JPH0850259A - 光アイソレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光学素子に高い加工精度を必要とせず、しか
も光学素子の偏光面の調整が容易に行える光アイソレー
タを提供する。 【構成】 光アイソレータは、外周が方形の光学素子３
・５・６で構成されている。方形の光学素子３・５・６
は、外周が円形のホルダー２３・２５・２６に個別に保
持されている。半円筒シリンダ４１内に円形の各ホルダ
ー２３・２５・２６を回転可能に収納し、ホルダー２３
・２５・２６を回転して光学素子３・５・６の偏光面を
調整する。その後、半円筒状シリンダ４１に別な半円筒
状シリンダ４２を重ね合わせ円筒内に光アイソレータを
固設する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信路中の光学素子
の表面で反射して光源に戻ってくる反射光を遮断し、ノ
イズの発生を防止する光アイソレータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムや光計測器等では、レー
ザ光源から発振した伝送光が光通信路中の各種の光学素
子の入射面等で反射し、その反射光がレーザ光源まで達
することがある。反射光は光源の発光作用を乱し、しば
しばノイズを生じさせる。光アイソレータはこうした伝
送路中に設けられ、予定の伝送方向に進む光だけを透過
させ、光源方向に向かう反射光を選択的に遮断するもの
である。

【０００３】従来の光アイソレータの構造を図２に示
す。光アイソレータは入射側の光ファイバ１ａおよびレ
ンズ２ａと、出射側の光ファイバ１ｂおよびレンズ２ｂ
との間に設置される。光アイソレータ中の各光学素子
は、偏光分離合成素子３、ファラデー回転子４、波長板
６、偏光分離合成素子５の順に入射側から配置されてい
る。ファラデー回転子４は磁石２０に囲まれており、入
射した光の進行方向にかかわらず、偏光面を同一方向に
４５度回転させる。波長板６は入射した光の進行方向に
対して、偏光面を反時計回りに４５度回転させる。

【０００４】図２（Ａ）に示されるように、光ファイバ
１ａを出射した光３１は、レンズ２ａを介して偏光分離
合成素子３に入射する。光３１は偏光分離合成素子３を
通過すると常光線３１ａと異常光線３１ｂに分離する。
光３１ａ・３１ｂはファラデー回転子４に入射し、進行
方向に対してその偏光面が反時計回りにそれぞれ４５度
回転する。ファラデー回転子４を通過した光３１ａ・３
１ｂは波長板６に入射し、偏光面がさらに反時計回りに
４５度回転し、偏光分離合成素子５に入射する。光３１
ａ・３１ｂは偏光分離合成素子３を通過したときと比
べ、偏光面がそれぞれ９０度異なっている。このため偏
光分離合成素子５で光３１ａ・３１ｂは合波され、レン
ズ２ｂを介して光ファイバ１ｂに入射する。

【０００５】ほとんどの光３１が光ファイバ１ｂに入射
するが、図２（Ｂ）に示されるように、光ファイバ１ｂ
の端面等で反射した一部の光が逆方向から反射光３２と
して偏光分離合成素子５に入射する。反射光３２は偏光
分離合成素子５により、常光線３２ａと異常光線３２ｂ
に分離する。光３２ａ・３２ｂは波長板６に入射し、進
行方向に対してその偏光面が反時計回りに４５度回転す
る。波長板６を通過した光３２ａ・３２ｂはファラデー
回転子４に入射し、偏光面が時計回りに４５度回転す
る。常光線３２ａと異常光線３２ｂは偏光分離合成素子
５に入射したときと比べ、偏光面が変化していない。こ
のため光３２ａと光３２ｂは偏光分離合成素子３で合波
されず分離距離が拡大し、レンズ２ａで結合されること
がない。

【０００６】光アイソレータは前記のように反射光３２
を遮断して、ノイズの発生を防止する。光３１・３２の
光路を示す光アイソレータの光軸は、偏光分離合成素子
３・５や波長板６の偏光面と、ファラデー回転子４の回
転角度とで設定される。しかしながら偏光分離合成素子
３・５等の光学素子が方形の場合、偏光面を調整するた
め各光学素子を回転させるのは非常に困難である。さら
にファラデー回転子４の回転角度は正確に４５度でなけ
ればならず、回転角度を左右する厚み加工にもかなり高
い精度が求められる。したがって光アイソレータは比較
的簡単な構造であるが、光学素子に高い加工精度が要求
され高価なものになってしまう。

【０００７】光アイソレータ内の光軸を正確に設定する
手段として、偏光分離合成素子や波長板等の光学素子を
円柱状に加工する方法がある。特開平４−１０４２１８
号公報には、半円筒シリンダー内に、円柱状に加工した
光学素子を回転可能な状態で収納し、光軸を設定する方
法が記載されている。しかし、この方法では光学素子が
脆性であるため円柱に加工するのが難しく、実際に光軸
を正確に設定することはできなかった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の課題を
解決するためなされたもので、光学素子に高い加工精度
を必要とせず、しかも光学素子の偏光面の調整が容易に
行える光アイソレータを提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めになされた本発明の光アイソレータを図１により説明
する。同図に示されるように光アイソレータは、外周が
方形の光学素子３・５・６で構成されている。詳しく述
べると、外周が円形のホルダー２３・２５・２６で方形
の光学素子３・５・６が個別に保持されており、半円筒
シリンダ４１内に円形の各ホルダー２３・２５・２６を
回転可能に収納し、光学素子３・５・６の偏光面がホル
ダー２３・２５・２６の回転で調整されて固定され、半
円筒状シリンダ４１に別な半円筒状シリンダ４２が重ね
合わされて円筒内に固設されているものである。

【００１０】

【作用】外周が方形の光学素子３・５・６は円形のホル
ダー２３・２５・２６内にそれぞれ保持されている。円
形のホルダー２３・２５・２６は半円筒状シリンダ４１
内で容易に回転する。円形のホルダー２３・２５・２６
の回転により、光学素子３・５・６の偏光面が容易に調
整される。光学素子３・５・６の偏光面およびファラデ
ー回転子４の回転角度により、光アイソレータ内の光路
を示す光軸が設定される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。図
１は本発明を適用する光アイソレータの斜視図である。
半円筒シリンダ４１内の入射端には円形のホルダー２３
がはめ込まれ、出射端には円形のホルダー２５がはめ込
まれている。円形のホルダー２３は外周が方形の偏光分
離合成素子３を保持しており、円形のホルダー２５は外
周が方形の偏光分離合成素子５を保持している。半円筒
シリンダ４１内で、円形のホルダー２３と円形のホルダ
ー２５との間には円筒磁石２０、円形のホルダー２６が
入射側から順にはめ込まれている。円筒状磁石２０は外
周が方形のファラデー回転子４を保持しており、円形の
ホルダー２６は外周が方形の波長板６を保持している。
円形のホルダー２３・２５・２６を半円筒シリンダ４１
内で回転させて偏光分離合成素子３・５、波長板６の偏
光面を調整し、光アイソレータ内の光路を示す光軸が設
定される。その後、別の半円筒シリンダ４２が半円筒シ
リンダ４１に反対側から被せられ、円筒が形成されてい
る。

【００１２】光アイソレータの入射側の光ファイバ１ａ
からレンズ２ａを介して伝送光を発振する。伝送光は偏
光分離合成素子３で常光線と異常光線に分離される。進
行方向に対しそれぞれの光線の偏光面がファラデー回転
子４、波長板６で反時計回りに４５度づつ回転した後、
偏光分離合成素子５で合波され、レンズ２ｂを介して光
ファイバ１ｂに入射する。

【００１３】ほとんどの光が光ファイバ１ｂに入射する
が、一部の光が逆方向から反射光として偏光分離合成素
子５に入射する。反射光は偏光分離合成素子５で常光線
と異常光線に分離される。進行方向に対しそれぞれの光
線の偏光面が波長板６で反時計回りに４５度回転し、フ
ァラデー回転子４で時計回りに４５度回転する。偏光分
離合成素子３で２つの光は、分離距離が拡大してレンズ
２ａで結合されることがない。

【００１４】光アイソレータの具体的な光軸設定は以下
の通りである。先ず、平行ビームが得られるように光フ
ァイバ１ａとレンズ２ａとの光軸設定を行った。得られ
た平行ビーム径は約２００μｍであった。同様の調整を
光ファイバ１ｂとレンズ２ｂとでも行い、このレンズ２
ａ付き光ファイバ１ａと、レンズ２ｂ付き光ファイバ１
ｂとを対抗させた。光ファイバ１ａと光ファイバ１ｂと
の間を約１５ｍｍとし、この間に内径０．５ｍｍの半円
筒状シリンダ４１を配置した。半円筒状シリンダ４１の
円弧状の溝４５の両端に直径５ｍｍ、厚さ２ｍｍ円形の
ホルダー２３・２５をはめ込んだ。円形のホルダー２３
は内部に偏光分離合成素子３を保持しており光ファイバ
１ａ側に設置され、円形のホルダー２５は内部に偏光分
離合成素子５を保持しており光ファイバ１ｂ側に設置さ
れている。設置後、偏光分離合成素子３と、偏光分離合
成素子５との偏光面が９０度異なるように円形のホルダ
ー２３・２５を半円筒状シリンダ４１の溝に沿って回転
した。その後、円形のホルダー２３と円形のホルダー２
５との間に、ファラデー回転子４が内包されている円筒
状磁石２０、波長板６を保持している円形のホルダー２
６を挿入した。

【００１５】円形のホルダー２６は円形のホルダー２３
・２５と同一物である。偏光分離合成素子３・５は縦３
ｍｍ、横３ｍｍ、厚さ４ｍｍのルチル単結晶板であり、
波長板６は縦３ｍｍ、横３ｍｍ 厚さ０．０９ｍｍの水
晶板である。円筒状磁石２０は外径５ｍｍ、内径３ｍ
ｍ、厚さ１ｍｍのＳｍ−Ｃｏ（サマリウム−コバルト）
永久磁石であり、ファラデー回転子４は縦２ｍｍ、横２
ｍｍ、厚さ０．４ｍｍのＢｉ（ビスマス）置換磁性ガー
ネットである。

【００１６】光ファイバ１ａから出射する光量を光パワ
ーメーター（不図示）でモニターしながら、半円筒状シ
リンダ４１内で円形のホルダー２３・２５・２６および
円筒状磁石２０を回転させ光軸を設定した。光軸設定後
の光アイソレータの挿入損失は０．７５ｄＢ、アイソレ
ーション比は４５ｄＢとなった。円形のホルダー２３・
２５・２６および円筒状磁石２０を半円筒状シリンダ４
１に接合固定した後、半円筒状シリンダ４１に別の半円
筒状シリンダ４２を被せ、光アイソレータの組み立てお
よび光軸設定を完了させた。

【００１７】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、円形のホ
ルダーを半円筒状シリンダ内で回転させることで外周が
方形の光学素子の偏光面を調整することができ、光アイ
ソレータ内の光軸が容易に設定できる。光学素子を円柱
状に加工したりするような難しい加工技術や高い加工精
度が必要ないので、光アイソレータの製造コストを低く
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用する光アイソレータの斜視図であ
る。

【図２】従来の光アイソレータの斜視図である。

【符号の説明】

１ａ・１ｂは光ファイバ、２ａ・２ｂはレンズ、３・５
は偏光分離合成素子、４はファラデー回転子、６は波長
板、２０は永久磁石、２３・２５・２６円形のホルダ
ー、３１は入射光、３１ａ・３２ａは常光線、３１ｂ・
３２ｂは異常光線、３２は反射光、４１・４２は半円筒
状シリンダである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 外周が方形の光学素子で構成される光ア
   イソレータにおいて、外周が円形のホルダーで前記方形
   の光学素子が個別に保持されており、半円筒シリンダ内
   に前記円形の各ホルダーを回転可能に収納し光学素子の
   偏光面が該ホルダーの回転で調整されて固定され、前記
   半円筒状シリンダに別な半円筒状シリンダが重ね合わさ
   れて円筒内に固設されていることを特徴とする光アイソ
   レータ。