JPH0741507U - ファラデーミラー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のファラデーミラーはファイバ，レンズ
が分割されているため、しかも光ファイバは先射研摩さ
れ出射光線はファイバ軸方向に対して斜めに放射されて
いるので、Ｘ，Ｙの平面状態とＺ方向の調整およびファ
イバのコア軸を回転中心とした回転位置合わせ、光線放
射角がミラーに対して垂直になるようにファイバを角度
合わせするため、二軸のアオリ角度調整まで含まれ、合
計六軸の調整が必要で結合調整が容易ではなく、部品点
数が増える問題があり、それを解決する。 【構成】 45゜ファラデー回転子５，ミラー６を配置
し、ファラデー回転子を磁化するための永久磁石９を外
挿したファラデーミラーにおいて、光ファイバ１先端に
この光ファイバのコア部と等価で単一な屈折率を有する
同一外径のファイバ２、およびその先端に球状部３を形
成した集束ファイバ端末を対向させ、入出射光を導入出
させたファラデーミラー。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は光ファイバ系における偏波変動を補償する光学部品に関する。

【０００２】

【従来の技術】

シングルモード光ファイバに生じる偏波変動は光通信や光ファイバ計測系にお いて問題が発生する。例えば偏波モードを用いる光学系では熱変化や機械的な揺 動が光ファイバの複屈折状態を変動させるため、伝播する光線の偏波状態が変化 し、光学系のノイズの原因になる。このため偏波維持ファイバが用いられるが高 価であり使用法が難しいという欠点があり、偏波方向を合わせて固定したり、長 くなると偏波モードが歪んで楕円偏波になるという問題があった。一般にこのよ うなファイバ伝播中に光線の偏波状態が変動することに起因する光線強度の不安 定性は、逆向きに偏波状態の位相が90゜ずれている光線を回帰させると、偏波状 態が安定する作用を適用した45゜回転ファラデー回転子と反射鏡から構成された ファラデーミラーが提案されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

最も簡便な構造としてファラデー回転子とミラーがレンズを介して光ファイバ と連結されていれば光レベルが複屈折による偏波歪が補償され安定する。図２は そのようなファラデーミラー構造の概略図であり、光ファイバから出射された光 線はレンズによってファラデー回転子を透過する際に45゜偏波状態を回転してか ら反射鏡で反射して再び同一経路を光ファイバまで回帰するので偏波状態は90゜ だけ旋回する。

【０００４】 このため光ファイバ伝播中に生じる複屈折変動の影響は、往復する光線の偏波 状態が互いに対角化されるため補償され、偏波状態の変動が見かけ上変化しなく なる。したがって光のコヒーレンス性（位相や振動数の整合性）を用いる計測関 連に適用するとき極めて有効である。この場合光ファイバの複屈折変化が時間的 に光線の往復時間に対して無限長と見なせるほど緩やかであることが条件であり 、回帰された光線が光ファイバ内で同一複屈折状態を伝播するという条件におい て成立する。

【０００５】 すなわち図２の構成において、 ミラーから回帰する光線の結合損失が少ないこと。 ファイバ端面などの近端反射は極力制限すること。 組立が容易なこと。 が挙げられる。現在用いられている構成の場合レンズとファイバが分割され、し かも光ファイバは先射研摩され出射光線はファイバ軸方向に対して斜めに放射さ れているので、結合調整が容易ではない。つまりＸ，Ｙの平面状態とＺ方向の調 整およびファイバのコア軸を回転中心とした回転位置合わせ、光線放射角がミラ ーに対して垂直になるようにファイバを角度合わせするため、二軸のアオリ角度 調整まで含まれ、合計六軸の調整が必要であった。このように従来のファラデー ミラーはファイバ１，レンズ11が分割されているため調整が難しく、部品点数が 増える問題があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

本考案は45゜ファラデー回転子，ミラーを配置し、ファラデー回転子を磁化す るための永久磁石を外挿したファラデーミラーにおいて、光ファイバ先端にこの 光ファイバのコア部と等価で単一な屈折率を有する同一外径のファイバ、および その先端に球状部を形成した集束ファイバ端末を対向させ、入出射光を導入出さ せたものであり、球レンズ部とファイバは一体化されており、先端が球状をなし 、部品点数が少なくなるために結合調整が低減でき、また近端反射は60dB以上に 抑制できる。ミラーは誘電体多層蒸着膜あるいは金やアルミニウムの金属膜で形 成する。

【０００７】 45゜ファラデー回転子はガーネット膜間の多重反射や、膜面上の反射光を回避 するため光軸に対して１〜15゜傾斜して取り付けた方が好ましいが、それらの寄 与が小さければ角度をつけなくても作用する。本考案によるファラデーミラーの 調整方法としては、図１に示すようなファイバクリーブカット部１に石英ロッド ２を融着し、石英ロッド２先端をファイバ径より大きい球形３に溶融形成し、先 端球形のステンレスファイバホルダ４に固定し、ファラデー回転子５とミラー６ の組合わせ部品と一体化し、ミラー部分をクランプしてから球状ステンレスファ イバホルダ４の尾端部Ａを動かし、反射光の最強位置に調整後、その位置にＹＡ Ｇ融着等により固定する。

【０００８】

【作用】

ファラデー回転子を透過すると45゜偏波状態が回転する素子厚みにして、ミラ ーで反射し回帰すると、往復で90゜の偏波回転となり、偏光状態が常時対角成分 と重なり合い、すなわち逆向きの複屈折が同時に発生し、結果として時間軸に対 して安定な偏波状態を維持することになる。

【０００９】

【実施例】

図１の構成において石英球レンズの直径は約1.2mmに加工した。このビームウ ェストまでの空間伝播距離は約2.7mmであり、その位置にミラーを設置した。ミ ラーは波長域λ＝1.31μmで98％以上の反射率が得られる誘電体多層蒸着膜を採 用した。ファラデー回転子５は小型化するため、ＬＰＥ法により製作された厚み 約300μmのBi置換希土類鉄ガーネット膜を採用し、ガーネット膜間の多重反射や 、膜面上の反射光を回避するため光線伝播方向に対して４゜角度をつけたファラ デー回転子ホルダー７に固定してある。

【００１０】 先端に球形部Ｂを形成したファイバホルダ金属部材４中心貫通孔内にフェルー ル保持部材８を介して、光ファイバ１、および先端にこの光ファイバのコア部と 等価で単一な屈折率を有する同一外径のファイバ２、およびその先端に球状部３ を形成した集束ファイバ一体端末を内挿し、その球状部を突出させ、一方対向し て45゜ファラデー回転子５，ミラー６を配置し、ファラデー回転子を磁化するた めの永久磁石９を外挿したキャップ10により封止した。

【００１１】 球形ステンレスファイバホルダ４の尾端部Ａを動かし、ミラー反射が最大にな る位置に角度合わせをする。得られたコリメータファイバの結合効率は0.2dB以 下となり極めて安定している。またファラデー回転子を含めた系全体では0.5dB 以下の損失であり、十分な結合が容易に形成できることが判明した。また本実施 例に用いたコリメータファイバ単独の近端反射（リターンロス）は62dBであり、 ファラデーミラーの効果を低下させることはほとんどなく抑制されていることが 判明し、さらに球レンズ先端の反射防止膜を精度良く形成すれば損失はさらに低 減できる。

【００１２】

【考案の効果】

本考案の集束球ファイバ端末を使用した場合、レンズファイバが一体で長期光 軸ズレの心配がなく、小型化の設計ができ、光軸合わせが簡単になり、また全て ステンレスホルダに固定され、コンパクトであると共にＹＡＧ固定できるので、 信頼性が極めて高い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案を組み込んだファラデーミラー装置の断
面図。

【図２】従来のファラデーミラーの概略図。

【符号の説明】

１ 光ファイバ ２ 石英ロッドファイバ ３ 集束レンズ球部 ４ ステンレスファイバホルダ ５ ファラデー回転子 ６ ミラー ７ ファラデー回転子ホルダー ８ フェルール保持部材 ９ リング状永久磁石 10 キャップ 11 レンズ Ａ ステンレスファイバホルダ尾端部 Ｂ ステンレスファイバホルダ球形部

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 45゜ファラデー回転子，ミラーを配置
   し、ファラデー回転子を磁化するための永久磁石を外挿
   したファラデーミラーにおいて、光ファイバ先端にこの
   光ファイバのコア部と等価で単一な屈折率を有する同一
   外径のファイバ、およびその先端に球状部を形成した集
   束ファイバ端末を対向させ、入出射光を導入出させたこ
   とを特徴としたファラデーミラー。
2. 【請求項２】 45゜ファラデー回転子を光軸に対して１
   〜15゜傾斜して取付けた請求項１記載のファラデーミラ
   ー。