JPH0746177B2 - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
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- JPH0746177B2 JPH0746177B2 JP3152653A JP15265391A JPH0746177B2 JP H0746177 B2 JPH0746177 B2 JP H0746177B2 JP 3152653 A JP3152653 A JP 3152653A JP 15265391 A JP15265391 A JP 15265391A JP H0746177 B2 JPH0746177 B2 JP H0746177B2
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- light
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- birefringent plate
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- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/26—Optical coupling means
- G02B6/27—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
- G02B6/2746—Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means comprising non-reciprocal devices, e.g. isolators, FRM, circulators, quasi-isolators
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
- G02B6/4208—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/06—Polarisation independent
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10S372/00—Coherent light generators
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- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、偏波方向に依存しない
光アイソレータに関する。更に詳しく言えば、本発明
は、組立・調整操作が極めて容易な、偏波に依存しない
偏波無依存型光アイソレータ装置に関する。
光アイソレータに関する。更に詳しく言えば、本発明
は、組立・調整操作が極めて容易な、偏波に依存しない
偏波無依存型光アイソレータ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは、光応用機器、或いは、
光通信などのコヒーレントな光源として広く利用されて
いる。しかし、半導体レーザには、半導体レーザから放
出された光線が光学系、例えば、コネクタ端面などによ
って反射されて、再びこの半導体レーザ光源に戻ると、
レーザ発振が不安定になるという重大な欠点・問題点が
ある。
光通信などのコヒーレントな光源として広く利用されて
いる。しかし、半導体レーザには、半導体レーザから放
出された光線が光学系、例えば、コネクタ端面などによ
って反射されて、再びこの半導体レーザ光源に戻ると、
レーザ発振が不安定になるという重大な欠点・問題点が
ある。
【０００３】半導体レーザの有するこの問題点を解決す
るために、半導体レーザの光出力側〔本発明において
は、常に、向かって左側にあるものとする〕に光アイソ
レータを設けて、半導体レーザの反射光が半導体レーザ
光源に戻らないように光路を設計・設定することが行わ
れている。ここに用いられる光アイソレータは、ファラ
デー効果によって半導体レーザ光源から放出された光線
〔左側から右に向かって進行する〕と反射光線〔右側か
ら左に向かって進行する〕とを分離するための磁気光学
素子を備えている光学装置である。
るために、半導体レーザの光出力側〔本発明において
は、常に、向かって左側にあるものとする〕に光アイソ
レータを設けて、半導体レーザの反射光が半導体レーザ
光源に戻らないように光路を設計・設定することが行わ
れている。ここに用いられる光アイソレータは、ファラ
デー効果によって半導体レーザ光源から放出された光線
〔左側から右に向かって進行する〕と反射光線〔右側か
ら左に向かって進行する〕とを分離するための磁気光学
素子を備えている光学装置である。
【０００４】通常一般に、光アイソレータには、半導体
レーザ光源に帰還する半導体レーザの反射光〔反射戻り
光〕ｂを遮断するために、第１図に示すように、偏光子
1 と検光子2 の間に、永久磁石4 の内部に配置された磁
気光学素子3 〔ファラデー回転素子〕が配置されてい
る。
レーザ光源に帰還する半導体レーザの反射光〔反射戻り
光〕ｂを遮断するために、第１図に示すように、偏光子
1 と検光子2 の間に、永久磁石4 の内部に配置された磁
気光学素子3 〔ファラデー回転素子〕が配置されてい
る。
【０００５】図１において、半導体レーザ光源から放出
された順方向の光ａは、偏光子1 で振動面が上下方向の
直線偏光となって磁気光学素子3 に入射する。磁気光学
素子3 に入射した光は、ファラデー効果によって偏波面
が半導体レーザ光源側から見て４５度右回転〔偏波面の
回転方向は、磁石の向き、および、或いは、磁気光学素
子の材料によって異なる〕する。なお、本発明において
は、説明を簡単、明瞭にするために、特記しない限り、
光の回転方向については、常に左側、即ち、半導体レー
ザの光出力側から見て時計回りを右回転、反時計回りを
左回転と称することにする。検光子2 は、その偏波遮断
方向が４５度右回転した偏波面と垂直に配置されてい
る。従って、半導体レーザ光源から放出された順方向の
光ａの振動面が上下方向の偏波成分は、各素子、即ち、
偏光子1 、磁気光学素子3 、および、検光子２での僅か
な吸収とフレネル反射以外には、何ら損失することな
く、そのまま光アイソレータを透過する。一方、逆方向
の光ｂ、即ち、半導体レーザ光源に帰還する半導体レー
ザの反射光〔反射戻り光〕は、検光子2 を透過したのち
磁気光学素子３に入射する。磁気光学素子3 に入射した
逆方向の光ｂの偏波面は、順方向の光ａと同様に４５度
の回転を受ける。逆方向の光ｂの偏波面の回転方向は、
磁気光学素子の特有の効果、即ち、非相反効果で、光の
進行方向に係わらず同じ向きであるから、４５度右回転
する。従って、磁気光学素子3 を透過した逆方向の光ｂ
の偏波方向は、順方向の光ａの偏波方向と９０度の角度
を有することになる。拠って、磁気光学素子3 を透過し
た逆方向の光ｂ、即ち、半導体レーザ光源に帰還する反
射光〔反射戻り光〕は、偏光子1 を透過することが出来
ず、偏光子1 で遮断されて半導体レーザ光源に戻ること
が阻止される。
された順方向の光ａは、偏光子1 で振動面が上下方向の
直線偏光となって磁気光学素子3 に入射する。磁気光学
素子3 に入射した光は、ファラデー効果によって偏波面
が半導体レーザ光源側から見て４５度右回転〔偏波面の
回転方向は、磁石の向き、および、或いは、磁気光学素
子の材料によって異なる〕する。なお、本発明において
は、説明を簡単、明瞭にするために、特記しない限り、
光の回転方向については、常に左側、即ち、半導体レー
ザの光出力側から見て時計回りを右回転、反時計回りを
左回転と称することにする。検光子2 は、その偏波遮断
方向が４５度右回転した偏波面と垂直に配置されてい
る。従って、半導体レーザ光源から放出された順方向の
光ａの振動面が上下方向の偏波成分は、各素子、即ち、
偏光子1 、磁気光学素子3 、および、検光子２での僅か
な吸収とフレネル反射以外には、何ら損失することな
く、そのまま光アイソレータを透過する。一方、逆方向
の光ｂ、即ち、半導体レーザ光源に帰還する半導体レー
ザの反射光〔反射戻り光〕は、検光子2 を透過したのち
磁気光学素子３に入射する。磁気光学素子3 に入射した
逆方向の光ｂの偏波面は、順方向の光ａと同様に４５度
の回転を受ける。逆方向の光ｂの偏波面の回転方向は、
磁気光学素子の特有の効果、即ち、非相反効果で、光の
進行方向に係わらず同じ向きであるから、４５度右回転
する。従って、磁気光学素子3 を透過した逆方向の光ｂ
の偏波方向は、順方向の光ａの偏波方向と９０度の角度
を有することになる。拠って、磁気光学素子3 を透過し
た逆方向の光ｂ、即ち、半導体レーザ光源に帰還する反
射光〔反射戻り光〕は、偏光子1 を透過することが出来
ず、偏光子1 で遮断されて半導体レーザ光源に戻ること
が阻止される。
【０００６】光アイソレータは、半導体レーザ光源側
〔左側〕から入射する光、例えば、レーザ出射光は透過
させるが、反対側〔右側〕から入射する光、例えば、反
射戻り光は透過させないのである。光アイソレータの機
能に関する上記の説明は、偏光子1 、および、検光子2
として二色性偏光子、例えば、コーニング社製 商品名
ポーラコアを使用した場合であるが、偏光子、および、
検光子としてルチル単結晶等からなる複屈折板を用いて
も、実質的に同じ機能と効果を得ることができる。敢え
て、相違点を説明すれば、二色性偏光子の場合には、既
に詳述したように、逆方向の光ｂが偏光子1で遮断され
るのに対して、複屈折板の場合には、逆方向の光ｂが複
屈折板内で斜めとなって透過後の光路・光軸がずれて、
順方向ａとは全く別の位置に出射して半導体レーザ光源
・半導体レーザ出射点に戻ることが阻止されることであ
る。
〔左側〕から入射する光、例えば、レーザ出射光は透過
させるが、反対側〔右側〕から入射する光、例えば、反
射戻り光は透過させないのである。光アイソレータの機
能に関する上記の説明は、偏光子1 、および、検光子2
として二色性偏光子、例えば、コーニング社製 商品名
ポーラコアを使用した場合であるが、偏光子、および、
検光子としてルチル単結晶等からなる複屈折板を用いて
も、実質的に同じ機能と効果を得ることができる。敢え
て、相違点を説明すれば、二色性偏光子の場合には、既
に詳述したように、逆方向の光ｂが偏光子1で遮断され
るのに対して、複屈折板の場合には、逆方向の光ｂが複
屈折板内で斜めとなって透過後の光路・光軸がずれて、
順方向ａとは全く別の位置に出射して半導体レーザ光源
・半導体レーザ出射点に戻ることが阻止されることであ
る。
【０００７】半導体レーザの出射光は、ほぼ直線偏光で
ある。従って、半導体レーザ光源から放出された出射光
は、偏光子の偏波透過方向とレーザ光の偏波方向とを一
致させることによって、殆ど損失することなく、光アイ
ソレータを透過させることができる。しかし、光がほぼ
無偏波で伝搬している光ファイバーの間に、図１に例示
した構成からなる光アイソレータを挿入すると、偏光素
子の偏波透過方向と一致しない偏波面の光は、偏光素子
1 で阻止・遮断されて透過することができない。通常一
般に、偏光素子で阻止・遮断される光損失の量は、３dB
程度に達する。この問題を解決した光アイソレータとし
て複屈折板を３枚組み合わせた装置〔特公昭６０−５１
６９０、特公昭５８−２８５６１〕や複屈折板２枚と旋
光性素子を組み合わせた装置〔特公昭６０−４９２９
７〕、および、テーパ状複屈折板とレンズを用いた装置
〔特公昭６１−５８８０９〕が提案されている。即ち、
これらの装置では、あらゆる偏波方向を有する光は、複
屈折板によって、一旦、直交する二つの偏波成分に分離
されるが、再び、複屈折板、或いは、レンズ、または、
これらの両者の働きによって合流するため、どの偏波成
分も遮断されることなく伝えることができる。一方、逆
方向の光は、磁気光学素子の非相反性によって、順方向
から入射した位置とは別の場所から出射するため、半導
体レーザ光源〔半導体レーザ出射点〕端に戻ることがな
い。
ある。従って、半導体レーザ光源から放出された出射光
は、偏光子の偏波透過方向とレーザ光の偏波方向とを一
致させることによって、殆ど損失することなく、光アイ
ソレータを透過させることができる。しかし、光がほぼ
無偏波で伝搬している光ファイバーの間に、図１に例示
した構成からなる光アイソレータを挿入すると、偏光素
子の偏波透過方向と一致しない偏波面の光は、偏光素子
1 で阻止・遮断されて透過することができない。通常一
般に、偏光素子で阻止・遮断される光損失の量は、３dB
程度に達する。この問題を解決した光アイソレータとし
て複屈折板を３枚組み合わせた装置〔特公昭６０−５１
６９０、特公昭５８−２８５６１〕や複屈折板２枚と旋
光性素子を組み合わせた装置〔特公昭６０−４９２９
７〕、および、テーパ状複屈折板とレンズを用いた装置
〔特公昭６１−５８８０９〕が提案されている。即ち、
これらの装置では、あらゆる偏波方向を有する光は、複
屈折板によって、一旦、直交する二つの偏波成分に分離
されるが、再び、複屈折板、或いは、レンズ、または、
これらの両者の働きによって合流するため、どの偏波成
分も遮断されることなく伝えることができる。一方、逆
方向の光は、磁気光学素子の非相反性によって、順方向
から入射した位置とは別の場所から出射するため、半導
体レーザ光源〔半導体レーザ出射点〕端に戻ることがな
い。
【０００８】また、偏波無依存型光アイソレータについ
て提案〔特公昭６０−５１６９０、図２、図４〕されて
いる。図２は、偏波無依存型光アイソレータの順方向の
光ａの進行状況を側面から見た図である。図４は、偏波
無依存型光アイソレータの逆方向の光ｂの進行状況を側
面から見た図である。図２、および、図４において、５
はルチル単結晶等の一軸結晶からその光軸が表面から傾
くように切出して平行平板とした第１の複屈折板であ
り、６は４５度のファラデー回転角を有するビスマス置
換磁性ガーネット単結晶等で形成された磁気光学素子で
ある。また、７は表面と光軸との傾き角が第１の複屈折
板5 と同じで、入射光線ａを軸として第１の複屈折板5
から右回り方向に４５度光軸が傾いた第２の複屈折板で
あり、８は表面と光軸との傾き角が第１の複屈折板5 と
同じで、入射光線ａを軸として第１の複屈折板5 から左
回り方向に４５度光軸が傾いた第３の複屈折板である。
９は磁気光学素子を磁気的に飽和させるための永久磁石
である。なお、第１の複屈折板5 、磁気光学素子6 、第
２の複屈折板7 、および、第３の複屈折板8 の出射面に
おける光の位置と偏波方向、および、複屈折板の光軸方
向は、図３に示すようである。
て提案〔特公昭６０−５１６９０、図２、図４〕されて
いる。図２は、偏波無依存型光アイソレータの順方向の
光ａの進行状況を側面から見た図である。図４は、偏波
無依存型光アイソレータの逆方向の光ｂの進行状況を側
面から見た図である。図２、および、図４において、５
はルチル単結晶等の一軸結晶からその光軸が表面から傾
くように切出して平行平板とした第１の複屈折板であ
り、６は４５度のファラデー回転角を有するビスマス置
換磁性ガーネット単結晶等で形成された磁気光学素子で
ある。また、７は表面と光軸との傾き角が第１の複屈折
板5 と同じで、入射光線ａを軸として第１の複屈折板5
から右回り方向に４５度光軸が傾いた第２の複屈折板で
あり、８は表面と光軸との傾き角が第１の複屈折板5 と
同じで、入射光線ａを軸として第１の複屈折板5 から左
回り方向に４５度光軸が傾いた第３の複屈折板である。
９は磁気光学素子を磁気的に飽和させるための永久磁石
である。なお、第１の複屈折板5 、磁気光学素子6 、第
２の複屈折板7 、および、第３の複屈折板8 の出射面に
おける光の位置と偏波方向、および、複屈折板の光軸方
向は、図３に示すようである。
【０００９】ここに順方向の入射光ａは、図２に示した
ように、第１の複屈折板5 によって、互いに垂直な振動
面を有する２つの光線、即ち、常光線と異常光線に分か
れる。常光線は第１の複屈折板5 を直進し、異常光線は
斜めに進行する。常光線、および、異常光線は、第１の
複屈折板5 を透過したのち、互いに平行に伝搬して磁気
光学素子6 に入射し、磁気光学素子6 によって各々の偏
波面が４５度の右回転を受けて透過する。磁気光学素子
6 を透過した常光線、および、異常光線は、第２の複屈
折板7 に入射する。第２の複屈折板7 は、その光軸が第
１の複屈折板5の光軸に対して４５度傾くように設置さ
れている。従って、第２の複屈折板7 の光軸と平行な偏
波成分が、この第２の複屈折板7 の結晶内を斜めに進行
して透過する。第２の複屈折板7 を透過した光は、第３
の複屈折板8 に入射する。第３の複屈折板8 は、その光
軸が第２の複屈折板7 の光軸に対して９０度傾くように
設置されている。従って、第３の複屈折板8 の光軸と平
行な偏波成分が、この第３の複屈折板8 内を斜めに進行
して透過する。今、第２の複屈折板7 と第３の複屈折板
8 の厚さを、第１の複屈折板5 の厚さのルート〔√〕２
分の１〔１／√２〕とすると、第１の複屈折板5 で分離
された二つの光線は、再び一本の光線に合成される。
ように、第１の複屈折板5 によって、互いに垂直な振動
面を有する２つの光線、即ち、常光線と異常光線に分か
れる。常光線は第１の複屈折板5 を直進し、異常光線は
斜めに進行する。常光線、および、異常光線は、第１の
複屈折板5 を透過したのち、互いに平行に伝搬して磁気
光学素子6 に入射し、磁気光学素子6 によって各々の偏
波面が４５度の右回転を受けて透過する。磁気光学素子
6 を透過した常光線、および、異常光線は、第２の複屈
折板7 に入射する。第２の複屈折板7 は、その光軸が第
１の複屈折板5の光軸に対して４５度傾くように設置さ
れている。従って、第２の複屈折板7 の光軸と平行な偏
波成分が、この第２の複屈折板7 の結晶内を斜めに進行
して透過する。第２の複屈折板7 を透過した光は、第３
の複屈折板8 に入射する。第３の複屈折板8 は、その光
軸が第２の複屈折板7 の光軸に対して９０度傾くように
設置されている。従って、第３の複屈折板8 の光軸と平
行な偏波成分が、この第３の複屈折板8 内を斜めに進行
して透過する。今、第２の複屈折板7 と第３の複屈折板
8 の厚さを、第１の複屈折板5 の厚さのルート〔√〕２
分の１〔１／√２〕とすると、第１の複屈折板5 で分離
された二つの光線は、再び一本の光線に合成される。
【００１０】一方、逆方向の光ｂは、第３の複屈折板8
、および、第２の複屈折板7 を、第４図に示したよう
に、順方向の光ａと同じ光路を逆方向に透過して磁気光
学素子6 に入射する。磁気光学素子6 を透過した逆方向
の光ｂの偏波方向は、磁気光学素子によって４５度右回
転を受けて順方向の光ａの偏波方向と垂直になる。従っ
て、第１の複屈折板5 を透過した逆方向の光ｂは、順方
向の光線ａの入射位置とは違った場所から出射する。偏
波無依存型光アイソレータを使用する方式では、上述し
たように、左方、例えば、半導体レーザ光源〔半導体レ
ーザ出射〕端から入射する無偏波な光ａと、右方、即
ち、アイソレータの反対側から入射する無偏波な光ｂと
を完全に分離することができる。
、および、第２の複屈折板7 を、第４図に示したよう
に、順方向の光ａと同じ光路を逆方向に透過して磁気光
学素子6 に入射する。磁気光学素子6 を透過した逆方向
の光ｂの偏波方向は、磁気光学素子によって４５度右回
転を受けて順方向の光ａの偏波方向と垂直になる。従っ
て、第１の複屈折板5 を透過した逆方向の光ｂは、順方
向の光線ａの入射位置とは違った場所から出射する。偏
波無依存型光アイソレータを使用する方式では、上述し
たように、左方、例えば、半導体レーザ光源〔半導体レ
ーザ出射〕端から入射する無偏波な光ａと、右方、即
ち、アイソレータの反対側から入射する無偏波な光ｂと
を完全に分離することができる。
【００１１】松本らは、第１の複屈折板5 と第３の複屈
折板8 の外側にレンズ10とレンズ11とを設けて、光を光
アイソレータ内で集光させることによって、複屈折板内
での二つの偏波成分の分離距離がより短くなり、複屈折
板をより薄くすることができると提案〔図５、特公昭５
８−２８５６１〕している。なお、本方式における光の
光路は、順方向ａ、逆方向ｂともに、図２、図４と同じ
である。
折板8 の外側にレンズ10とレンズ11とを設けて、光を光
アイソレータ内で集光させることによって、複屈折板内
での二つの偏波成分の分離距離がより短くなり、複屈折
板をより薄くすることができると提案〔図５、特公昭５
８−２８５６１〕している。なお、本方式における光の
光路は、順方向ａ、逆方向ｂともに、図２、図４と同じ
である。
【００１２】内田らは、複屈折板と旋光性素子とを併用
する方式を提案〔図６、特公昭６０−４９２９７〕して
いる。本方式〔図６〕は、図４に例示した偏波無依存型
光アイソレータの第２の複屈折板7 の替わりに旋光性素
子13を用いたものである。本方式〔図６参照〕では、複
屈折板5 の左側から入射する順方向の光の偏波面は、磁
気光学素子6 によって右に４５度回転するが、旋光性材
料13によって４５度左回転するので、複屈折板5 の透過
光、即ち、磁気光学素子6 の入射光と同じ偏波面とな
る。従って、複屈折板5 で２本、即ち、常光線と異常光
線とに分かれた光線は複屈折板12で一つに結合する。一
方、逆方向の場合、即ち、複屈折板12の右側から入射し
て透過した光は、旋光性材料13に入射して透過するとき
に、その偏波面が４５度右回転する。次いで、偏波面は
磁気光学素子6 によって、更に４５度右回転する。従っ
て、磁気光学素子6 を透過した逆方向の光の偏波方向
は、順方向の光の偏波方向と９０度の角度を有すること
になる。拠って、複屈折板5 に入射した逆方向の光は、
順方向の光の入射位置とは、別の場所から出射すること
になり、半導体レーザ光源〔半導体レーザ出射〕端に戻
ることが阻止される。
する方式を提案〔図６、特公昭６０−４９２９７〕して
いる。本方式〔図６〕は、図４に例示した偏波無依存型
光アイソレータの第２の複屈折板7 の替わりに旋光性素
子13を用いたものである。本方式〔図６参照〕では、複
屈折板5 の左側から入射する順方向の光の偏波面は、磁
気光学素子6 によって右に４５度回転するが、旋光性材
料13によって４５度左回転するので、複屈折板5 の透過
光、即ち、磁気光学素子6 の入射光と同じ偏波面とな
る。従って、複屈折板5 で２本、即ち、常光線と異常光
線とに分かれた光線は複屈折板12で一つに結合する。一
方、逆方向の場合、即ち、複屈折板12の右側から入射し
て透過した光は、旋光性材料13に入射して透過するとき
に、その偏波面が４５度右回転する。次いで、偏波面は
磁気光学素子6 によって、更に４５度右回転する。従っ
て、磁気光学素子6 を透過した逆方向の光の偏波方向
は、順方向の光の偏波方向と９０度の角度を有すること
になる。拠って、複屈折板5 に入射した逆方向の光は、
順方向の光の入射位置とは、別の場所から出射すること
になり、半導体レーザ光源〔半導体レーザ出射〕端に戻
ることが阻止される。
【００１３】白崎らは、テーパ状複屈折板を使用する方
式を提案〔図８、特公昭６１−５８８０９〕している。
本方式〔図８〕は、複屈折板としてテーパ状複屈折板1
4、15を使用するもので、第８図に図示したように、第
２のテーパ状複屈折板15に入射した順方向の光ａは、平
行に分離したまま透過・出光してレンズ11に至り、レン
ズによって集光されて受信側光ファイバー17に伝えられ
る。一方、図８に図示したように、第１のテーパ状複屈
折板14に入射した逆方向の光ｂは、第１のテーパ状複屈
折板14によって、更に光路の角度が広がるため送信側光
ファイバー16には伝達されない。
式を提案〔図８、特公昭６１−５８８０９〕している。
本方式〔図８〕は、複屈折板としてテーパ状複屈折板1
4、15を使用するもので、第８図に図示したように、第
２のテーパ状複屈折板15に入射した順方向の光ａは、平
行に分離したまま透過・出光してレンズ11に至り、レン
ズによって集光されて受信側光ファイバー17に伝えられ
る。一方、図８に図示したように、第１のテーパ状複屈
折板14に入射した逆方向の光ｂは、第１のテーパ状複屈
折板14によって、更に光路の角度が広がるため送信側光
ファイバー16には伝達されない。
【００１４】光ファイバ通信は、超高速、大容量通信技
術として注目され、その実現・実用化、並びに、より一
層の高速化に向けて鋭意研究開発努力がなされており、
既に、送信、受信機器に必要な中核技術として、上述し
たような種々の提案がなされている。しかし、ここに提
案されている偏波無依存型光アイソレータに関する技術
は、何れも磁気光学素子のファラデー回転効果を利用す
るものであり、素子の製造、および、装置として組み立
てるときに生じる光学系の角度ずれ・誤差〔ファラデー
回転角４５度からの〕が重大な問題点となっている。
術として注目され、その実現・実用化、並びに、より一
層の高速化に向けて鋭意研究開発努力がなされており、
既に、送信、受信機器に必要な中核技術として、上述し
たような種々の提案がなされている。しかし、ここに提
案されている偏波無依存型光アイソレータに関する技術
は、何れも磁気光学素子のファラデー回転効果を利用す
るものであり、素子の製造、および、装置として組み立
てるときに生じる光学系の角度ずれ・誤差〔ファラデー
回転角４５度からの〕が重大な問題点となっている。
【００１５】通常一般に磁気光学素子としては、液相エ
ピタキシャル法で製造されるビスマス置換磁性ガーネッ
ト単結晶が用いられている。液相エピタキシャル法によ
って非磁性ガーネット基板の上に、厚さ数百ミクロンの
単結晶として成長したビスマス置換磁性ガーネットは、
ファラデー回転角が４５度になる膜厚にまで、精密に研
磨される。ここに研磨されて得たビスマス置換磁性ガー
ネットは、その研磨精度、即ち、膜厚の誤差範囲によっ
て選別されて磁気光学素子とされる。ここに磁気光学素
子用として選別されたビスマス置換磁性ガーネットは、
一般に、数ミクロン程度の膜厚の誤差を有している。ビ
スマス置換磁性ガーネットの膜厚の誤差は、研磨操作の
精度に由来するものであるから、現在の研磨技術水準に
おいて、この誤差を実質的に皆無とすることはできな
い。拠って、磁気光学素子用としてのビスマス置換磁性
ガーネットの品質、光学的精度は、選別操作によって維
持する以外に方法はなく、その選別操作に際して、許容
誤差範囲を狭めるとビスマス置換磁性ガーネットの品質
はより高くなるが、製品歩留りが低下し、経済的に不利
になる。
ピタキシャル法で製造されるビスマス置換磁性ガーネッ
ト単結晶が用いられている。液相エピタキシャル法によ
って非磁性ガーネット基板の上に、厚さ数百ミクロンの
単結晶として成長したビスマス置換磁性ガーネットは、
ファラデー回転角が４５度になる膜厚にまで、精密に研
磨される。ここに研磨されて得たビスマス置換磁性ガー
ネットは、その研磨精度、即ち、膜厚の誤差範囲によっ
て選別されて磁気光学素子とされる。ここに磁気光学素
子用として選別されたビスマス置換磁性ガーネットは、
一般に、数ミクロン程度の膜厚の誤差を有している。ビ
スマス置換磁性ガーネットの膜厚の誤差は、研磨操作の
精度に由来するものであるから、現在の研磨技術水準に
おいて、この誤差を実質的に皆無とすることはできな
い。拠って、磁気光学素子用としてのビスマス置換磁性
ガーネットの品質、光学的精度は、選別操作によって維
持する以外に方法はなく、その選別操作に際して、許容
誤差範囲を狭めるとビスマス置換磁性ガーネットの品質
はより高くなるが、製品歩留りが低下し、経済的に不利
になる。
【００１６】また、液相エピタキシャル法で製造したビ
スマス置換磁性ガーネット単結晶のビスマスの固溶量
が、結晶成長条件のわずかな変化によって変化するこ
と、および、単位膜厚当りのファラデー回転角が単結晶
のビスマスの固溶量によって変化することが知られてい
る。現在、一般に、磁気光学材料として市販されている
ビスマス置換磁性ガーネット単結晶の品質、即ち、ファ
ラデー回転角の誤差範囲は、通常、１〜２% である。従
って、液相エピタキシャル法で製造したビスマス置換磁
性ガーネット単結晶を研磨して得た磁気光学素子は、0.
5 〜 1.0度程度のファラデー回転角の誤差を有している
ことになる。
スマス置換磁性ガーネット単結晶のビスマスの固溶量
が、結晶成長条件のわずかな変化によって変化するこ
と、および、単位膜厚当りのファラデー回転角が単結晶
のビスマスの固溶量によって変化することが知られてい
る。現在、一般に、磁気光学材料として市販されている
ビスマス置換磁性ガーネット単結晶の品質、即ち、ファ
ラデー回転角の誤差範囲は、通常、１〜２% である。従
って、液相エピタキシャル法で製造したビスマス置換磁
性ガーネット単結晶を研磨して得た磁気光学素子は、0.
5 〜 1.0度程度のファラデー回転角の誤差を有している
ことになる。
【００１７】既に詳述したように、一般に磁気光学素子
として使用されているビスマス置換磁性ガーネットは、
少なくとも選別操作の許容誤差範囲に相当する相応のフ
ァラデー回転角の誤差を有している。従って、光アイソ
レータとして、高いアイソレーションを得るためには、
その基準角度〔値〕である４５度からのずれ角度〔Δ
θ〕に見合うだけ、第１の複屈折板の光軸方向の調整・
補正をしなければならない。
として使用されているビスマス置換磁性ガーネットは、
少なくとも選別操作の許容誤差範囲に相当する相応のフ
ァラデー回転角の誤差を有している。従って、光アイソ
レータとして、高いアイソレーションを得るためには、
その基準角度〔値〕である４５度からのずれ角度〔Δ
θ〕に見合うだけ、第１の複屈折板の光軸方向の調整・
補正をしなければならない。
【００１８】今、例えば、基準角度からのずれ角度〔Δ
θ〕を１度〔Δθ＝１o 〕とすると、第１の複屈折板の
消光比は、式 −10・log［ sin2(Δθ) 〕から、３５d
B〔理論最大消光比〕となる。実際問題として、実用上
要求される光アイソレータのアイソレーションは、３０
dB以上である。従って、基準角度からのずれ角度〔Δ
θ〕が１度であれば、計算上は要求性能を満たしている
ことになり、複屈折板の光軸方向の調整・補正を要しな
いことになる。しかし、実際には、磁気光学素子のファ
ラデー回転角の温度依存性と波長依存性、並びに、組立
時に使用するレーザの波長と実用時のレーザの波長との
誤差〔通常、数nmの差が生じる〕などによって、基準角
度からのずれ角度〔Δθ〕が１度以上に広がり、３０dB
を維持することができない。今、仮に、基準角度からの
ずれ角度〔Δθ〕が１度である市販の Ho1.1Tb0.6Bi1.3
Fe5O12を用いて組み立てた光アイソレータは、その使用
環境温度が１２℃以上変化するか、或いは、実用時のレ
ーザの波長が組立時に使用したレーザの波長と６nm以上
の誤差があると、基準角度からのずれ角度〔Δθ〕が1.
8度以上となり、アイソレーションは３０dB以下になり
実用性を失ってしまう。光アイソレータの実用上の性能
・品質を保証するためには、少なくとも組立時のアイソ
レーションを、４０dB以上に保持・維持することが必須
であるが、磁気光学素子の品質の向上のみによって達成
することは、実質的に不可能であり、経済的にも不利で
ある。ここに次善策としての第１の複屈折板の光軸方向
の調整・補正作業の必要性と工業的実施技術における基
本技術としての重要性がある。
θ〕を１度〔Δθ＝１o 〕とすると、第１の複屈折板の
消光比は、式 −10・log［ sin2(Δθ) 〕から、３５d
B〔理論最大消光比〕となる。実際問題として、実用上
要求される光アイソレータのアイソレーションは、３０
dB以上である。従って、基準角度からのずれ角度〔Δ
θ〕が１度であれば、計算上は要求性能を満たしている
ことになり、複屈折板の光軸方向の調整・補正を要しな
いことになる。しかし、実際には、磁気光学素子のファ
ラデー回転角の温度依存性と波長依存性、並びに、組立
時に使用するレーザの波長と実用時のレーザの波長との
誤差〔通常、数nmの差が生じる〕などによって、基準角
度からのずれ角度〔Δθ〕が１度以上に広がり、３０dB
を維持することができない。今、仮に、基準角度からの
ずれ角度〔Δθ〕が１度である市販の Ho1.1Tb0.6Bi1.3
Fe5O12を用いて組み立てた光アイソレータは、その使用
環境温度が１２℃以上変化するか、或いは、実用時のレ
ーザの波長が組立時に使用したレーザの波長と６nm以上
の誤差があると、基準角度からのずれ角度〔Δθ〕が1.
8度以上となり、アイソレーションは３０dB以下になり
実用性を失ってしまう。光アイソレータの実用上の性能
・品質を保証するためには、少なくとも組立時のアイソ
レーションを、４０dB以上に保持・維持することが必須
であるが、磁気光学素子の品質の向上のみによって達成
することは、実質的に不可能であり、経済的にも不利で
ある。ここに次善策としての第１の複屈折板の光軸方向
の調整・補正作業の必要性と工業的実施技術における基
本技術としての重要性がある。
【００１９】次に、第１の複屈折板の光軸方向の調整・
補正作業の概要を、図７に基づいて説明する。図７は、
光アイソレータの光軸方向の調整・補正作業方法を、図
２、および、図４に例示した構成の光アイソレータを例
にして説明するための図である。光アイソレータの光軸
方向の調整・補正作業・操作は、下記の手順、即ち、 光アイソレータの両端にレンズ10とレンズ11、およ
び、光ファイバ16と光ファイバ17とを取り付ける 左側、即ち、半導体レーザ光源側の光ファイバ16から
レーザ光を出射させて、右側、即ち、受信側の光ファイ
バ17で正常に受光できることを確認する 右側の光ファイバ17から逆向きにレーザ光を出射させ
て、左側の光ファイバ16に到達する光ａ〔図７では、点
線で示されている〕の強度が最も弱くなるように第１の
複屈折板5 を回転させること によって実施される。
補正作業の概要を、図７に基づいて説明する。図７は、
光アイソレータの光軸方向の調整・補正作業方法を、図
２、および、図４に例示した構成の光アイソレータを例
にして説明するための図である。光アイソレータの光軸
方向の調整・補正作業・操作は、下記の手順、即ち、 光アイソレータの両端にレンズ10とレンズ11、およ
び、光ファイバ16と光ファイバ17とを取り付ける 左側、即ち、半導体レーザ光源側の光ファイバ16から
レーザ光を出射させて、右側、即ち、受信側の光ファイ
バ17で正常に受光できることを確認する 右側の光ファイバ17から逆向きにレーザ光を出射させ
て、左側の光ファイバ16に到達する光ａ〔図７では、点
線で示されている〕の強度が最も弱くなるように第１の
複屈折板5 を回転させること によって実施される。
【００２０】通常一般に、光ファイバのコア径は、５〜
１０μm と極めて小さい。光アイソレータの光軸方向の
調整・補正作業・操作は、極めて慎重に、注意深く実施
されるが、第１の複屈折板5 の調整操作によって系の光
路・光軸がずれ易く、系の光路軸がずれると、光ファイ
バ16で光ａを受光することは出来ない。通常、第１の複
屈折板の光軸、および、光路軸の調整・補正作業・操作
は、光ａをパワーメータに接続された光ファイバ16で追
跡しながら実施される。しかし、実際の操作において、
系の光路軸がずれて受光することができないのか、複屈
折板の光軸が正しく調整されていて消光状態にあるのか
の区別・判断がつかず、調整・補正操作が不可能となる
ことがある。現在の技術水準においては、なお、微動台
で光ファイバ16を動かしながら、到達する光ａを追跡し
つつ、極めて慎重に、細心の注意をもって、複屈折板5
の調整操作を行わなければならず、未だ、機械化、量産
化は困難である。ここに偏波無依存型光アイソレータの
汎用化を遅延させている原因の一つがある。
１０μm と極めて小さい。光アイソレータの光軸方向の
調整・補正作業・操作は、極めて慎重に、注意深く実施
されるが、第１の複屈折板5 の調整操作によって系の光
路・光軸がずれ易く、系の光路軸がずれると、光ファイ
バ16で光ａを受光することは出来ない。通常、第１の複
屈折板の光軸、および、光路軸の調整・補正作業・操作
は、光ａをパワーメータに接続された光ファイバ16で追
跡しながら実施される。しかし、実際の操作において、
系の光路軸がずれて受光することができないのか、複屈
折板の光軸が正しく調整されていて消光状態にあるのか
の区別・判断がつかず、調整・補正操作が不可能となる
ことがある。現在の技術水準においては、なお、微動台
で光ファイバ16を動かしながら、到達する光ａを追跡し
つつ、極めて慎重に、細心の注意をもって、複屈折板5
の調整操作を行わなければならず、未だ、機械化、量産
化は困難である。ここに偏波無依存型光アイソレータの
汎用化を遅延させている原因の一つがある。
【００２１】第１の複屈折板の光軸、および、光路軸の
調整・補正作業・操作を容易にする方法として、光ａと
光ｂの分離距離を大きく取ることが考えられる。今仮
に、光ａと光ｂの分離距離を数ミリメートルにすると、
光ａを市販の受光素子で直接受光・受信することが可能
となり、第１の複屈折板の光軸、および、光路軸の調整
・補正作業・操作は、極めて容易になるものと期待され
る。しかし、光ａと光ｂの分離距離を５ミリメートルに
するためには、複屈折板5 の厚さを数ｃｍ以上にすると
共に、他の複屈折板、即ち、複屈折板7 と複屈折板8 も
厚くしなければならない。通常一般に、複屈折板は、高
価なルチル単結晶で作られている。従って、光ａと光ｂ
の分離距離を大きくする方法は、経済的にも、また、技
術的にも合理性と必然性がなく、工業的技術として実用
性がないと言っても過言ではないであろう。
調整・補正作業・操作を容易にする方法として、光ａと
光ｂの分離距離を大きく取ることが考えられる。今仮
に、光ａと光ｂの分離距離を数ミリメートルにすると、
光ａを市販の受光素子で直接受光・受信することが可能
となり、第１の複屈折板の光軸、および、光路軸の調整
・補正作業・操作は、極めて容易になるものと期待され
る。しかし、光ａと光ｂの分離距離を５ミリメートルに
するためには、複屈折板5 の厚さを数ｃｍ以上にすると
共に、他の複屈折板、即ち、複屈折板7 と複屈折板8 も
厚くしなければならない。通常一般に、複屈折板は、高
価なルチル単結晶で作られている。従って、光ａと光ｂ
の分離距離を大きくする方法は、経済的にも、また、技
術的にも合理性と必然性がなく、工業的技術として実用
性がないと言っても過言ではないであろう。
【００２２】第１の複屈折板の光軸、および、光路軸の
調整・補正作業・操作を、図２、および、図４に例示し
た構成の光アイソレータを例にして説明したが、図５、
および、図６に例示した構成においても、全く同様の問
題点を有している。図８の構成では、テーパ状複屈折板
14とテーパ状複屈折板15のテーパ角を大きくとることに
よって、光ａと光ｂの分離角度が大きくなる。従って、
第１の複屈折板の光軸、および、光路軸の調整・補正作
業・操作は、他の構成に比較して、多少容易になるもの
と推測される。しかし、テーパ角を大きくすると、順方
向の光の分離距離が大きくなるため、テーパ状複屈折板
15を出射する光をファイバ17に導入するためのレンズ11
とファイバ17との距離が長くなって光アイソレータの大
きさが大きくなると共に、ファイバとの結合損失が大き
くなるなどの問題点を生じる。
調整・補正作業・操作を、図２、および、図４に例示し
た構成の光アイソレータを例にして説明したが、図５、
および、図６に例示した構成においても、全く同様の問
題点を有している。図８の構成では、テーパ状複屈折板
14とテーパ状複屈折板15のテーパ角を大きくとることに
よって、光ａと光ｂの分離角度が大きくなる。従って、
第１の複屈折板の光軸、および、光路軸の調整・補正作
業・操作は、他の構成に比較して、多少容易になるもの
と推測される。しかし、テーパ角を大きくすると、順方
向の光の分離距離が大きくなるため、テーパ状複屈折板
15を出射する光をファイバ17に導入するためのレンズ11
とファイバ17との距離が長くなって光アイソレータの大
きさが大きくなると共に、ファイバとの結合損失が大き
くなるなどの問題点を生じる。
【００２３】既に詳述したように、従来の偏波無依存型
光アイソレータには、半導体レーザから放出された光線
・光が、光学系で反射されて半導体レーザに帰還する反
射戻り光が存在する。この反射戻り光が半導体レーザ光
源に戻ると、レーザ発信が不安定になる。従って、光ア
イソレータの実用化を企るためには、複屈折板の角度の
調整、即ち、光軸方向の調整・補正作業・操作が不可避
である。光アイソレータの光軸方向の調整・補正作業・
操作が、極めて困難な作業であることは既に詳述した通
りである。より光軸方向の調整・補正作業・操作の容易
な、或いは、要しない光アイソレータの開発は、半導体
レーザ、特に、ファイバ通信の実用化と普及を企るため
の最重要課題である。
光アイソレータには、半導体レーザから放出された光線
・光が、光学系で反射されて半導体レーザに帰還する反
射戻り光が存在する。この反射戻り光が半導体レーザ光
源に戻ると、レーザ発信が不安定になる。従って、光ア
イソレータの実用化を企るためには、複屈折板の角度の
調整、即ち、光軸方向の調整・補正作業・操作が不可避
である。光アイソレータの光軸方向の調整・補正作業・
操作が、極めて困難な作業であることは既に詳述した通
りである。より光軸方向の調整・補正作業・操作の容易
な、或いは、要しない光アイソレータの開発は、半導体
レーザ、特に、ファイバ通信の実用化と普及を企るため
の最重要課題である。
【００２４】これらの問題を解決するための手段とし
て、偏波無依存型光アイソレータが提案〔図９、１９９
１年電子情報通信学会春期全国大会Ｃ−２９０〕され
た。図９において、18、19は複屈折板、20、21はλ/2
板、22、23は偏波依存型光アイソレータである。入射光
ａは、第１の複屈折板18によって常光線と異常光線とに
分離され、常光線を光路ｃ、異常光線を光路ｄとする。
異常光線は、異常光線の光路ｄに挿入されたλ/2板20に
よって偏波方向が９０度回転して、光路ｃの常光線と同
じ向きになり、偏波依存型光アイソレータに入射する。
ここに入射した光線ｄは、その偏波方向が常光線ｃと一
致しているから、光路ｃの偏波方向に合わせて配置され
た偏波依存型の光アイソレータ22、および、光アイソレ
ータ23を透過することができる。光アイソレータ22、お
よび、光アイソレータ23を透過した光線ｃ、および、光
線ｄは、偏波方向が９０度回転するので異常光となる。
光線ｃは、光路ｃに挿入されたλ/2板21によって偏波方
向が９０度回転して、常光となる。従って、常光ｃと異
常光ｄは、第２の複屈折板19で合流して結合する。一
方、逆方向の反射戻り光ｂは、偏波依存型光アイソレー
タ22、23を全く透過することができない。従って、ファ
ラデー回転子の角度ずれに起因する偏光子の調整は、予
め、偏波依存型光アイソレータで実施しておけば充分で
ある。従って、組立調整作業は、従来型に比べてかなり
容易であるが、１構成に２個の複屈折板とλ/2板、およ
び、２個の偏光素子と１個のファラデー素子、並びに、
１個の永久磁石とからなる偏波依存型光アイソレータを
２台必要とし、従来型偏波無依存型光アイソレータに比
べて部品の数も多く、経済的に不利であることは明白で
ある。
て、偏波無依存型光アイソレータが提案〔図９、１９９
１年電子情報通信学会春期全国大会Ｃ−２９０〕され
た。図９において、18、19は複屈折板、20、21はλ/2
板、22、23は偏波依存型光アイソレータである。入射光
ａは、第１の複屈折板18によって常光線と異常光線とに
分離され、常光線を光路ｃ、異常光線を光路ｄとする。
異常光線は、異常光線の光路ｄに挿入されたλ/2板20に
よって偏波方向が９０度回転して、光路ｃの常光線と同
じ向きになり、偏波依存型光アイソレータに入射する。
ここに入射した光線ｄは、その偏波方向が常光線ｃと一
致しているから、光路ｃの偏波方向に合わせて配置され
た偏波依存型の光アイソレータ22、および、光アイソレ
ータ23を透過することができる。光アイソレータ22、お
よび、光アイソレータ23を透過した光線ｃ、および、光
線ｄは、偏波方向が９０度回転するので異常光となる。
光線ｃは、光路ｃに挿入されたλ/2板21によって偏波方
向が９０度回転して、常光となる。従って、常光ｃと異
常光ｄは、第２の複屈折板19で合流して結合する。一
方、逆方向の反射戻り光ｂは、偏波依存型光アイソレー
タ22、23を全く透過することができない。従って、ファ
ラデー回転子の角度ずれに起因する偏光子の調整は、予
め、偏波依存型光アイソレータで実施しておけば充分で
ある。従って、組立調整作業は、従来型に比べてかなり
容易であるが、１構成に２個の複屈折板とλ/2板、およ
び、２個の偏光素子と１個のファラデー素子、並びに、
１個の永久磁石とからなる偏波依存型光アイソレータを
２台必要とし、従来型偏波無依存型光アイソレータに比
べて部品の数も多く、経済的に不利であることは明白で
ある。
【００２５】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
型の偏波無依存型光アイソレータでは、磁気光学素子の
品質誤差、即ち、ファラデー回転角の誤差に由来する極
めて高精度で精密な光軸方向の調整・補正作業・操作が
不可避であり、また、偏波無依存型光アイソレータで
は、２台の偏波依存型光アイソレータを必要とするなど
所要部品数が多く、経済的に不利である。本発明者ら
は、光損失の少ない、組立・調整操作が容易で、しか
も、より少ない部品数で構成される偏波無依存型光アイ
ソレータを開発するべく鋭意研究を行った結果、本発明
を完成させた。即ち、本発明は、高精度で光損失の少な
い高品質の、しかも、極めて小型の光アイソレータを、
工業的規模で大量に、安価に提供して、半導体レーザ、
特に、光ファイバ通信の実用化と普及に寄与することを
目的としている。
型の偏波無依存型光アイソレータでは、磁気光学素子の
品質誤差、即ち、ファラデー回転角の誤差に由来する極
めて高精度で精密な光軸方向の調整・補正作業・操作が
不可避であり、また、偏波無依存型光アイソレータで
は、２台の偏波依存型光アイソレータを必要とするなど
所要部品数が多く、経済的に不利である。本発明者ら
は、光損失の少ない、組立・調整操作が容易で、しか
も、より少ない部品数で構成される偏波無依存型光アイ
ソレータを開発するべく鋭意研究を行った結果、本発明
を完成させた。即ち、本発明は、高精度で光損失の少な
い高品質の、しかも、極めて小型の光アイソレータを、
工業的規模で大量に、安価に提供して、半導体レーザ、
特に、光ファイバ通信の実用化と普及に寄与することを
目的としている。
【００２６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
種々の技術的課題を解決するために鋭意研究を行った結
果、互いに偏波面の直交した光の光路を分離、または、
結合する２個の複屈折板の間に、永久磁石内に配置した
ファラデー回転角約４５度の磁気光学素子を２個直列に
配置し、更に、該磁気光学素子の間に複屈折板による光
路の分離中心を境にして、偏波遮断方向が約９０度異な
る２個の偏光素子を並列に配置することによって入射光
の偏波方向に依存しない光アイソレータが構成されるこ
と、および、本構成では、従来の構成では必須の、極め
て困難な作業であった複屈折板の光軸方向の調整操作が
実質的に不用であり、更に、より容易な調整操作によっ
て、より高いアイソレーションを得ることができるとの
知見を得て、更に、改良研究を行い本発明を完成させ
た。
種々の技術的課題を解決するために鋭意研究を行った結
果、互いに偏波面の直交した光の光路を分離、または、
結合する２個の複屈折板の間に、永久磁石内に配置した
ファラデー回転角約４５度の磁気光学素子を２個直列に
配置し、更に、該磁気光学素子の間に複屈折板による光
路の分離中心を境にして、偏波遮断方向が約９０度異な
る２個の偏光素子を並列に配置することによって入射光
の偏波方向に依存しない光アイソレータが構成されるこ
と、および、本構成では、従来の構成では必須の、極め
て困難な作業であった複屈折板の光軸方向の調整操作が
実質的に不用であり、更に、より容易な調整操作によっ
て、より高いアイソレーションを得ることができるとの
知見を得て、更に、改良研究を行い本発明を完成させ
た。
【００２７】本発明による光アイソレータの構成を模式
的に図示すると、図１０のようである。図１０におい
て、24、25は複屈折板を、26、27は偏光素子を、28、29
は磁気光学素子を、30、31は永久磁石を意味している。
図１０において、半導体レーザ光源から出射された光線
ａは、第１の複屈折板24に入射して、互いに垂直な振動
面を持った２本の光線に分かれて第１の複屈折板24を透
過する。第１の複屈折板24を透過した２本の光線は、平
行に伝搬して第１の磁気光学素子28に入射する。第１の
磁気光学素子28に入射した各光線は、各々、偏波面が４
５度の左回転を受ける。第１の磁気光学素子28を透過し
た各光線は、偏波面が一致するように配置された偏光素
子26、および、偏光素子27に入射して透過し、第２の磁
気光学素子29に入射する。第２の磁気光学素子29に入射
した各光線は、磁気光学素子によりその偏波面が４５度
右回転して透過する。第２の磁気光学素子29を透過した
各光線は、第２の複屈折板25に入射し、複屈折板25によ
って光路は結合される。上記の説明〔図１０〕では、永
久磁石30と永久磁石31との磁化方向が逆向きに設定され
ているものとしているが、今仮に、永久磁石31の磁化方
向が永久磁石30と同じ向きにすると、永久磁石31によっ
て偏波面が４５度左回転する。従って、永久磁石の磁化
方向を逆向きにすると、第２の複屈折板25で直進してい
た光が斜行し、斜行していた光が直進することになる。
しかし、何れの場合にも、２本に分かれていた光線は、
第２の複屈折板25で結合されるので特に問題はない。一
方、逆方向から入射した反射光ｂは、第２の複屈折板25
により２本の光線に分かれて透過し、第２の磁気光学素
子29に入射する。第２の磁気光学素子29に入射した反射
光ｂの偏波面は、右に４５度回転し、光線ａの偏波面と
垂直をなす。そのため、第２の磁気光学素子29を透過し
た２本の光線は、偏光素子26、および、偏光素子27を透
過することができないので遮断される。
的に図示すると、図１０のようである。図１０におい
て、24、25は複屈折板を、26、27は偏光素子を、28、29
は磁気光学素子を、30、31は永久磁石を意味している。
図１０において、半導体レーザ光源から出射された光線
ａは、第１の複屈折板24に入射して、互いに垂直な振動
面を持った２本の光線に分かれて第１の複屈折板24を透
過する。第１の複屈折板24を透過した２本の光線は、平
行に伝搬して第１の磁気光学素子28に入射する。第１の
磁気光学素子28に入射した各光線は、各々、偏波面が４
５度の左回転を受ける。第１の磁気光学素子28を透過し
た各光線は、偏波面が一致するように配置された偏光素
子26、および、偏光素子27に入射して透過し、第２の磁
気光学素子29に入射する。第２の磁気光学素子29に入射
した各光線は、磁気光学素子によりその偏波面が４５度
右回転して透過する。第２の磁気光学素子29を透過した
各光線は、第２の複屈折板25に入射し、複屈折板25によ
って光路は結合される。上記の説明〔図１０〕では、永
久磁石30と永久磁石31との磁化方向が逆向きに設定され
ているものとしているが、今仮に、永久磁石31の磁化方
向が永久磁石30と同じ向きにすると、永久磁石31によっ
て偏波面が４５度左回転する。従って、永久磁石の磁化
方向を逆向きにすると、第２の複屈折板25で直進してい
た光が斜行し、斜行していた光が直進することになる。
しかし、何れの場合にも、２本に分かれていた光線は、
第２の複屈折板25で結合されるので特に問題はない。一
方、逆方向から入射した反射光ｂは、第２の複屈折板25
により２本の光線に分かれて透過し、第２の磁気光学素
子29に入射する。第２の磁気光学素子29に入射した反射
光ｂの偏波面は、右に４５度回転し、光線ａの偏波面と
垂直をなす。そのため、第２の磁気光学素子29を透過し
た２本の光線は、偏光素子26、および、偏光素子27を透
過することができないので遮断される。
【００２８】以上の説明は、磁気光学素子のファラデー
回転角が４５度に設定・調整されている場合に関するも
のである。実際問題として、磁気光学素子のファラデー
回転角度を正確に４５度に設定・調整することは、実質
的に不可能である。現在、実用されている磁気光学素子
のファラデー回転角は、その製造上の理由によって、基
準値の４５度から±１度程度のずれ、換言すれば、品質
誤差を有している。従って、反射戻り光の場合、実際に
は、磁気光学素子29の透過光の偏波面と偏光素子26、お
よび、偏光素子27との偏波遮断方向が完全には一致しな
いために、反射光ｂの一部が偏光素子26、および、偏光
素子27を透過することになる。この透過光の偏波面は、
偏光素子26、および、偏光素子27の偏波透過方向と同一
である。偏光素子26、および、偏光素子27を透過した反
射光ｂは、第１の磁気光学素子28に入射して透過する
と、偏波面は４５度左回転するため、第１の複屈折板24
の右端面において、順方向の光線ａの偏波方向と垂直と
なっている。従って、反射光ｂは、第１の複屈折板24の
左端面で順方向の光線ａとは別の場所から出光する。
回転角が４５度に設定・調整されている場合に関するも
のである。実際問題として、磁気光学素子のファラデー
回転角度を正確に４５度に設定・調整することは、実質
的に不可能である。現在、実用されている磁気光学素子
のファラデー回転角は、その製造上の理由によって、基
準値の４５度から±１度程度のずれ、換言すれば、品質
誤差を有している。従って、反射戻り光の場合、実際に
は、磁気光学素子29の透過光の偏波面と偏光素子26、お
よび、偏光素子27との偏波遮断方向が完全には一致しな
いために、反射光ｂの一部が偏光素子26、および、偏光
素子27を透過することになる。この透過光の偏波面は、
偏光素子26、および、偏光素子27の偏波透過方向と同一
である。偏光素子26、および、偏光素子27を透過した反
射光ｂは、第１の磁気光学素子28に入射して透過する
と、偏波面は４５度左回転するため、第１の複屈折板24
の右端面において、順方向の光線ａの偏波方向と垂直と
なっている。従って、反射光ｂは、第１の複屈折板24の
左端面で順方向の光線ａとは別の場所から出光する。
【００２９】既に詳述したように、本発明の方法では、
逆方向の反射光が、偏光素子26、および、偏光素子27と
第１の複屈折板２４とによって、ほぼ完全に遮断、或い
は、光路が曲げられるため、磁気光学素子に品質誤差、
更に具体的に言えば、ファラデー回転角度が基準値の４
５度に対して数度ずれても、高いアイソレーション比を
得ることができる。即ち、例えば、第１の複屈折板24の
光軸と偏光素子26、および、偏光素子27の偏波遮断方向
とが完全に４５度をなしており、第１の磁気光学素子28
のファラデー回転角の４５度からのずれ、換言すれば、
品質誤差Δθを５度と仮定すると、偏光素子26、およ
び、偏光素子27の透過光量は、−２０dBである。そし
て、第１の複屈折板24で偏波面のずれから分離されない
光量〔光路ａに、そのまま戻る光〕も−２０dBであるか
ら、理論上のアイソレーションは、４０ｄＢ以上とな
る。
逆方向の反射光が、偏光素子26、および、偏光素子27と
第１の複屈折板２４とによって、ほぼ完全に遮断、或い
は、光路が曲げられるため、磁気光学素子に品質誤差、
更に具体的に言えば、ファラデー回転角度が基準値の４
５度に対して数度ずれても、高いアイソレーション比を
得ることができる。即ち、例えば、第１の複屈折板24の
光軸と偏光素子26、および、偏光素子27の偏波遮断方向
とが完全に４５度をなしており、第１の磁気光学素子28
のファラデー回転角の４５度からのずれ、換言すれば、
品質誤差Δθを５度と仮定すると、偏光素子26、およ
び、偏光素子27の透過光量は、−２０dBである。そし
て、第１の複屈折板24で偏波面のずれから分離されない
光量〔光路ａに、そのまま戻る光〕も−２０dBであるか
ら、理論上のアイソレーションは、４０ｄＢ以上とな
る。
【００３０】また、既に述べたように、本発明の光アイ
ソレータでは、実質的に複屈折板の光軸方向の調整操作
は不用である。しかし、より高いアイソレーション比を
得るために、偏光素子26、および、偏光素子27の光軸方
向の調整を行なっても良い。偏光素子の光軸方向の調整
を行なうにしても、本構造では、単に、逆方向の反射光
が、偏光素子26、および、偏光素子27によって、完全に
遮断されるように調整すれば良い。本発明の光アイソレ
ータでは、偏光素子26、および、偏光素子27の透過する
逆方向の反射光量を、市販の受光素子で、容易に受光し
て直接計測することが可能である。従って、従来の光ア
イソレータのように、経験と感とに頼ることなく、偏光
素子の光軸方向の調整操作・作業を、市販の受光素子を
使用して、極めて安易に実施することができる。更にま
た、本発明の光アイソレータでは、その構造から、環境
温度の変化や、波長の変化に対しても、アイソレーショ
ン低下の度合が極めて小さいという効果が得られる。こ
のことは、当該技術分野において、驚異的な技術的改良
・進歩であると言っても過言ではなく、半導体レーザ、
特に、光ファイバ通信の実用化と普及に寄与するところ
極めて大である。
ソレータでは、実質的に複屈折板の光軸方向の調整操作
は不用である。しかし、より高いアイソレーション比を
得るために、偏光素子26、および、偏光素子27の光軸方
向の調整を行なっても良い。偏光素子の光軸方向の調整
を行なうにしても、本構造では、単に、逆方向の反射光
が、偏光素子26、および、偏光素子27によって、完全に
遮断されるように調整すれば良い。本発明の光アイソレ
ータでは、偏光素子26、および、偏光素子27の透過する
逆方向の反射光量を、市販の受光素子で、容易に受光し
て直接計測することが可能である。従って、従来の光ア
イソレータのように、経験と感とに頼ることなく、偏光
素子の光軸方向の調整操作・作業を、市販の受光素子を
使用して、極めて安易に実施することができる。更にま
た、本発明の光アイソレータでは、その構造から、環境
温度の変化や、波長の変化に対しても、アイソレーショ
ン低下の度合が極めて小さいという効果が得られる。こ
のことは、当該技術分野において、驚異的な技術的改良
・進歩であると言っても過言ではなく、半導体レーザ、
特に、光ファイバ通信の実用化と普及に寄与するところ
極めて大である。
【００３１】本発明の完成により、従来、必要、かつ極
めて困難であった偏光素子・複屈折板の光軸方向の高い
精度での調整が不用となった。また、より高いアイソレ
ーション得るために偏光素子の光軸方向の調整を行うに
しても、極めて容易に実施し得るため、光アイソレータ
の製造コストの大幅な削減が可能となった。本発明を実
施するとき、複屈折板は、特に特殊なものである必要は
なく、通常一般に、複屈折板として市販されているもの
の中から、所望によって適宜に選んで用いれば良く、品
質、および、入手の容易さの点で、その素材としては、
方解石やルチル単結晶が好適である。また、磁気光学素
子の間に配置する偏光素子は、特に特殊なものである必
要はなく、通常一般に市販されているものの中から、所
望によって適宜に選んで用いれば良く、その性能の点
で、特に、二色性偏光子が好適である。更にまた、ファ
ラデー回転素子の品質、即ち、ファラデー回転角度は、
４５±５度、より好ましくは、４５±３度の範囲内に選
ぶのが好ましい。ファラデー回転素子のファラデー回転
角度のずれが５度以上になると、順方向の光線の挿入損
失が大きくなり過ぎるため好ましくない。
めて困難であった偏光素子・複屈折板の光軸方向の高い
精度での調整が不用となった。また、より高いアイソレ
ーション得るために偏光素子の光軸方向の調整を行うに
しても、極めて容易に実施し得るため、光アイソレータ
の製造コストの大幅な削減が可能となった。本発明を実
施するとき、複屈折板は、特に特殊なものである必要は
なく、通常一般に、複屈折板として市販されているもの
の中から、所望によって適宜に選んで用いれば良く、品
質、および、入手の容易さの点で、その素材としては、
方解石やルチル単結晶が好適である。また、磁気光学素
子の間に配置する偏光素子は、特に特殊なものである必
要はなく、通常一般に市販されているものの中から、所
望によって適宜に選んで用いれば良く、その性能の点
で、特に、二色性偏光子が好適である。更にまた、ファ
ラデー回転素子の品質、即ち、ファラデー回転角度は、
４５±５度、より好ましくは、４５±３度の範囲内に選
ぶのが好ましい。ファラデー回転素子のファラデー回転
角度のずれが５度以上になると、順方向の光線の挿入損
失が大きくなり過ぎるため好ましくない。
【００３２】本発明の光アイソレータの基本構造は、既
に詳述したように偏波無依存型であるが、偏波依存型と
しても使用できることは容易に理解されよう。以下、本
発明を実施例によってその実施態様等を具体的に、かつ
詳細に説明するが、以下の例は、具体的に説明するため
のものであって、本発明の実施態様や発明の範囲を限定
するものとしては意図されていない。
に詳述したように偏波無依存型であるが、偏波依存型と
しても使用できることは容易に理解されよう。以下、本
発明を実施例によってその実施態様等を具体的に、かつ
詳細に説明するが、以下の例は、具体的に説明するため
のものであって、本発明の実施態様や発明の範囲を限定
するものとしては意図されていない。
【００３３】
【実施例】実施例１ 下記の操作・工程により、図１１に示した偏波無依存型
光アイソレータを製作した。円筒状の金属治具36の所定
の位置に、コア径１０μm のシングルモード光ファイバ
ー32と分布屈折率型レンズ34とを中心軸が一致するよう
に調整して載置し、接着剤で固定した。同様にして、円
筒状の金属治具37の所定の位置に、シングルモードファ
イバー33と分布屈折率型レンズ35とを中心軸が一致する
ように調整して載置し、接着剤で固定した。ここに得ら
れた光ファイバ間の結合損失は 0.6dBであった。また、
長さ 8.0mmの金属治具38の所定の位置に取り付けた時の
分布屈折率型レンズ34と分布屈折率型レンズ35との端面
間距離は、8.4mm であった。金属治具〔長さ 8.0mm〕38
には、複屈折板24、25、磁気光学素子28、29、一体化し
た偏光素子26、27、および、永久磁石30、31を装入し、
据付・設置するための座が設けられている。この金属治
具38の所定の位置に、常法に従って、複屈折板24、およ
び、複屈折板25としてルチル単結晶〔波長 1.55 μm の
光に対して分離距離 300μm 〕を挿入して据え付けた。
金属治具39の所定の位置に、偏波遮断方向を垂直にして
２枚の二色性偏光子〔コーニング社製、商品名ポーラコ
ア〕26、27を並列に載置して固定した。金属治具40の所
定の位置に、磁気光学素子28としてファラデー回転角 4
4.1 度〔波長 1.55 μm において〕の Ho1.1Tb0.6Bi1.3
Fe5O12〔HoTbBiIG〕単結晶を固定したのち、円筒形の希
土類永久磁石30内に挿入して固定した。同様にして、金
属治具41の所定の位置に、磁気光学素子29としてファラ
デー回転角 45.8 度〔波長 1.55 μm において〕の Ho
1.1Tb0.6Bi1.3Fe5O12〔HoTbBiIG〕単結晶を固定したの
ち、円筒形の希土類永久磁石31内に挿入して固定した。
なお、ここに使用した光学部品には、全て、常法に従っ
て、中心波長1.55 μm の無反射コートを施した。次い
で、ここに部分組立された偏光素子26、27を磁気光学素
子28と磁気光学素子29との間に挟むようにして組み立て
て、光学系ブロック〔図１１において、Ａ部と表示〕を
得た。ここに得た光学系ブロックを複屈折板を据付た金
属治具38の所定の位置に挿入したのち、光ファイバ32を
レーザ光源装置に、また、光ファイバ33を光パワーメー
タに接続した。レーザ光源装置から波長 1.55 μm のレ
ーザ光を出射させて、光パワーメータの受光した光強度
が最も強くなるように金属治具37を光路軸に対して垂直
な面内で位置の微調整を行って組立て作業を完了した。
ここに得られた偏波無依存型光アイソレータの順方向
（ａ方向）の光損失は、1.0dBであった。また、逆方向
（ｂ方向）の光損失、即ち、アイソレーションは５２dB
であった。次いで、測定温度を２５℃に固定したまま、
測定波長を１５００nmから１６００nmまで変化させたと
ころ、この間のアイソレーションは３８dB以上であっ
た。また、測定波長を１５５０nmに固定したまま、周囲
の環境温度を−２０℃から８０℃まで変化させたが、ア
イソレーションは３８dB以上であった。
光アイソレータを製作した。円筒状の金属治具36の所定
の位置に、コア径１０μm のシングルモード光ファイバ
ー32と分布屈折率型レンズ34とを中心軸が一致するよう
に調整して載置し、接着剤で固定した。同様にして、円
筒状の金属治具37の所定の位置に、シングルモードファ
イバー33と分布屈折率型レンズ35とを中心軸が一致する
ように調整して載置し、接着剤で固定した。ここに得ら
れた光ファイバ間の結合損失は 0.6dBであった。また、
長さ 8.0mmの金属治具38の所定の位置に取り付けた時の
分布屈折率型レンズ34と分布屈折率型レンズ35との端面
間距離は、8.4mm であった。金属治具〔長さ 8.0mm〕38
には、複屈折板24、25、磁気光学素子28、29、一体化し
た偏光素子26、27、および、永久磁石30、31を装入し、
据付・設置するための座が設けられている。この金属治
具38の所定の位置に、常法に従って、複屈折板24、およ
び、複屈折板25としてルチル単結晶〔波長 1.55 μm の
光に対して分離距離 300μm 〕を挿入して据え付けた。
金属治具39の所定の位置に、偏波遮断方向を垂直にして
２枚の二色性偏光子〔コーニング社製、商品名ポーラコ
ア〕26、27を並列に載置して固定した。金属治具40の所
定の位置に、磁気光学素子28としてファラデー回転角 4
4.1 度〔波長 1.55 μm において〕の Ho1.1Tb0.6Bi1.3
Fe5O12〔HoTbBiIG〕単結晶を固定したのち、円筒形の希
土類永久磁石30内に挿入して固定した。同様にして、金
属治具41の所定の位置に、磁気光学素子29としてファラ
デー回転角 45.8 度〔波長 1.55 μm において〕の Ho
1.1Tb0.6Bi1.3Fe5O12〔HoTbBiIG〕単結晶を固定したの
ち、円筒形の希土類永久磁石31内に挿入して固定した。
なお、ここに使用した光学部品には、全て、常法に従っ
て、中心波長1.55 μm の無反射コートを施した。次い
で、ここに部分組立された偏光素子26、27を磁気光学素
子28と磁気光学素子29との間に挟むようにして組み立て
て、光学系ブロック〔図１１において、Ａ部と表示〕を
得た。ここに得た光学系ブロックを複屈折板を据付た金
属治具38の所定の位置に挿入したのち、光ファイバ32を
レーザ光源装置に、また、光ファイバ33を光パワーメー
タに接続した。レーザ光源装置から波長 1.55 μm のレ
ーザ光を出射させて、光パワーメータの受光した光強度
が最も強くなるように金属治具37を光路軸に対して垂直
な面内で位置の微調整を行って組立て作業を完了した。
ここに得られた偏波無依存型光アイソレータの順方向
（ａ方向）の光損失は、1.0dBであった。また、逆方向
（ｂ方向）の光損失、即ち、アイソレーションは５２dB
であった。次いで、測定温度を２５℃に固定したまま、
測定波長を１５００nmから１６００nmまで変化させたと
ころ、この間のアイソレーションは３８dB以上であっ
た。また、測定波長を１５５０nmに固定したまま、周囲
の環境温度を−２０℃から８０℃まで変化させたが、ア
イソレーションは３８dB以上であった。
【００３４】実施例２ 実施例１において、ファラデー回転角 44.1 度と 45.8
度〔波長 1.55 μm において〕のビスマス置換磁性ガー
ネット単結晶の替わりに、磁気光学素子28、29として、
ファラデー回転角が 42.5 度と42.0度のビスマス置換磁
性ガーネット単結晶を用いた以外は、全てを使用して、
実施例１と同様に偏波無依存型光アイソレータを組立・
製作した。ここに得られた偏波無依存型光アイソレータ
の性能を実施例１と同様にして測定したところ、アイソ
レーション４２dB、光ファイバ間の結合損失 1.1dBであ
った。
度〔波長 1.55 μm において〕のビスマス置換磁性ガー
ネット単結晶の替わりに、磁気光学素子28、29として、
ファラデー回転角が 42.5 度と42.0度のビスマス置換磁
性ガーネット単結晶を用いた以外は、全てを使用して、
実施例１と同様に偏波無依存型光アイソレータを組立・
製作した。ここに得られた偏波無依存型光アイソレータ
の性能を実施例１と同様にして測定したところ、アイソ
レーション４２dB、光ファイバ間の結合損失 1.1dBであ
った。
【００３５】比較例１ 磁気光学素子として、ファラデー回転角 45.7 度〔波長
1.55 μm において〕の Ho1.1Tb0.6Bi1.3Fe5O12〔HoTb
BiIG〕単結晶を用いて、特公昭５８−２８５６１の第７
図に従って偏波無依存型光アイソレータ〔図５参照〕を
製作した。実施例１と同様にして、ここに得られた偏波
無依存型光アイソレータの性能を測定したところ、アイ
ソレーション４１dB、挿入損失 0.9dBであった。また、
測定波長を１５５０nmに固定したまま、周囲の環境温度
を変化させながらアイソレーションを測定したところ、
０℃以下、または、６０℃以上で３０dB以下となった。
1.55 μm において〕の Ho1.1Tb0.6Bi1.3Fe5O12〔HoTb
BiIG〕単結晶を用いて、特公昭５８−２８５６１の第７
図に従って偏波無依存型光アイソレータ〔図５参照〕を
製作した。実施例１と同様にして、ここに得られた偏波
無依存型光アイソレータの性能を測定したところ、アイ
ソレーション４１dB、挿入損失 0.9dBであった。また、
測定波長を１５５０nmに固定したまま、周囲の環境温度
を変化させながらアイソレーションを測定したところ、
０℃以下、または、６０℃以上で３０dB以下となった。
【００３６】
【発明の効果】本発明によれば、従来の偏波無依存型光
アイソレータの製造において、必須、かつ極めて困難で
あった偏光素子・複屈折板の高い精度での調整操作を行
うことなく、極めて容易に、半導体レーザ、特に、光フ
ァイバ通信用光アイソレータに要求される性能、更に具
体的に言えば、アイソレーション３０dB以上の偏波無依
存型光アイソレータを工業規模で、安価に製造して提供
することが出来る。
アイソレータの製造において、必須、かつ極めて困難で
あった偏光素子・複屈折板の高い精度での調整操作を行
うことなく、極めて容易に、半導体レーザ、特に、光フ
ァイバ通信用光アイソレータに要求される性能、更に具
体的に言えば、アイソレーション３０dB以上の偏波無依
存型光アイソレータを工業規模で、安価に製造して提供
することが出来る。
【００３７】
【図１】半導体レーザへの反射戻り光を遮断する従来タ
イプの光アイソレータの構成、および、偏波方向と光路
を模式的に示す概念図である。
イプの光アイソレータの構成、および、偏波方向と光路
を模式的に示す概念図である。
【図２】特公昭６０−５１６９０に開示された偏波無依
存型光アイソレータの構成と順方向の光路を示す図であ
る。
存型光アイソレータの構成と順方向の光路を示す図であ
る。
【図３】第２図における偏波方向と光路を示す図であ
る。
る。
【図４】第２図における構成と逆方向の光路を示す図で
ある。
ある。
【図５】特公昭５８−２８５６１に開示された偏波無依
存型光アイソレータの構成と光路を示す図である。
存型光アイソレータの構成と光路を示す図である。
【図６】特公昭６０−４９２９７に開示された偏波無依
存型光アイソレータの構成と光路を示す図である。
存型光アイソレータの構成と光路を示す図である。
【図７】特公昭５８−２８５６１に開示された偏波無依
存型光アイソレータの組立方法を説明するための概念図
である。
存型光アイソレータの組立方法を説明するための概念図
である。
【図８】特公昭６１−５８８０９に開示された偏波無依
存型光アイソレータの構成と光路を示す図である。
存型光アイソレータの構成と光路を示す図である。
【図９】１９９１年電子通信学会春期全国大会で提案さ
れた偏波無依存型光アイソレータの構成と光路を示す図
である。
れた偏波無依存型光アイソレータの構成と光路を示す図
である。
【図１０】本発明の偏波無依存型光アイソレータの基本
構成、および、偏波方向と光路を模式的に示す概念図で
ある。
構成、および、偏波方向と光路を模式的に示す概念図で
ある。
【図１１】本発明の偏波無依存型光アイソレータの横断
面〔構造・構成〕、および、実施態様の例を模式的に示
す概念図である。
面〔構造・構成〕、および、実施態様の例を模式的に示
す概念図である。
１ … 偏光素子 ２ … 偏光素子 ３ … 磁気光学素子 ４ … 永久磁石 ５ … 複屈折板 ６ … 磁気光学素子 ７ … 複屈折板 ８ … 複屈折板 ９ … 永久磁石 １０ … レンズ １１ … レンズ １２ … 複屈折板 １３ … 旋光性素子 １４ … テーパ状複屈折板 １５ … テーパ状複屈折板 １６ … 光ファイバ １７ … 光ファイバ １８ … 複屈折板 １９ … 複屈折板 ２０ … λ/2板 ２１ … λ/2板 ２２ … 偏波依存型光アイソレータ ２３ … 偏波依存型光アイソレータ ２４ … 複屈折板 ２５ … 複屈折板 ２６ … 偏光素子 ２７ … 偏光素子 ２８ … 磁気光学素子 ２９ … 磁気光学素子 ３０ … 永久磁石 ３１ … 永久磁石 ３２ … シングルモード光ファイバ ３３ … シングルモード光ファイバ ３４ … 分布屈折率型レンズ ３５ … 分布屈折率型レンズ ３６ … 金属治具 ３７ … 金属治具 ３８ … 金属治具 ３９ … 金属治具 ４０ … 金属治具 ４１ … 金属治具
Claims (1)
- 【請求項１】 偏波面が互いに直交した光の光路を空間
的に分離、結合するための２個の複屈折板の間に、永久
磁石内に配置した回転角が約４５度の２個の磁気光学素
子と、該磁気光学素子の間に複屈折板の光路の分離中心
を境にして偏波遮断方向が約９０度異なる２個の偏光素
子を並列に配置したことを特徴とする光アイソレータ。
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|---|---|---|---|
| JP3152653A JPH0746177B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 光アイソレータ |
| EP92108955A EP0520199B1 (en) | 1991-05-28 | 1992-05-27 | Optical isolator |
| DE69207079T DE69207079T2 (de) | 1991-05-28 | 1992-05-27 | Optischer Isolator |
| CA002069684A CA2069684C (en) | 1991-05-28 | 1992-05-27 | Optical isolator |
| US07/889,469 US5278853A (en) | 1991-05-28 | 1992-05-27 | Optical isolator |
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|---|---|---|---|
| JP3152653A JPH0746177B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 光アイソレータ |
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|---|---|
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| JPH0746177B2 true JPH0746177B2 (ja) | 1995-05-17 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP3152653A Expired - Lifetime JPH0746177B2 (ja) | 1991-05-28 | 1991-05-28 | 光アイソレータ |
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