の複屈折板により分離される２つの光が磁気光学板及び
第３の複屈折板を通過したときの位置と、第１の光ファ
イバより出射され第１の複屈折板により分離された２つ
の光が磁気光学板及び第２の複屈折板を通過し、反射手
段により反射されたときの位置とが互いに異なるため、
第４の光ファイバより出射された光は第１の光ファイバ
に入射されないので１段のアイソレータ機能が発揮され
る。

【００４３】さらに、第４の光ファイバより出射され前
記１段のアイソレータ機能によっては遮断されなかった
光は、反射手段により反射され、第２の複屈折板を通過
した後、磁気光学板により再度回転されるため、第１の
複屈折板と磁気光学板との間における偏波面方向は第１
の光ファイバより出射された後に分離された第１の光及
び第２の光の偏波面方向に対して９０度回転しており、
第４の光ファイバより出射され復路において第１の複屈
折板を通過した光の光路は、第１の光ファイバより出射
された光の往路の光路と異なるので２段のアイソレータ
機能が発揮される。

【００４４】請求項２の構成により、第２の複屈折板及
び第３の複屈折板が第１の光を移動させる方向は、第１
の複屈折板が他の偏波面を有する光を移動させる方向に
対して４５度の角度であるため、第２の複屈折板が第１
の光の光路を移動させる方向と第３の複屈折板が第１の
光の光路を移動させる方向とが互いに逆方向であること
と相俟って、第４の光ファイバより出射され第１の複屈
折板により分離される２つの光が磁気光学板及び第３の
複屈折板を通過したときの位置と、第１の光ファイバよ
り出射され第１の複屈折板により分離された２つの光が
磁気光学板及び第２の複屈折板を通過し、反射手段によ
り反射されたときの位置との間の距離が大きくなる。

【００４５】請求項３の構成により、第１の複屈折板が
他の偏波面方向を有する光を移動させる距離は第２の光
ファイバと第３の光ファイバとの距離の略１／２であ
り、第１の複屈折板が他の偏波面方向の光を移動させる
方向は第２の光ファイバと第３の光ファイバとの配列方
向と一致するため、第３の光ファイバから出射された他
の偏波面方向を有する光は往路及び復路において第１の
複屈折板を２回通過することにより、第３の光ファイバ
より出射された他の偏波面を有する光の復路の光路と第
２の光ファイバから出射された一の偏波面方向を有する
光の復路の光路とが一致する。

【００４６】請求項４の構成により、磁気光学板に磁界
を与える円筒状の磁石はその極性が反転可能なように設
けられているため、磁石の極性を反転することにより、
磁気光学板が通過光の偏波面方向を回転する方向を逆に
することができる。

【００４７】請求項５の構成により、第２の光ファイバ
及び第３の光ファイバと第１の複屈折板との間に第２の
波長の光のみを透過させるカットフィルタが設けられて
いるため、第２の光ファイバ及び第３の光ファイバから
出射された光のうち第２の波長以外の光が第１の複屈折
板に入射することを防止できる。

【００４８】請求項６の構成により、第２の光ファイバ
及び第３の光ファイバは、第２の波長の光をその偏波面
を保持しつつシングルモードで伝播する偏波面保持光フ
ァイバであり、その偏波面方向が互いに直交するように
配置されているため、第２の光ファイバから一の偏波面
方向を有する光を確実に出射することができると共に第
３の光ファイバから一の偏波面方向と直交する他の偏波
面方向を有する光を確実に出射することができる。

【００４９】請求項７の構成により、第１〜第４の光フ
ァイバの先端部を互いに平行且つ一体的に整列させて保
持する光ファイバアレイの先端面は第１〜第４の光ファ
イバの各先端面と面一で且つ光軸と垂直な面に対して斜
めに形成されているため、第１〜第３の光ファイバから
出射される光のうち光ファイバアレイの先端面において
発生する反射光は元の光ファイバに戻らない。

【００５０】請求項８の構成により、光ファイバアレイ
の先端面は第１の複屈折板の常光と異常光とを含む平面
内において光軸と垂直な面に対して斜めに形成され、第
１の複屈折板は光ファイバアレイの先端面に密着されて
いるため、第１の複屈折板に対して僅かに斜め方向から
入射する光を精度良く常光と異常光つまり一の偏波面方
向の光と他の偏波面方向の光とに分離することができ
る。

【００５１】請求項９の構成により、光ファイバアレイ
の光軸は第１のレンズの中心軸に対して傾斜しているた
め、第１〜第３の光ファイバより出射された光が通過す
る各端面において生じる反射光は元の光ファイバに戻ら
ない。

【００５２】請求項１０の構成により、第１のレンズは
収束性ロッドレンズよりなり、該収束性ロッドレンズと
第１の複屈折板とは楔形の透明部材を介して互いに密着
しているため、第１の複屈折板を安定して第１のレンズ
に固定することができると共に、第１の複屈折板と第１
のレンズとの間の屈折率を整合することができる。

【００５３】請求項１１の構成により、第１のレンズの
第１の複屈折板側の端面は、光軸と垂直な面に対して斜
めに形成され且つ第１の複屈折板と密着しているため、
第１の複屈折板を安定して第１のレンズに固定すること
ができると共に、第１〜第３の光ファイバから出射され
る光のうち第１のレンズの第１の複屈折板側の面におい
て発生する反射光は第１のレンズを介して元の光ファイ
バに戻らない。

【００５４】請求項１２の構成により、反射手段は、入
射光を略平行な光に変換する第３のレンズと、該第３の
レンズの光軸と垂直な面に対して傾斜するように設けら
れ前記略平行な光の大部分を反射する反射板とからなる
ため、第３のレンズの反射板側の端面における往路の第
１の光及び第２の光の入射点と復路の第１の光及び第２
の光の出射点とは軸対称の関係にはない。

【００５５】請求項１３の構成により、第３のレンズと
反射板とは楔形の透明部材を介して互いに密着している
ため、反射板を斜めに調節して固定する際、反射板を第
３のレンズと一体に固定することができる。

【００５６】請求項１４の構成により、反射板は、鋭角
の頂角を有し一方の斜面に光を反射する反射膜が設けら
れた三角プリズムよりなるため、反射板の傾き角度を精
度良く保つことができると共に、反射板と第３のレンズ
との間の空間の屈折率を整合することができる。

【００５７】請求項１５の構成により、反射板は入射光
の大部分を反射し且つ入射光の一部分を透過させるハー
フミラーよりなり、該ハーフミラーを通過した光を収束
させる第４のレンズと、該第４のレンズにより収束され
た光を検出する受光素子とを備えているため、ハーフミ
ラーにより第１の光ファイバより出射した第１の波長の
光の一部を分岐させる光分岐機能が発揮されると共に、
ハーフミラーを透過した光の大きさを受光素子により検
出できるモニタ用受光素子の機能も合せ持つことができ
る。

【００５８】請求項１６の構成により、第１の光ファイ
バ又は第４の光ファイバから出射した光が反射板を透過
して第４のレンズにより収束される位置に、第４の光フ
ァイバから出射された光を吸収又は遮断する遮蔽部材が
設けられているため、受光素子には第４の光ファイバか
ら出射された不要な光が入射しない。

【００５９】請求項１７の構成により、受光素子と第４
のレンズとの間又は第４のレンズとハーフミラーとの間
に、第１の波長の光を透過させる一方第２の波長の光を
遮断するカットフィルタが設けられているため、波長選
択フィルタを透過した僅かな量の第２の波長の光が遮断
される。

【００６０】請求項１８の構成により、ハーフミラーは
第４のレンズの端面に蒸着法により形成された誘電体薄
膜よりなるため、請求項１５の反射板を容易に作製する
ことができる。

【００６１】請求項１９の構成により、カットフィルタ
は第４のレンズの端面に蒸着法により形成された誘電体
薄膜よりなるため、請求項１７のカットフィルタを容易
に作製することができる。

【００６２】請求項２０の構成により、第４のレンズは
その光軸が反射板に対して略垂直になるように設けら
れ、受光素子はその受光面が第４のレンズの光軸及び検
出する光の入射軸に対して斜めになるように設けられて
いるため、受光素子の受光面において生じた反射光は元
の光路を進行しないので、光結合器として大きな反射減
衰量特性が得られる。

【００６３】請求項２１の構成により、第１のレンズ及
び第２のレンズのうちの少なくとも１つは第１〜第４の
光ファイバの開口数よりも大きな開口数を有しているの
で、第１〜第３の光ファイバから出射した光は結合効率
の低下を招くことなく第１のレンズ及び第２のレンズの
うちの少なくとも１つに結合される。

【００６４】請求項２２の構成により、第３のレンズは
第１〜第４の光ファイバの開口数よりも大きな開口数を
有しているので、第１〜第３の光ファイバから出射した
光は結合効率の低下を招くことなく第３のレンズに結合
される。

【００６５】請求項２３の構成により、第４のレンズは
第１〜第４の光ファイバの開口数よりも大きな開口数を
有しているので、第１〜第３の光ファイバから出射した
光は結合効率の低下を招くことなく第４のレンズに結合
される。

【００６６】請求項２４の構成により、請求項１の光結
合器を用いた光ファイバ増幅器を実現できる。

【００６７】請求項２５の構成により、請求項１５の光
結合器を用いた光ファイバ増幅器を実現できる。

【００６８】

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る光結合器につ
いて、図面を参照しながら説明する。

【００６９】図１は、本発明の一実施例に係る光結合器
の構成を示している。

【００７０】図１において、２１は光をシングルモード
で伝播する第１の光ファイバ，２２は光を偏波面を保持
しつつシングルモードで伝播する第２の光ファイバ、２
３も光を偏波面を保持しつつシングルモードで伝播する
第３の光ファイバ、２４は光をシングルモードで伝播す
る第４の光ファイバであって、第２の光ファイバ２２と
第３の光ファイバ２３とは偏波面方向が互いに直交する
ように配置されている。２５Ａは第１〜第４の光ファイ
バ２１〜２４の各先端部を並列に整列させる光ファイバ
アレイであって、該光ファイバアレイ２５Ａの先端面２
６Ａは第１〜第４の光ファイバ２１〜２４の先端面と一
体に研磨されている。２７は波長１．４８μｍの光を透
過させる一方、その他の波長の光を遮断するカットフィ
ルタであり、該カットフィルタ２７は第２及び第３の光
ファイバ２２，２３の先端面に設けられている。

【００７１】図１において、２８は水晶やルチル結晶な
どよりなり、入射光を偏波面が互いに直交する常光と異
常光とからなる２つの直線偏光に分離する複屈折効果を
有する第１の複屈折板であって、該第１の複屈折板２８
は常光を直進させると共に異常光の光路を距離ｄだけ水
平移動させる。２９は入射光をその出射端面で平行光に
変換する第１の収束性ロッドレンズ、３０は波長１．４
８μｍの光を反射し且つ波長１．５５μｍの光を透過さ
せる波長選択フィルタ、３２は第１の集束性ロッドレン
ズ３２に対して軸方向（図１における左右方向）から着
脱自在に装着された円筒状の磁石、３１は磁石３２の内
部に設けられたＹＩＧ単結晶やＢｉ置換ガーネット厚膜
などよりなり、磁石３２の磁界を受けて入射光の偏波面
を非可逆的に左回りに約４５度（π／４＋ｎπ／２、但
しｎ＝０，１，２，……）回転させる磁気光学板であ
る。

【００７２】図１において、３３は入射した平行光をそ
の出射端面付近に収束させる第２の収束性ロッドレン
ズ、３４及び３５は第１の複屈折板２８と同様の複屈折
機能を有する第２及び第３の複屈折板であり、第２及び
第３の複屈折板３４，３５は光軸に垂直な同一面上に互
いに隣接するように設けられている。第２及び第３の複
屈折板３４，３５が入射光から異常光を分離する方向
は、第１の複屈折板２８の異常光分離方向に対して４５
度の角度であり、第２の複屈折板３４は異常光の光路を
距離ｄ／√２だけ水平移動させ、第３の複屈折板３５は
異常光の光路を距離−ｄ／√２だけ水平移動させる。

【００７３】図１において、３６は入射光をその出射端
面で平行光に変換する第３の収束性ロッドレンズ、３７
は入射光の大部分を反射すると共にその一部分を透過さ
せるハーフミラーからなる反射板であり、該反射板３７
は第３の収束性ロッドレンズ３６と共に第２又は第３の
複屈折板３４，３５を透過した光を反射して戻す反射手
段を構成している。

【００７４】図１において、３８は入射した平行光をそ
の出射端面付近に収束させる第４の収束性ロッドレン
ズ、３９は波長１．４８μｍの光を遮断し且つ波長１．
５５μｍの光を透過させるカットフィルタ、４０は入射
光を吸収する遮蔽部材、４１は入射光を検出する半導体
よりなる受光素子である。

【００７５】第１〜第４の収束性ロッドレンズ２９，３
３，３６，３８は第１〜第４の光ファイバ２１〜２４の
開口数よりも大きな開口数を有しており、第１〜第４の
光ファイバから出射した光は結合効率の低下を招くこと
なく第１〜第４の収束性ロッドレンズ２９，３３，３
６，３８と結合できる。

【００７６】図１において、４２は第１〜第３の収束性
ロッドレンズ２９，３３，３６の中心軸、４３は第４の
収束性ロッドレンズ３８の中心軸、６１〜１００は光の
進行方向を示す矢印である。

【００７７】尚、本実施例において、光は紙面水平方向
に進むものとし、第１〜第４の収束性ロッドレンズ２
９，３３，３６，３８内での光の状態は、光線の中心軸
上の軌跡を模擬的に示している。また、本明細書中にお
いて、各図中に示す同一番号は同一部材を表すものとす
る。

【００７８】以下、前記のように構成した光結合器の動
作を説明する。

【００７９】まず、図１において、光ファイバアレイ２
５Ａの第２及び第３の光ファイバ２２，２３から出射さ
れた波長１．４８μｍの光６１，６２は、波長１．４８
μｍの光を透過させるカットフィルタ２７を透過して、
第１の複屈折板２８に入射する。第２及び第３の光ファ
イバ２２，２３は、出射する光の偏波面方向が互いに直
交するように配置されているので、光６１，６２はその
偏波面方向が互いに直交する直線偏光である。

【００８０】第１の複屈折板２８は、一の偏波面方向の
光（常光）を直進させる一方、前記一の偏波面方向と直
交する他の偏波面方向の光（異常光）の光路を距離ｄだ
け水平移動させる特性を有しているので、第２の光ファ
イバ２２から出射された紙面に平行な直線偏光６２は第
１の複屈折板２８中を直進して直線偏光６４となり、第
３の光ファイバ２３から出射された紙面に垂直な直線偏
光６１は直線偏光６２に近付くように光路を距離ｄだけ
移動された直線偏光６３となる。

【００８１】直線偏光６３，６４は、第１〜第４の光フ
ァイバ２１〜２４の開口数よりも大きな開口数を有する
第１の収束性ロッドレンズ２９に対してその中心軸から
僅かにずれた位置から入射し、その他端面で平行光に変
換される。波長選択フィルタ３０は波長１．４８μｍの
光を反射するので、波長選択フィルタ３０に入射した直
線偏光６３，６４は、それぞれ反射光６５，６６となっ
て、再び第１の収束性ロッドレンズ２９内を進行する。
この反射光６５，６６は、続いて第１の収束性ロッドレ
ンズ２９の中心軸に対して直線偏光６３，６４の入射点
と軸対称な位置付近に収束されながら、再び第１の複屈
折板２８に入射する。反射光６５，６６は、それぞれ紙
面に垂直又は水平な偏波面方向を持つので、第１の複屈
折板２８に入射した直線偏光６６は直進し、直線偏光６
５はさらに光路を距離ｄだけ移動される。

【００８２】ここで、第１の複屈折板２８においては、
常光に対する異常光の分離距離ｄは第２の光ファイバ２
２と第３の光ファイバ２３との間隔の約１／２に設定さ
れ、常光に対する異常光の分離方向は第２及び第３の光
ファイバ２２，２３の配列方向と一致するように設定さ
れている。従って、直線偏光６５はその光路を直線偏光
６６と同一光軸上に移動され、直線偏光６５と直線偏光
６６とが合成された光６７は光ファイバアレイ２５Ａの
第１の光ファイバ２１に入射する。

【００８３】尚、波長選択フィルタ３０は、その特性
上、波長１．４８μｍ以外の波長の光もわずかに反射す
る。第２及び第３の光ファイバ２２，２３の先端面に設
けられたカットフィルタ２７は、後述するように、第１
の光ファイバ２１から出射した波長１．４８μｍ以外の
波長の光の一部が波長選択フィルタ３０で反射されて第
２又は第３の光ファイバ２２，２３に入射するのを防止
する機能を有している。これにより、第２及び第３の光
ファイバ２２，２３においては、大きな反射減衰量が得
られる。

【００８４】以上説明したように、本実施例に係る光結
合器は、第２及び第３の光ファイバ２２，２３から出射
された波長１．４８μｍの２つの直線偏光６３，６４を
偏光合成して第１の光ファイバ２１に入射させる偏光合
成機能を有する。

【００８５】以下、光ファイバアレイ２５Ａの第１の光
ファイバ２１から出射する波長１．５５μｍの無偏光６
８の動作を説明する。

【００８６】図２及び図３は、図１に示す本実施例の光
アイソレータ機能を説明する図である。図中の丸の中の
矢印は、第１及び第４の光ファイバ２１，２４の光の入
出射端面の位置Ａ及び第１〜第３の収束性ロッドレンズ
２９，３３，３６の内部の位置Ｂ，Ｃ，Ｄにおける進行
する光線の法線面（紙面に垂直な平面）を左から見た光
の偏波面方向を示し、回転は時計回りを右回りとして説
明する。

【００８７】まず、図２を用いて、順方向の光の動作を
説明する。

【００８８】第１の光ファイバ２１から出射した無偏光
の光６８は、第１の複屈折板２８に入射した後、偏波面
が互いに直交する常光６９と異常光７０との２つの直線
偏光に分離される。第１の複屈折板２８は、紙面に平行
な方向を０度として、異常光７０を図２における０度の
方向に距離−ｄだけ移動させるように設定しているの
で、常光６９は直進する一方、異常光７０は光路を平行
移動されて常光６９と異なる位置から出射する。

【００８９】尚、距離ｄは任意の長さを表すが、図３で
説明する逆方向に進行する光が第４の光ファイバ２４に
入射しないように、距離ｄは少なくとも第１及び第４の
光ファイバ２１，２４の各コア径よりも大きく、第１の
光ファイバ２１と第４の光ファイバ２４との間隔よりも
小さいことが望ましい。

【００９０】直線偏光６９，７０は、第１の収束性ロッ
ドレンズ２９に対してその中心軸４２から僅かにずれた
位置から入射し、その他端面において略平行光に変換さ
れた後、波長選択フィルタ３０を透過し、磁気光学板３
１に入射する。磁気光学板３１は、円筒形の磁石３２の
磁界を受けて、入射光の偏波面を非可逆的に左回りに約
４５度回転させる。従って、直線偏光６９，７０は、そ
れぞれその偏波面が左回りに約４５度（π／４＋ｎπ／
２、但しｎ＝０，１，２，……）の回転を受けた直線偏
光７１，７２に変換されて、第２の収束性ロッドレンズ
３３に入射する。

【００９１】直線偏光７１，７２は、第２の収束性ロッ
ドレンズ３３の中で光路が図２における上下左右で入れ
替わって進行し、第２の収束性ロッドレンズ３３の出射
端面付近で第１の収束性ロッドレンズ２９の光の入射点
と軸対称な位置で、中心軸から僅かにずれた２点に焦点
を結ぶように収束される。

【００９２】前記の２点に収束された直線偏光７１，７
２は第２の複屈折板３４に入射する。第２の複屈折板３
４は、直線偏光７１を異常光として図２の４５度の方向
に距離ｄ／√２だけ移動させるように設けられているの
で、直線偏光７２は常光７４として直進する一方、直線
偏光７１は異常光７３として光路を移動されて、それぞ
れ第３の収束性ロッドレンズ３６に入射する。

【００９３】以上説明した動作により、本実施例に係る
光結合器の第１の光アイソレータ機能が発揮されるので
ある。

【００９４】次に、直線偏光７３，７４は、第３の収束
性ロッドレンズ３６の他端面で略平行光に変換された
後、反射板３７に入射する。反射板３７は入射光の一部
分を透過させ且つ大部分を反射するので、反射板３７に
より反射された直線偏光７５，７６は再び第３の収束性
ロッドレンズ３６に入射して収束され、第３の複屈折板
３５に入射する。尚、反射板３７は第３の収束性ロッド
レンズ３６の中心軸４２に垂直な面に対して僅かに傾け
て設けているので、第３の収束性ロッドレンズ３６の端
面における、直線偏光７３，７４の入射点と直線偏光７
５，７６の出射点とは軸対称の関係には無い。

【００９５】第３の複屈折板３５は、図２の左側から入
射した異常光を４５度の方向に距離−ｄ／√２だけ移動
させるように設けられているので、図２の右側から第３
の複屈折板３５に入射した、直線偏光７６は常光７８と
して直進し、直線偏光７５は異常光７７として４５度の
方向に距離ｄ／√２だけ移動される。

【００９６】磁気光学板３１は入射光の偏波面を入射方
向に無関係に左回りに約４５度回転させる。従って、第
２の収束性ロッドレンズ３３に入射し、略平行光に変換
された直線偏光７７，７８は、磁気光学板３１を透過し
て、その偏波面がさらに左回りに約４５度回転した直線
偏光７９，８０に変換される。直線偏光７９，８０は、
波長選択フィルタ３０を透過後、第１の収束性ロッドレ
ンズ２９の中で光路が図２の上下左右で入れ替わって進
行し、第４の光ファイバ２４の端面付近に焦点を結ぶよ
うに第１の複屈折板２８に入射する。

【００９７】第１の複屈折板２８は、図２の左側から入
射した異常光を０度の方向に距離−ｄだけ移動させるの
で、第１の複屈折板２８に右側から入射した、直線偏光
８０は常光として直進し、直線偏光７９は異常光として
光路が０度の方向に距離ｄだけ移動される。その結果、
この２つの直線偏光７９，８０は同一光軸上に合成され
た光８１に変換され、第４の光ファイバ２４に損失なく
入射する。

【００９８】以上説明した動作により、本実施例に係る
光結合器の第２の光アイソレータ機能が発揮されるので
ある。

【００９９】以下、図３を用いて、本実施例に係る光結
合器における前述の第１及び第２の光アイソレータ機能
と逆方向の光アイソレータ機能について説明する。

【０１００】第４の光ファイバ２４から出射した波長
１．５５μｍの無偏光の光８２は、図２に示す光８１と
同じ光路を逆方向に進行し、第１の複屈折板２８で偏波
面が直交する２つの直線偏光８３，８４に分離される。
直線偏光８３，８４は、第１の収束性ロッドレンズ２９
及び波長選択フィルタ３０を透過した後、磁気光学板３
１に入射し、磁気光学板３１においてその偏波面が左回
りに約４５度の回転を受ける。その後、直線偏光８３，
８４は第２の収束性ロッドレンズ３３中を光路が図３に
おける上下で入れ替わった直線偏光８５，８６として進
行する。

【０１０１】直線偏光８５、８６の偏波面方向は、図２
に示す順方向の場合の直線偏光７７，７８とそれぞれ約
９０度異なっている。その結果、直線偏光８５が常光、
直線偏光８６が異常光となって第３の複屈折板３５に入
射するので、直線偏光８５は直進し、直線偏光８６は図
３の４５度の方向に距離−ｄ／√２だけ光路を移動され
て、図２の順方向の場合とは異なった位置に直線偏光８
７，８８として出射する。以上の動作から、第４の光フ
ァイバ２４から出射した無偏光の光８２は第１の光ファ
イバ２１に入射することはできない。

【０１０２】さらに、一般に１段の光アイソレータで
は、逆方向に進行する光を完全には遮断できず、−３０
ｄＢ〜−４０ｄＢ（１／１０００〜１／１００００）の
光が逆方向に進行する。

【０１０３】以下、上記１段の光アイソレータの逆方向
動作で遮断されず、反射板３７で反射されて、図２の順
方向光路７３，７４を逆方向に進行する僅かな量の直線
偏光８９，９０の動作について説明する。

【０１０４】直線偏光９０は常光９２として第２の複屈
折板３４を直進し、直線偏光８９は異常光９１として４
５度の方向に距離−ｄ／√２だけ光路を移動されて第２
の複屈折板３４を透過した後、第２の収束性ロッドレン
ズ３３及び磁気光学板３１を透過して、直線偏光９１，
９２はその偏波面が左回りに約４５度回転された直線偏
光９３，９４にそれぞれ変換される。

【０１０５】直線偏光９３，９４の偏波面方向は、図２
に示す順方向の場合の直線偏光６９，７０とそれぞれ９
０度異なっている。従って、第１の収束性ロッドレンズ
２９を透過して第１の複屈折板２８に入射した、直線偏
光９４は常光９６として直進し、直線偏光９３は異常光
９５として０度の方向に距離ｄだけ移動される。直線偏
光９５、９６は、図２の順方向の光６８とは異なった光
路を進行するので、同一光軸上に合成されない。以上の
動作から、僅かな量の直線偏光８９，９０は第１の光フ
ァイバ２１に入射することはできない。

【０１０６】図２及び図３に基づき説明した動作から、
本実施例に係る光結合器は、光ファイバアレイ２５Ａの
第１の光ファイバ２１から出射した波長１．５５μｍの
光６８を損失なく第４の光ファイバ２４に結合させ、第
４の光ファイバ２４から出射した逆方向の光８２を２段
階に遮断して第１の光ファイバ２１に入射させない特性
を有し、偏光無依存型の２段光アイソレータとして機能
する。

【０１０７】尚、円筒状の磁石３２は、第１及び第２の
収束性ロッドレンズ２９，３４の軸方向（図２及び図３
の左右方向）に取り外せるように構成されている。磁石
３２の極性の向きを逆にして装着すれば、磁気光学板３
１の偏波面回転方向が逆になり、第４の光ファイバ２４
から出射した波長１．５５μｍの光８２を損失なく第１
の光ファイバ２１に結合させ、第１の光ファイバ２１か
ら出射した光６８を２段階に遮断して第４の光ファイバ
２４に入射させない特性を持たせることができる。この
場合には、前述した２段光アイソレータ機能とは逆方向
の２段光アイソレータとして機能することになる。

【０１０８】また、前記実施例においては、第１〜第３
の複屈折板２８，３４，３５を、それぞれの異常光の分
離距離がｄ：ｄ／√２：−ｄ／√２の関係になるように
配置した場合について説明したが、第２及び第３の複屈
折板３４，３５の異常光の移動距離は、第１の複屈折板
２８の移動距離とは無関係に、互いに等しく且つ移動方
向が互いに逆の関係になるように設定すれば、同じ効果
が得られる。

【０１０９】再び、図１に基づき、本実施例に係る光結
合器の動作について説明する。

【０１１０】図１に示すように、第２及び第３の光ファ
イバ２２，２３から出射し、偏光合成された波長１．４
８μｍの光６７は、図２及び図３に基づき説明した波長
１．５５μｍの光６８と波長合成され、同一の光路を通
って第１の光ファイバ２１に結合されるので、本実施例
に係る光結合器は従来技術の項で説明した波長カプラと
しての機能を有する。

【０１１１】反射板３７は、入射光の大部分を反射し、
一部分を透過させるハーフミラーである。図２に基づき
説明したように、第１の光ファイバ２１から出射した波
長１．５５μｍの光６８は、偏光分離された後に反射板
３７に入射する。反射板３７に入射した直線偏光７３，
７４の一部分の光９７，９８が反射板３７を透過する。
反射板３７を透過した光９７，９８は、中心軸４３が反
射板３７に垂直に設けられた第４の収束性ロッドレンズ
３８に入射し、その他端面付近で収束されながら、波長
１．５５μｍの光を損失無く透過させるカットフィルタ
３９を透過して、受光素子４１に入射する。

【０１１２】以上の動作によって、第１の光ファイバ２
１から出射した波長１．５５μｍの光６８の一部を分岐
し、該光６８の一部の大きさを受光素子４１により検出
するので、本実施例に係る光結合器は、光分岐機能及び
モニタ用受光素子の機能を有することになる。

【０１１３】カットフィルタ３９は、波長１．４８μｍ
の光を遮断し、波長１．５５μｍの光を透過させる特性
を持ち、波長選択フィルタ３０で完全に反射されずに透
過した波長１．４８μｍの僅かな量の光をさらに遮断す
る。従って、受光素子４１は、波長１．５５μｍの光だ
けを精度良くモニタ検出する機能を有する。尚、カット
フィルタ３９は、反射板３７と収束性ロッドレンズ３８
との間に設けられても同じ効果が得られる。

【０１１４】さらに、受光素子４１の受光面は、第４の
収束性ロッドレンズ３８の中心軸４３に対して垂直にな
り且つ入射光９７，９８に対して斜めになるように設け
られているため、受光面で生じた反射光は元の光路を進
行しないので、光結合器として、大きな反射減衰量特性
が得られる。また、第４の収束性ロッドレンズ３８の中
心軸４３は、斜めに配置された反射板３７に対して垂直
に設けられており、反射板３７を斜めに調節して固定す
る際、反射板３７を第４の収束性ロッドレンズ３８と一
体に固定できるので、組立が容易になるという効果が得
られる。

【０１１５】図３に示す、第４の光ファイバ２４から出
射し逆方向に進行する直線偏光８７，８８は、その一部
が反射板３７を透過する。

【０１１６】再び、図１に示すように、反射板３７を透
過した一部の光９９，１００は、前記と同様に、第４の
収束性ロッドレンズ３８により収束され、カットフィル
タ３９を透過した後、遮蔽部材４０に入射して吸収され
る。

【０１１７】遮蔽部材４０は、不必要な光９９，１００
が受光素子４１に入射しないように、不必要な光９９，
１００を吸収して遮断する機能を有する。

【０１１８】図４は、他の実施例に係る光結合器におけ
る光ファイバアレイ２５Ｂの構成を示している。第１〜
第４の光ファイバ２１〜２４の各先端面を並列に整列さ
せた状態でアレイ部材４４を用いて一体化しているの
で、光ファイバアレイ２５Ｂの先端面２６Ｂを一括して
研磨できると共に、第１〜第４の光ファイバ２１〜２４
と第１の複屈折板２８との結合組立とを一括して実施す
ることができる。また、光ファイバアレイ２５Ｂの先端
面２６Ｂを光軸に垂直な面に対して約８度の角度を持つ
ように斜めに研磨しているので、第１〜第４の光ファイ
バ２１〜２４から出射する光のうち先端面２６Ｂで生じ
る反射光が元の光ファイバに戻らない機能を有する。

【０１１９】図５は他の実施例に係る光結合器を示して
おり、該光結合器は光ファイバ結合部における反射戻り
光を遮断することができる。すなわち、第１の複屈折板
２８は、光ファイバアレイ２５Ｂの斜めに研磨された先
端面２６Ｂにカットフィルタ２７を介して略密着して設
けられている。光ファイバアレイ２５Ｂは、その光軸４
６が第１の収束性ロッドレンズ２９の中心軸４２に対し
て数度傾くように配置されている。この構成により、図
５において矢印で示すように、入射光６８が通過する各
端面で生じた反射光４７〜４９は、元の光ファイバに戻
らない効果が得られ、光結合器として大きな反射減衰量
特性が得られる。

【０１２０】また、光ファイバアレイ２５Ｂの先端面２
６Ｂは、第１の複屈折板２８の常光と異常光とを含む平
面内において斜めに形成されている。これにより、第１
の複屈折板２８に対して僅かに斜めに入射した光を精度
良く常光と異常光とに分離することができる。

【０１２１】さらに、斜めに設けられた第１の複屈折板
２８と第１の収束性ロッドレンズ２９との間に、鋭角を
頂角とする三角プリズム４５をその端面が第１の複屈折
板２８及び第１の収束性ロッドレンズ２９の端面に密着
するように設けている。これにより、第１の複屈折板２
８の固定の安定と、第１の複屈折板２８と第１の収束性
ロッドレンズ２９との間隙の屈折率整合の効果が得ら
れ、光結合器として大きな反射減衰量特性が得られる。

【０１２２】また、三角プリズム４５を設ける代わり
に、図６に示すように、第１の収束性ロッドレンズ２９
の先端面５０を光軸４２の垂直な面に対して斜めに研磨
し、該先端面５０を第１の複屈折板２８に密着させて
も、同様な効果が得られる。

【０１２３】図７は他の実施例に係る光結合器における
反射板３７の構成を示している。該反射板３７は、第３
の収束性ロッドレンズ３６の中心軸４２に垂直な面に対
してわずかに傾けて設けられている。楔形の透明部材５
１は、反射板３７の傾き角度を精度良く保つと共に反射
板３７と収束性ロッドレンズ３６との空間を屈折率整合
して充填する機能を有する。

【０１２４】図８は、反射板３７の他の一例を説明する
斜視図であって、該反射板３７は、鋭角を頂角とする三
角プリズム５２の一方の斜面に、誘電体薄膜などの反射
膜５３が蒸着されている。このようにすると、前記の効
果に加えて、組立工数が削減できる効果が得られる。

【０１２５】また、図９に示すように、第４の集束性ロ
ッドレンズ３８の各端面に、誘電体薄膜から成る反射膜
５３とカットフィルタ膜５４とを設けると、光の反射手
段及び光の分岐モニタ部の組立がさらに容易になる効果
が得られる。

【０１２６】以上のように、図１に示す光結合器におい
て、エルビウム（Ｅｒ）などの希土類元素を添加した光
ファイバを第１の光ファイバ２１の他端に結合し、波長
１．４８μｍの励起光源からの出射光を第２及び第３の
光ファイバ２２，２３の他端に偏波面方向が互いに直交
するように結合し、第４の光ファイバ２４を増幅された
光信号の出射端とすると、本実施例に係る光結合器は、
図１０に基づき従来例として説明した後方励起方式の光
ファイバ増幅器における、偏光合成器、波長カプラ、光
アイソレータ、光分岐器及びモニタ用受光素子の５機能
が集積された光ファイバ増幅器として機能する。

【０１２７】本実施例に係る光結合器の特徴は、光をシ
ングルモードで伝播する第１及び第４の光ファイバ２
１，２４と、光を偏波面を保持しつつシングルモードで
伝播する第２及び第３の光ファイバ２２，２３と、第１
の複屈折板２８と、第１の収束性ロッドレンズ２９と、
波長選択フィルタ３０と、偏波面をπ／４＋ｎπ／２
（但し、ｎ＝０，１，２，……）だけ回転させる磁気光
学板３１と、第２の収束性ロッドレンズ３３と、同一平
面上に隣接して設けられた第２及び第３の複屈折板３
４，３５と、第３の収束性ロッドレンズ３６及び光軸に
対して斜めに設けられた反射板３７よりなる反射手段と
を前述のように配置したことである。

【０１２８】また、本実施例に係る光結合器の特徴は、
第２及び第３の光ファイバ２２，２３から出射した光が
波長選択フィルタ３０により反射されて第１の光ファイ
バ２１に入射し、第１の光ファイバ２１から出射した光
が反射板３７により反射されて第４の光ファイバ２４に
入射するように、第１〜第４の光ファイバ２１〜２４を
配置したことである。

【０１２９】前記の構成により、第１の複屈折板２８、
第１の収束性ロッドレンズ２９及び波長選択フィルタ３
０よりなる光学系において、第２及び第３の光ファイバ
２２，２３から出射した波長１．４８μｍの光を合成す
る偏光合成器の機能と、該偏光合成器により合成された
合成光と波長１．５５μｍの光とを波長合成して光ファ
イバ２１に結合させる波長カプラ機能とを有する。ま
た、第１の複屈折板２８、磁気光学板３１及び第２の複
屈折板３４よりなる光学系と、反射板３７、第３の複屈
折板３５、磁気光学板３１及び第１の複屈折板２８より
なる光学系とによって、第１の光ファイバ２１から出射
した波長１．５５μｍの光を損失なく第４の光ファイバ
２４に結合させると共に、逆方向に進行する光を遮断す
る２段の偏光無依存型の光アイソレータの機能を有す
る。

【０１３０】さらに、本実施例に係る光結合器の特徴
は、前述の構成に加えて、反射板３７を入射光の一部を
透過させるハーフミラーにより構成し、該反射板３７を
透過した光を収束させる第４の収束性ロッドレンズ３８
と、該第４の収束性ロッドレンズ３８により収束された
収束光を検出する受光素子４１とを設けて、光結合器を
構成したことである。

【０１３１】この構成により、反射板３７と第４の収束
性ロッドレンズ３８とにより波長１．５５μｍの光の一
部を分岐する光分岐器が構成され、第４の収束性ロッド
レンズ３８と受光素子４１とにより分岐された光を検出
するモニタ受光素子が構成される。

【０１３２】従って、図１０に基づき従来例で説明した
光ファイバ増幅器の構成に必要な偏光合成器、波長カプ
ラ、光アイソレータ、光分岐器及び受光素子よりなる５
個の光受動機能を、少ない光学デバイスを用いて集積化
でき、小型で挿入損失が小さくアイソレーション特性に
優れた光結合器が実現できる。

【０１３３】本実施例に係る光結合器を用いて光ファイ
バ増幅器を構成すると、光ファイバ同士の接続による損
失の増加及びバラツキがないと共に、第１〜第４の光フ
ァイバ２１〜２４を一方向に集中させているため光ファ
イバを引き回して固定するための多くの実装面積を必要
とせず、小型で増幅特性の安定した光ファイバ増幅器が
実現できる。

【０１３４】なお、本実施例においては、後方励起方式
の光ファイバ増幅器の光結合器として、第１の光ファイ
バ２１から第４の光ファイバ２４の方向への光アイソレ
ータを構成し、第４の光ファイバ２４をエルビウムなど
の希土類元素を添加した光ファイバにより増幅された波
長１．５５μｍの信号光の出力端とした。しかしなが
ら、着脱できる磁石３２の極性を逆にして、磁気光学板
３１の偏波面回転方向を右回りとすると、第４の光ファ
イバ２４から第１の光ファイバ２１の方向への光アイソ
レータを構成することができる。

【０１３５】また、第４の光ファイバ２４を増幅前の波
長１．５５μｍの信号光の入力端と、受光素子４１と遮
蔽部材４０との位置を入れ替えて、第４の光ファイバ２
４から出射した光の一部を受光素子４１により検出する
構成にすると、前方励起方式の光ファイバ増幅器を構成
する光結合器を実現できる。

【０１３６】また、本実施例で説明した光ファイバ増幅
器は、エルビウムなどの希土類元素を添加した光ファイ
バを用い、信号光及び励起光の波長をそれぞれ１．５５
μｍ及び１．４８μｍとして説明したが、使用する増幅
用光ファイバの種類及び波長については限定されるもの
ではない。

【０１３７】また、本実施例においては、第１〜第４の
収束性ロッドレンズ２９，３３，３６，３８を用いて光
結合器を構成したが、中心軸から僅かにずれた位置にお
ける収差を抑制できるレンズであれば、非球面レンズな
どどのようなレンズを用いてもよい。

【０１３８】また、本実施例においては、第１〜第４の
収束性ロッドレンズ２９，３３，３６，３８、波長選択
フィルタ３０、第１〜第３の複屈折板２８，３４，３
５、磁気光学板３１、反射板３７などの各光学デバイス
が配置され光が通過する空間の説明を省略したが、この
空間は、空気層でもよく、屈折率整合剤等の透明な物質
で充填されていてもよく、また、各光学デバイスの光の
入出射面に施された反射防止膜等を介して結合してもよ
いことは言うまでもない。

【０１３９】

【発明の効果】請求項１の発明に係る光結合器による
と、第２の光ファイバより出射された第２の波長の光と
第３の光ファイバより出射された第２の波長の光とは波
長選択フィルタにより反射された後、第１の複屈折板に
より合成されて第１の光ファイバに入射するので、第２
の光ファイバより出射された光と第３の光ファイバより
出射された光との偏光合成機能及び該偏光合成機能によ
り偏光合成された第２の波長の光と第１の光ファイバよ
り出射された第１の波長の光との波長合成機能が発揮さ
れる。

【０１４０】また、第１の光ファイバより出射された第
１の波長の光は、往路において第１の複屈折板により第
１の光と第２の光とに分離された後、復路において第１
の複屈折板により合成されて第４の光ファイバに入射さ
れる一方、第４の光ファイバより出射された光は２段の
アイソレータ機能によって第１の光ファイバに入射しな
い。

【０１４１】このように、請求項１の発明によると、従
来に比べて少ないデバイスにより偏光合成機能、波長合
成機能及び２段アイソレータ機能を発揮できると共に、
第１〜第４の光ファイバが並んで設けられているため各
光ファイバの引き回しに必要な面積を低減できるので、
挿入損失が少なく小型化を図った光結合器を実現するこ
とができる。

【０１４２】請求項２の発明に係る光結合器によると、
第４の光ファイバより出射され第１の複屈折板により分
離される２つの光が磁気光学板及び第３の複屈折板を通
過したときの位置と、第１の光ファイバより出射され第
１の複屈折板により分離された２つの光が磁気光学板及
び第２の複屈折板を通過し、反射手段により反射された
ときの位置との距離が大きくなるので、前記１段アイソ
レータ機能が確実に発揮される。

【０１４３】請求項３の発明に係る光結合器によると、
第３の光ファイバより出射された光の復路の光路と第２
の光ファイバから出射された一の偏波面方向を有する光
の復路の光路とが一致するので、第２の光ファイバから
出射された光と第３の光ファイバから出射された光とを
確実に偏波合成することができる。

【０１４４】請求項４の発明に係る光結合器によると、
磁気光学板に磁界を与える円筒状の磁石の極性を反転す
ることにより、磁気光学板が通過する光の偏波面方向を
回転する方向を逆にできるため、第４の光ファイバから
出射された光を損失なく第１の光ファイバに結合させる
ことができると共に、第１の光ファイバから入射した光
が第４の光ファイバに入射することを２段アイソレータ
機能により遮断することができる。

【０１４５】請求項５の発明に係る光結合器によると、
第２の光ファイバ及び第３の光ファイバから出射された
光のうち第２の波長以外の光が第１の複屈折板に入射す
ることを防止できる。

【０１４６】請求項６の発明に係る光結合器によると、
第２の光ファイバから一の偏波面方向を有する光を確実
に出射できると共に第３の光ファイバから一の偏波面方
向と直交する他の偏波面方向を有する光を確実に出射で
きる。

【０１４７】請求項７の発明に係る光結合器によると、
第１〜第３の光ファイバから出射される光のうち光ファ
イバアレイの先端面において発生する反射光が元の光フ
ァイバに戻る事態を防止できる。

【０１４８】請求項８の発明に係る光結合器によると、
第１の光ファイバから出射され第１の複屈折板に対して
僅かに斜め方向から入射する光を一の偏波面方向を有す
る光と他の偏波面方向を有する光とに確実に分離するこ
とができる。

【０１４９】請求項９の発明に係る光結合器によると、
第１〜第３の光ファイバより出射された光が通過する各
端面において生じる反射光が元の光ファイバに戻らない
ので、光結合器として大きな反射減衰特性を得ることが
できる。

【０１５０】請求項１０の発明に係る光結合器による
と、第１の複屈折板を安定して第１のレンズに固定する
ことができると共に、第１の複屈折板と第１のレンズと
の間の屈折率を整合できるため光結合器として大きな反
射減衰特性を得られる。

【０１５１】請求項１１の発明に係る光結合器による
と、第１の複屈折板を安定して第１のレンズに固定する
ことができると共に、第１〜第３の光ファイバから出射
される光のうち第１のレンズの第１の複屈折板側の面に
おいて発生する反射光は第１のレンズを介して元の光フ
ァイバに戻らないので、光結合器として大きな反射減衰
特性を得ることができる。

【０１５２】請求項１２の発明に係る光結合器による
と、第３のレンズの反射板側の端面における往路の第１
の光及び第２の光の入射点と復路の第１の光及び第２の
光の出射点とは軸対称の関係にはないので、第１の光フ
ァイバから出射された光と第４の光ファイバから出射さ
れた光とが干渉する事態が避けられる。

【０１５３】請求項１３の発明に係る光結合器による
と、反射板を斜めに調節して固定する際、反射板を第３
のレンズと一体に固定できるので組立てが容易になる。

【０１５４】請求項１４の発明に係る光結合器による
と、反射板の傾き角度を精度良く保つことができると共
に、反射板と第３のレンズとの間の空間の屈折率を整合
することができる。

【０１５５】請求項１５の発明に係る光結合器による
と、ハーフミラーにより第１の光ファイバより出射した
第１の波長の光の一部を分岐させる光分岐機能が発揮さ
れると共に、ハーフミラーを透過した光の大きさを受光
素子により検出できるためモニタ用受光素子の機能も合
せ持つことができるので、従来に比べて少ないデバイス
により偏光合成機能、波長合成機能、２段アイソレータ
機能、光分岐機能及びモニタ機能を発揮できる小型化を
図った光結合器を実現することができる。

【０１５６】請求項１６の発明に係る光結合器による
と、受光素子には第４の光ファイバから出射された不要
な光が入射しないので、受光素子は第１の光ファイバか
ら出射された光だけを精度良くモニタ検出することがで
きる。

【０１５７】請求項１７の発明に係る光結合器による
と、波長選択フィルタを透過した僅かな量の第２の波長
の光がカットフィルタにより遮断されるので、受光素子
は第１の波長の光だけを精度良くモニタ検出することが
できる。

【０１５８】請求項１８の発明に係る光結合器による
と、ハーフミラーは第４のレンズの端面に蒸着法により
形成された誘電体薄膜であるため、請求項１５の反射板
ひいては請求項１の反射手段を容易に作製することがで
きる。

【０１５９】請求項１９の発明に係る光結合器による
と、カットフィルタは第４のレンズの端面に蒸着法によ
り形成された誘電体薄膜よりなるため、請求項１７のカ
ットフィルタを容易に作製することができる。

【０１６０】請求項２０の発明に係る光結合器による
と、受光素子の受光面において生じた反射光は元の光路
を進行しないので、光結合器として大きな反射減衰量特
性が得られる。

【０１６１】請求項２１の発明に係る光結合器による
と、第１〜第３の光ファイバから出射した光を結合効率
の低下を招くことなく第１のレンズ及び第２のレンズの
うちの少なくとも１つに結合させることができる。

【０１６２】請求項２２の発明に係る光結合器による
と、第１〜第３の光ファイバから出射した光を結合効率
の低下を招くことなく第３のレンズに結合させることが
できる。

【０１６３】請求項２３の発明に係る光結合器による
と、第１〜第３の光ファイバから出射した光を結合効率
の低下を招くことなく第４のレンズに結合させることが
できる。

【０１６４】請求項２４の発明に係る光ファイバ増幅器
によると、請求項１の発明に係る光結合器を用いている
ので、後方励起方式の光ファイバ増幅器における偏光合
成機能、波長合成機能及び光アイソレータ機能が集積さ
れ、光ファイバ同士の接続による損失の増加及びばらつ
きが無く小型で増幅特性が安定した光ファイバ増幅器を
実現することができる。

【０１６５】請求項２５の発明に係る光ファイバ増幅器
によると、請求項１５の発明に係る光結合器を用いてい
るので、従来の光ファイバ増幅器に比べて少ないデバイ
スにより偏光合成機能、波長合成機能、アイソレータ機
能、光分岐機能及びモニタ機能を発揮できる小型化を図
った光ファイバ増幅器を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光結合器の構成図であ
る。

【図２】前記一実施例に係る光結合器の光アイソレータ
部において順方向に進行する光の動作を説明する図であ
る。

【図３】前記一実施例に係る光結合器の光アイソレータ
部において逆方向に進行する光の動作を説明する図であ
る。

【図４】本発明の他の実施例に係る光結合器の光ファイ
バアレイ部の構成を示す斜視図である。

【図５】本発明の他の実施例に係る光結合器における光
ファイバ結合部の構成を示す図である。

【図６】本発明の他の実施例に係る光結合器における光
ファイバ結合部の構成を示す図である。

【図７】本発明の他の実施例に係る光結合器における反
射手段の構成を示す図である。

【図８】本発明の他の実施例に係る光結合器における反
射板を示す斜視図である。

【図９】本発明の他の実施例に係る光結合器における反
射手段と分岐モニタ部の構成を示す図である。

【図１０】従来の光結合器を用いた光ファイバ増幅器の
構成図である。

【符号の説明】

２１ 第１の光ファイバ ２２ 第２の光ファイバ ２３ 第３の光ファイバ ２４ 第４の光ファイバ ２５Ａ，２５Ｂ 光ファイバアレイ ２６Ａ，２６Ｂ 光ファイバアレイの先端面 ２７ カットフィルタ ２８ 第１の複屈折板 ２９ 第１の収束性ロッドレンズ（第１のレンズ） ３０ 波長選択フィルタ ３１ 磁気光学板 ３２ 磁石 ３３ 第２の収束性ロッドレンズ（第２のレンズ） ３４ 第２の複屈折板 ３５ 第３の複屈折板 ３６ 第３の収束性ロッドレンズ（第３のレンズ） ３７ 反射板 ３８ 第４の収束性ロッドレンズ（第４のレンズ） ３９ カットフィルタ ４０ 遮蔽部材 ４１ 受光素子 ４４ アレイ部材 ４５，５２ 三角プリズム ５１ 透明部材 ５３ 反射膜 ５４ カットフィルタ膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 飯田 正憲 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 互いに並んで設けられ、無偏光の第１の
   波長の光を出射する第１の光ファイバ、一の偏波面方向
   を有する第２の波長の光を出射する第２の光ファイバ、
   前記一の偏波面方向と直交する他の偏波面方向を有する
   第２の波長の光を出射する第３の光ファイバ及び第１の
   波長の光が入射する第４の光ファイバと、 前記第１〜第３の光ファイバから出射された前記第１の
   波長の光及び第２の波長の光がそれぞれ入射し、前記第
   １の波長の光を前記一の偏波面方向を有する第１の光と
   前記他の偏波面方向を有する第２の光とに分離し、前記
   一の偏波面方向を有する光を直進させる一方、前記他の
   偏波面方向を有する光をその光路を移動して通過させる
   第１の複屈折板と、 該第１の複屈折板を通過した光が入射し、入射した光を
   略平行な光に変換して出射する第１のレンズと、 該第１のレンズから出射した略平行な光が入射し、前記
   第１の波長の光を透過させる一方、前記第２の波長の光
   を反射する波長選択フィルタと、 該波長選択フィルタを透過した前記第１の波長の光が入
   射し、入射した第１の波長の光を、その偏波面方向を磁
   界によりπ／４＋ｎπ／２（ｎ＝０，１，２，３，…
   …）回転して通過させる磁気光学板と、 該磁気光学板を通過した前記第１の波長の光が入射し、
   入射した光を収束させて出射する第２のレンズと、 該第２のレンズから出射した前記第１の波長の光が入射
   し、該第１の波長の光のうち、前記第１の光をその光路
   を一の方向へ所定量だけ移動させて通過させる一方、前
   記第２の光を直進させる第２の複屈折板と、 該第２の複屈折板を通過した前記第１の光及び第２の光
   を反射する反射手段と、 光軸と垂直な平面上に前記第２の複屈折板と隣接して設
   けられ、前記反射手段により反射されてきた前記第１の
   光及び第２の光が入射し、前記第１の光をその光路を前
   記一の方向と逆の方向へ前記所定量だけ移動して通過さ
   せる一方、前記第２の光を直進させる第３の複屈折板と
   を備え、 前記磁気光学板は、前記第３の複屈折板及び第２のレン
   ズを通過した前記第１の光及び第２の光を、その偏波面
   方向をπ／４＋ｎπ／２（ｎ＝０，１，２，３，……）
   回転させることにより前記第１の光の偏波面方向を前記
   他の偏波面方向に変換すると共に前記第２の光の偏波面
   方向を前記一の偏波面方向に変換して通過させ、 前記第１の複屈折板は、前記磁気光学板、波長選択フィ
   ルタ及び第１のレンズを通過した前記第１の光と前記第
   ２の光とを合成して前記第４の光ファイバに入射させる
   と共に、前記波長選択フィルタにより反射された前記第
   ２の波長の一の偏波面方向を有する光と他の偏波面方向
   を有する光とを合成して前記第１の光ファイバに入射さ
   せることを特徴とする光結合器。
2. 【請求項２】 前記第２の複屈折板及び第３の複屈折板
   が前記第１の光を移動させる方向は、前記第１の複屈折
   板が前記他の偏波面方向を有する光を移動させる方向に
   対して４５度の角度であることを特徴とする請求項１に
   記載の光結合器。
3. 【請求項３】 前記第１の複屈折板が前記他の偏波面方
   向を有する光を移動させる距離は前記第２の光ファイバ
   と前記第３の光ファイバとの距離の略１／２に設定さ
   れ、前記第１の複屈折板が前記他の偏光面を有する光を
   移動させる方向は前記第２の光ファイバと前記第３の光
   ファイバとの配列方向と一致するように設定されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光結合器。
4. 【請求項４】 前記磁気光学板は該磁気光学板に前記磁
   界を与える円筒状の磁石の内部に設けられ、該磁石はそ
   の極性が反転可能なように設けられていることを特徴と
   する請求項１に記載の光結合器。
5. 【請求項５】 前記第２の光ファイバ及び第３の光ファ
   イバと前記第１の複屈折板との間に、前記第２の波長の
   光のみを透過させるカットフィルタが設けられているこ
   とを特徴とする請求項１に記載の光結合器。
6. 【請求項６】 前記第２の光ファイバ及び第３の光ファ
   イバは、前記第２の波長の光をその偏光面を保持しつつ
   シングルモードで伝播する偏波面保持光ファイバであ
   り、その偏波面方向が互いに直交するように配置されて
   いることを特徴とする請求項１に記載の光結合器。
7. 【請求項７】 前記第１〜第４の光ファイバの先端部を
   互いに平行且つ一体的に整列させて保持する光ファイバ
   アレイを備えており、該光ファイバアレイの先端面は前
   記第１〜第４の光ファイバの各先端面と面一で且つ光軸
   と垂直な面に対して斜めに形成されていることを特徴と
   する請求項１に記載の光結合器。
8. 【請求項８】 前記光ファイバアレイの先端面は前記第
   １の複屈折板の常光と異常光とを含む平面内において光
   軸と垂直な面に対して斜めに形成され、前記第１の複屈
   折板は前記光ファイバアレイの先端面に密着されている
   ことを特徴とする請求項７に記載の光結合器。
9. 【請求項９】 前記光ファイバアレイはその光軸が前記
   第１のレンズの中心軸に対して傾斜するように設けられ
   ていることを特徴とする請求項７又は８に記載の光結合
   器。
10. 【請求項１０】 前記第１のレンズは収束性ロッドレン
    ズよりなり、該収束性ロッドレンズと前記第１の複屈折
    板とは楔形の透明部材を介して互いに密着していること
    を特徴とする請求項８又は９に記載の光結合器。
11. 【請求項１１】 前記第１のレンズの前記第１の複屈折
    板側の端面は、光軸と垂直な面に対して斜めに形成され
    且つ前記第１の複屈折板と密着していることを特徴とす
    る請求項８又は９に記載の光結合器。
12. 【請求項１２】 前記反射手段は、入射光を略平行な光
    に変換する第３のレンズと、該第３のレンズの光軸と垂
    直な面に対して傾斜するように設けられ前記略平行な光
    の大部分を反射する反射板とからなることを特徴とする
    請求項１に記載の光結合器。
13. 【請求項１３】 前記第３のレンズと前記反射板とは楔
    形の透明部材を介して互いに密着していることを特徴と
    する請求項１２に記載の光結合器。
14. 【請求項１４】 前記反射板は、鋭角の頂角を有し一方
    の斜面に光を反射する反射膜が設けられた三角プリズム
    よりなることを特徴とする請求項１２に記載の光結合
    器。
15. 【請求項１５】 前記反射板は入射光の大部分を反射し
    且つ入射光の一部分を透過させるハーフミラーよりな
    り、該ハーフミラーを透過した光を収束させる第４のレ
    ンズと、該第４のレンズにより収束された光を検出する
    受光素子とを備えていることを特徴とする請求項１２に
    記載の光結合器。
16. 【請求項１６】 前記第１の光ファイバ又は第４の光フ
    ァイバから出射した光が前記反射板を透過して前記第４
    のレンズにより収束される位置に、前記第４の光ファイ
    バから出射された光を吸収又は遮断する遮蔽部材が設け
    られていることを特徴とする請求項１５に記載の光結合
    器。
17. 【請求項１７】 前記受光素子と前記第４のレンズとの
    間又は前記第４のレンズと前記ハーフミラーとの間に、
    前記第１の波長の光を透過させる一方前記第２の波長の
    光を遮断するカットフィルタが設けられていることを特
    徴とする請求項１５に記載の光結合器。
18. 【請求項１８】 前記ハーフミラーは、前記第４のレン
    ズの端面に蒸着法により形成された誘電体薄膜よりなる
    ことを特徴とする請求項１５に記載の光結合器。
19. 【請求項１９】 前記カットフィルタは、前記第４のレ
    ンズの端面に蒸着法により形成された誘電体薄膜よりな
    ることを特徴とする請求項１７に記載の光結合器。
20. 【請求項２０】 前記第４のレンズはその光軸が前記反
    射板に対して略垂直になるように設けられ、前記受光素
    子はその受光面が前記第４のレンズの光軸及び検出する
    光の入射軸に対して斜めになるように設けられているこ
    とを特徴とする請求項１５に記載の光結合器。
21. 【請求項２１】 前記第１のレンズ及び第２のレンズの
    うちの少なくとも１つは、前記第１〜第４の光ファイバ
    の開口数よりも大きな開口数を有することを特徴とする
    請求項１に記載の光結合器。
22. 【請求項２２】 前記第３のレンズは前記第１〜第４の
    光ファイバの開口数よりも大きな開口数を有することを
    特徴とする請求項１２に記載の光結合器。
23. 【請求項２３】 前記第４のレンズは前記第１〜第４の
    光ファイバの開口数よりも大きな開口数を有することを
    特徴とする請求項１５に記載の光結合器。
24. 【請求項２４】 希土類イオンが添加されており無偏光
    の第１の波長の信号光を出射する入力用光ファイバと、 一の偏光方向を有する第２の波長の励起光を出射し前記
    入力用光ファイバに添加された希土類イオンを励起する
    ための第１の励起光源と、 前記一の偏光方向と直交する他の偏光方向を有する第２
    の波長の励起光を出射し前記入力用光ファイバに添加さ
    れた希土類イオンを励起するための第２の励起光源と、 互いに並んで設けられ、入射面が前記入力用光ファイバ
    の出射面に接続された第１の光ファイバ、入射面が前記
    第１の励起光源に接続された第２の光ファイバ、入射面
    が前記第２の励起光源に接続された第３の光ファイバ及
    び増幅された光信号を出力する第４の光ファイバと、 前記第１〜第３の光ファイバから出射された前記信号光
    及び励起光がそれぞれ入射し、前記信号光を前記一の偏
    光方向を有する第１の信号光と前記他の偏光方向を有す
    る第２の信号光とに分離し、前記一の偏波面方向を有す
    る光を直進させる一方、前記他の偏波面方向を有する光
    をその光路を移動して通過させる第１の複屈折板と、 該第１の複屈折板を透過した光が入射し、入射した光を
    略平行な光に変換して出射する第１のレンズと、 該第１のレンズから出射した略平行な光が入射し、前記
    信号光を透過させる一方、前記励起光を反射する波長選
    択フィルタと、 該波長選択フィルタを透過した前記信号光が入射し、入
    射した信号光を、その偏波面方向を磁界によりπ／４＋
    ｎπ／２（ｎ＝０，１，２，３，……）回転して通過さ
    せる磁気光学板と、 該磁気光学板を通過した前記信号光が入射し、入射した
    信号光を収束させて出射する第２のレンズと、 該第２のレンズから出射した前記信号光が入射し、該信
    号光のうち、前記第１の信号光をその光路を一の方向へ
    所定量だけ移動させて通過させる一方、前記第２の信号
    光を直進させる第２の複屈折板と、 該第２の複屈折板を通過した前記第１の信号光及び第２
    の信号光を反射する反射手段と、 光軸と垂直な平面上に前記第２の複屈折板と隣接して設
    けられ、前記反射手段により反射されてきた前記第１の
    信号光及び第２の信号光が入射し、前記第１の信号光を
    その光路を前記一の方向と逆の方向へ前記所定量だけ移
    動して通過させる一方、前記第２の信号光を直進させる
    第３の複屈折板とを備え、 前記磁気光学板は、前記第３の複屈折板及び第２のレン
    ズを通過した前記第１の信号光及び第２の信号光を、そ
    の偏波面方向をπ／４＋ｎπ／２（ｎ＝０，１，２，
    ３，……）回転させることにより前記第１の信号光の偏
    波面方向を前記他の偏波面方向に変換すると共に前記第
    ２の信号光の偏波面方向を前記一の偏波面方向に変換し
    て通過させ、 前記第１の複屈折板は、前記磁気光学板、波長選択フィ
    ルタ及び第１のレンズを通過した前記第１の信号光と第
    ２の信号光とを合成して前記第４の光ファイバに入射さ
    せると共に、前記波長選択フィルタにより反射された前
    記励起光の一の偏波面方向を有する光と他の偏波面方向
    を有する光とを合成して前記第１の光ファイバに入射さ
    せることを特徴とする光ファイバ増幅器。
25. 【請求項２５】 前記反射手段は、入射光を略平行な光
    に変換する第３のレンズと、該第３のレンズの光軸と垂
    直な面に対して傾斜するように設けられ前記略平行な光
    の大部分を反射し且つ前記略平行な光の一部分を透過さ
    せるハーフミラーとからなり、該ハーフミラーを通過し
    た光を収束させる第４のレンズと、該第４のレンズによ
    り収束された光を検出する受光素子とを備えていること
    を特徴とする請求項２４に記載の光ファイバ増幅器。