JPH0886978A - 光サーキュレータおよび光の制御方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高いアイソレーションを有するとともに高ビ
ットレート信号の伝送が可能な光サーキュレータおよび
光の制御方法を提供する。 【構成】 ファイバ１から入力された光は、ファイバ２
に出力される。ファイバ２から入力された光はファイバ
３に出力される。２１−１乃至２１−４はウォークオフ
偏光ビームスプリッタであり、各ポートＦ２，Ｆ３に結
合する光のアイソレーションを高めることができる。さ
らに、偏光補償板Ｈ１は、第１ポートＦ１から入力され
た光が伝搬しない経路上に配置されており、第２ポート
から入力された信号光が第３ポートＦ３に結合する際の
偏波分散を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光通信等に使用される
光サーキュレータに関し、特に、双方向通信やデータリ
ンク等に使用される光サーキュレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】光サーキュレータには、従来から４つの
入出力ポートを有する４ポート光サーキュレータや３つ
の入出力ポートを有する３ポート光サーキュレータが知
られている。従来から４つの入出力ポートを有する４ポ
ート光サーキュレータは、例えば、特公昭６０−４９８
８７号公報に記載されたものが知られている。しかしな
がら、４ポート光サーキュレータと３ポート光サーキュ
レータとは、当然のことながら、これらの発明を構成す
る要件が異なっており、従来は４ポート光サーキュレー
タと反射器とを用いて等価的に３ポート光サーキュレー
タを構成していた。しかしながら、このような等価的な
光サーキュレータは挿入損失が大きく実際の光通信にお
いては不利益点が多い。そこで、３ポート光サーキュレ
ータとして、特開平４−２１５２２号公報および特
開平５−３２３２３４号公報に記載されてた光サーキュ
レータが発明されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記
の公報に記載された光サーキュレータは、その発明の原
理上１／２波長板およびファラデ回転子を１枚用いてい
るが、このような構成においてはアイソレーションの波
長依存性および温度依存性が急俊である。また、上記
の公報に記載された光サーキュレータも、少ない部品点
数で光サーキュレータを構成するという面では優れた光
サーキュレータであるが、ファラデ回転子を１枚のみ用
いているので、アイソレーションの波長依存性や温度依
存性が急俊であるばかりでなく分岐した偏波に光路差が
生じているため、入力ポートから入力された光信号が出
力ポートに結合する際に偏波分散を生じる。このような
偏波分散および急俊な波長依存性は、次世代の光通信に
おける広波長域・高ビットレートの光信号の伝送には適
していない。そこで、本発明は、これらの問題に鑑みて
なされたものであり、広波長域の光信号を高ビットレー
トで伝送するとともに、これらの光信号が目的のポート
以外のポートに結合されずに高いアイソレーションを有
することが可能な全く新規な光サーキュレータを提供す
ることを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】以上の問題を解決するた
め、本発明は、第１ポートから入力された第１光を第２
ポートへ出力し、前記第２ポートから入力された第２光
を第３ポートに出力する光サーキュレータを対象とする
ものであり、第１および第２の偏光ビームスプリッタ、
第１乃至第４の複屈折材料、分波用複屈折材料、合分波
用複屈折材料および合波用複屈折材料を有している。

【０００５】第１の偏光ビームスプリッタは、第１ポー
トから入力された第１光のうちの常光線および異常光線
の進行方向を平行にして出力するように配置されるとも
に、平行に入力された常光線と異常光線とを合成して第
３ポートに出力するように配置される。

【０００６】第２の偏光ビームスプリッタは、第２ポー
トから入力された第２光のうちの常光線および異常光線
の進行方向を平行にして出力するように配置されるとも
に、平行に入力された常光線と異常光線とを合成して第
２ポートに出力するように配置される。

【０００７】分波用複屈折材料は、第１ポートと第１の
偏光ビームスプリッタとの間に配置され、第１ポートか
ら入力された第１光を常光線と異常光線とに分離して第
１の偏光ビームスプリッタへ出力する。

【０００８】合分波用複屈折材料は、第２ポートと第２
の偏光ビームスプリッタとの間に配置され、第２ポート
から入力された第２光を常光線と異常光線とに分離して
第２の偏光ビームスプリッタへ出力するとともに、第２
の偏光ビームスプリッタから入力された常光線および異
常光線を合成して第２ポートに出力する。

【０００９】合波用複屈折材料は、第３ポートと第１の
偏光ビームスプリッタとの間に配置され、第２の偏光ビ
ームスプリッタから入力された常光線および異常光線を
合成して前記第３ポートに出力する。

【００１０】光学部品は、第１の偏光ビームスプリッタ
と第２の偏光ビームスプリッタとの間に配置され、第１
の偏光ビームスプリッタから入力された第１光のうちの
常光線および異常光線に第１の変換を施してそれぞれを
異常光線および常光線として第２の偏光ビームスプリッ
タに出力するとともに、第２の偏光ビームスプリッタか
ら入力された第２光のうちの常光線および異常光線に第
２の変換を施してそれぞれを異常光線および常光線とし
て第１の偏光ビームスプリッタに出力する。ここで、偏
光補償板は、第１の偏光ビームスプリッタと合波用複屈
折材料との間に配置される。

【００１１】この光学部品は、第２の偏光ビームスプリ
ッタに対向した配置され、入射した偏光の方位を±４５
度回転させる第１の非相反旋光素子と、第１の非相反旋
光素子と第１の偏光ビームスプリッタとの間に配置さ
れ、入射した偏光の方位を±４５度回転させる第２の非
相反旋光素子と、第２の非相反旋光素子と第１の非相反
旋光素子との間に配置され、入射した偏光の方位を±４
５度回転させる第３の非相反旋光素子と、第３の非相反
旋光素子と第２の非相反旋光素子との間に配置され、入
射した偏光の方位を４５度回転させる相反旋光素子と、
入射した光のうち常光線は直進させ、異常光線は屈折さ
せて出射する第１の複屈折材料と、入射した光のうち常
光線は直進させ、異常光線は屈折させて出射する第２の
複屈折材料と、入射した光のうち常光線は直進させ、異
常光線は屈折させて出射する第３の複屈折材料と、入射
した光のうち常光線は直進させ、異常光線は屈折させて
出射する第４の複屈折材料とを備えている。

【００１２】第３の複屈折材料は、第２の非相反旋光素
子と第３の非相反旋光素子との間であって、第１光のう
ちの一方の偏光の伝搬経路上であり、且つ、この第３の
複屈折材料の固有偏光の方位が第１光のうちの他方の偏
光の方位にほぼ一致するように配置されている。

【００１３】第４の複屈折材料は、第２の非相反旋光素
子と第３の非相反旋光素子との間であって、第１光のう
ちの他方の偏光の伝搬経路上であり、且つ、この第４の
複屈折材料の固有偏光の方位が第１光のうちの一方の偏
光の方位にほぼ一致するように配置されている。

【００１４】第１の複屈折材料は、第１の非相反旋光素
子と第３の非相反旋光素子との間であって、合分波用複
屈折材料および第１の非相反旋光素子を介してこの第１
の複屈折材料に入射される第２光のうちの一方の偏光の
伝搬経路上であり、且つ、この第１の複屈折材料の固有
偏光の方位が第２光のうちの一方の偏光の方位、およ
び、第１光のうちの一方の偏光の方位にほぼ一致するよ
うに配置されている。

【００１５】第２の複屈折材料は、第１の非相反旋光素
子と第３の非相反旋光素子との間であって、合分波用複
屈折材料および第１の非相反旋光素子を介してこの第２
の複屈折材料に入射される第２光のうちの他方の偏光の
伝搬経路上であり、且つ、この第２の複屈折材料の固有
偏光の方位が第２光のうちの他方の偏光の方位、およ
び、第１光のうちの他方の偏光の方位にほぼ一致するよ
うに配置される。

【００１６】本発明の光サーキュレータは、これらの分
波用複屈折材料、合分波用複屈折材料、合波用複屈折材
料、第１の複屈折材料、第２の複屈折材料、第３の複屈
折材料および第４の複屈折材料は、同一材料からなる平
板であり、第１乃至第４の複屈折材料それぞれの厚み
と、分波用複屈折材料、合分波用複屈折材料、合波用複
屈折材料それぞれの厚みとの比を√２対１とすることを
特徴とする。

【００１７】本発明は、このような光サーキュレータを
用いた光の制御方法をも対象とするものであって、第１
ポートから入力された第１光を空間的に常光線と異常光
線とに分離したのち、これらの常光線および異常光線の
偏光面を第２非相反旋光素子、相反旋光素子、第３非相
反旋光素子および第１非相反旋光素子を順次通過させた
後、合波し、第２ポートに出力するとともに、第２ポー
トから入力された第２光を空間的に常光線と異常光線と
に分離したのち、これらの常光線および異常光線の偏光
面を第１非相反旋光素子、第３非相反旋光素子、相反旋
光素子および第２非相反旋光素子を順次通過させた後、
合波し、第３のポートに出力する光の制御方法を対象と
するものであり、第１光の伝搬しない経路上に複屈折材
料を配置し、第２光を空間的に常光線と異常光線とに分
離した後にこの複屈折材料中におけるこれら常光線と異
常光線との伝搬速度の差を利用して、この空間的な分離
によるこれらの常光線と異常光線との光路差を補正する
ことにより、第２および第３ポートへ出力される光の偏
波分散を抑えることを特徴とする。

【００１８】本発明に係るこのような光サーキュレータ
は、第１ポートから入力された第１光を常光線と異常光
線とに分離する第１の手段と、第２ポートから入力され
た第２光を常光線と異常光線とに分離する第２の手段
と、第１ポートから入力された常光線および異常光線に
第１の変換を施してそれぞれを異常光線および常光線と
して第２手段を介して第２ポートに出力するとともに、
第２ポートから入力された常光線および異常光線に第２
の変換を施してそれぞれを常光線および異常光線として
第３ポートに出力する第３の手段と、第３の手段と第３
ポートとの間を伝搬する光の経路上に配置され、透過す
る常光線と異常光線とに位相差または光路差を与える第
４の手段とを備える。

【００１９】詳説すれば、前記の第１の手段（Ｄ１，２
１−６）を通過することにより、常光線と異常光線との
間には位相差（φ）または光路差が生じる。また、第１
光は第２の手段（Ｄ２，２１−７）を通過する際に常光
線と異常光線との間には位相差（φ）または光路差が生
じる。第１光は第３の手段（１９−１〜３，２０，２１
−１〜４）により第１の変換を施されて常光線（Ｊ）
（第１ビーム）は異常光線（Ｉ）に、異常光線（Ｉ）
（第２ビーム）は常光線（Ｊ）に変換されているので、
第１および第２の手段を通過することにより第１光の常
光線と異常光線との間（第１ビームと第２ビームとの
間）に生じた位相差はφ−φ＝０である。

【００２０】一方、第２光は、第３の手段により第２の
変換を施されて常光線（Ｊ）（第３ビーム）は常光線
（Ｊ）に、異常光線（Ｉ）（第４ビーム）は異常光線
（Ｉ）に変換されているので、第２の手段を通過するこ
とにより第２光の第３ビームと第４ビームとの間に生じ
る位相差はφである。また、第２光が第４の手段を通過
することにより、第３ビームと第４ビームとの間に−φ
の位相差が与えるので、而して、第３ポートに結合する
第２光の常光線と異常光線との位相差はφ−φ＝０とな
る。なお、第２光を合波して第３のポートに入力する場
合には、第３ポートと第４の手段との間に、入力された
常光線と異常光線とを合成する第５の手段を配置すれば
よいが、この第５の手段を用いた場合には、第５の手段
である複屈折材料を第２光が透過する際に位相差（φ）
または光路差が生じるので、第４の手段はこの位相差
（φ）を考慮して、第４の手段において第２光の常光線
と異常光線との間に−２φの位相差を与えるようにすれ
ばよい。

【００２１】なお、第３の手段においてこれらのビーム
間に位相差が生じるようであれば、第４の手段において
はこの位相差分も考慮しておく。すなわち、第４の手段
で補償する位相差φもくは２φは、第２の手段と第３の
手段とで生じた位相差の和もしくはこの和に第５の手段
で生じた位相差を加えた和である必要があるが、第３の
手段で生じた位相差が要求される偏波分散に対して無視
できるようであればこの位相差を考慮する必要はない。

【００２２】

【作用】本発明の光サーキュレータによれば、例えば、
化合物半導体レーザから出射された１．３μｍまたは
１．５５μｍの波長を有するコヒーレントな直線偏光を
第１または２ポートから入射させる。第１または第２ポ
ートから入射されたこれらの光は高いアイソレーション
を有してそれぞれ第２または第３ポートに出力される。
以下、第１ポートからこの光（第１光）が入力された場
合の光サーキュレータ内における光の伝搬について説明
する。

【００２３】第１ポートから入射された第１光は、ま
ず、分波用複屈折材料を透過する。分波用複屈折材料
は、入射した光を空間的に常光線と異常光線とに分離し
て出射する。これらの常光線と異常光線とは共に第１の
偏光ビームスプリッタに入射される。第１の偏光ビーム
スプリッタは、好ましくは、入射するこれらの光に対し
て４５度の角度を持って配置された常光線と異常光線と
の透過選択性を有する偏光分離膜などの第１面と、この
第１面に平行に配置された第１反射膜とを有しているこ
とが望ましい。第１の偏光ビームスプリッタの第１面の
表面から入射された常光線は、偏光分離膜などから構成
される第１面により反射されるが、第１面の表面から入
射した異常光線は、第１面を透過してこの第１面のに平
行に配置された第１反射膜で全反射される。したがっ
て、第１偏光ビームスプリッタからは、これらの常光線
および異常光線が平行に出射される。

【００２４】このようにして、第１の偏光ビームスプリ
ッタを透過した光は、第２の非相反旋光素子に入射され
る。ここで非相反旋光素子とは例えばファラデ回転子の
ことである。光の進行方向に対して時計回りを正とする
と、第２の非相反旋光素子は、入射したこれら光の偏波
面をほぼ−４５度回転（偏光の方位を−４５度回転）さ
せて出射する。出射されたこれらの−４５度回転常光線
および−４５回転異常光線はそれぞれ第４の複屈折材料
および第３の複屈折材料に入射する。−４５度回転常光
線および−４５回転異常光は、第４および第３の複屈折
材料に対する常光であるので、これらの光はウォークオ
フされずに出射される。そして、第４および第３の複屈
折材料から出射された光は、相反旋光素子に入力されて
そおん偏波面が＋４５度回転させられた後、第３の非相
反旋光素子に入射されその偏波面が−４５度回転されて
出射される。

【００２５】ここで、相反旋光素子とは例えばルチル結
晶などから構成される１／２波長板のことである。した
がって、これらの相反旋光素子および第３の非相反旋光
素子の組からなる非相反旋光素子を透過することによ
り、各偏光の偏波面は回転させられないことになる。

【００２６】この第３の非相反旋光素子を透過した第１
光（−４５度回転常光線、−４５度回転異常光線）は、
ともに第２および第１の複屈折材料に対する異常光であ
るので、これらの光は第１および第１の複屈折材料を透
過することによりウォークオフされて出射され、第１の
非相反旋光素子に入射される。第１の非相反旋光素子に
入射された光はその偏光の方位がほぼ−４５度回転させ
られて出射される。これらの第１の非相反旋光素子から
出射された光は第２の偏光ビームスプリッタに入射され
る。第２の偏光ビームスプリッタは、例えば、常光線を
反射するとともに異常光線を透過させる第２面を有して
いるので、この第２面に平行な全反射ミラーなどの第２
反射面によりこれらの光のうちの一方の進行方向を変え
れば、これらの光は平行光線として合分波用複屈折材料
に入射される。合分波用複屈折材料では入射した異常光
線と常光線とを合波して第２ポート方向へ出射する。し
たがって、第１ポートから入射した光は第２ポートに結
合する。また、第１光が通過するべき分波用複屈折材料
を合分波用複屈折材料同じ材料で構成するとともに、こ
れらの厚みを等しくすれば、第３の手段において、第１
光のうちの常光線は異常光線に変換され、異常光線は常
光線に変換されるので、この分波用複屈折材料において
生じた位相差と合分波用複屈折材料において生じた位相
差を等しくすることができ、したがって、分離されたこ
れら２つの光の位相差を補償して第２ポートに結合され
る光の偏波分散を抑制することができる。

【００２７】一方、第２ポートから入射された第２光
は、この合分波用複屈折材料を透過することにより常光
線と異常光線とに空間的に分離された後、これらの常光
線と異常光線とが共に前記第２の偏光ビームスプリッタ
の第２面の表面側から入射して第１の非相反旋光素子に
入射される。第２の偏光ビームスプリッタの第２面は入
射した常光線は反射し、異常光線は透過するので、これ
らの光はその進行方向が変更され、これらの光は平行に
第１の非相反旋光素子に入力される。第１の非相反旋光
素子は、常光線および異常光線の偏波面を＋４５度回転
させて出力する。これらの＋４５度回転常光線および＋
４５度回転異常光線はそれぞれこれらの光を常光とする
第１および第２の複屈折材料に入射され、ウォークオフ
することなく第３の非相反旋光素子および相反旋光素子
に入力される。

【００２８】これらの＋４５度回転常光線および＋４５
度回転異常光線は、第３の非相反旋光素子および相反旋
光素子を順に透過するので、これらの第３の非相反旋光
素子および相反旋光素子を透過することにより結果的に
はこれらの光の偏波面は＋９０度回転させられて、それ
ぞれ＋４５度回転異常光線および＋４５度回転常光線と
して出射される。これらの＋４５度回転異常光線および
＋４５度回転常光線は、それぞれこれらの光を常光とす
る第３および第４の複屈折材料に入射するので、これら
の光はウォークオフされずに第２の非相反旋光素子に入
力される。これらの光は、第２の非相反旋光素子におい
てその偏波面が＋４５度回転させられて、第１の偏光ビ
ームスプリッタに入力される。第１の偏光ビームスプリ
ッタからはこれらの光が平行光として出力され、これら
の光は合波用複屈折材料を透過することにより合成され
て第３ポートに結合される。ここで、偏光補償板は、第
１の偏光ビームスプリッタと合波用複屈折材料との間に
配置されており、合分波用複屈折材料および合波用複屈
折材料で生じた常光線と異常光線との間の位相差を補償
し、以て、第３ポートに結合する光の偏波分散を抑える
ことができる。

【００２９】また、本発明では１つの相反旋光素子と３
つの非相反旋光素子を用いて光サーキュレータを構成し
ているので、入力される光の波長依存性を抑制すること
ができる。さらに、ウォークオフ偏光ビームスプリッタ
などの第１〜第４の複屈折材料を用いることにより目的
外のポートに結合する光の量を低減することができ、高
いアイソレーションを達成することができる。第１乃至
第４の複屈折材料それぞれの厚みと、分波用複屈折材
料、合分波用複屈折材料、合波用複屈折材料とのそれぞ
れの厚みの比を√２対１とすれば、各ポートから入力さ
れた光を効率良く他の各ポートに結合させることができ
る。

【００３０】

【実施例】以下、本発明の光サーキュレータの実施例に
ついて説明する。なお、以下の説明において、同一要素
には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略す
ることとする。

【００３１】図１は、本発明の実施例に係る光サーキュ
レータの構造を示す図である。この光サーキュレータ
は、第１ポートである第１ファイバ（Ｆ１）から入力さ
れた第１光を第２ポートである第２ファイバ（Ｆ２）へ
出力し、第２ファイバ（Ｆ２）から入力された第２光を
第３ポートである第３ファイバ（Ｆ３）に出力する光サ
ーキュレータである。

【００３２】本実施例の光サーキュレータは、第１の偏
光ビームスプリッタ（Ｄ１）、第２の偏光ビームスプリ
ッタ（Ｄ２）、第１乃至第４の複屈折材料（２１−１〜
２１−４）、分波用複屈折材料（２１−６）、合分波用
複屈折材料（２１−７）および合波用複屈折材料（２１
−８）を有している。

【００３３】分波用複屈折材料（２１−６）は、第１ポ
ート（Ｆ１）に対向した位置に配置されている。第１ポ
ート（Ｆ１）と分波用複屈折材料（２１−６）との間に
は球レンズ（Ｌ１）が配置されており、第１ポート（Ｆ
１）から入力された第１光は、この球レンズ（Ｌ１）を
透過することにより平行光とされて分波用複屈折材料
（２１−６）に入力される。分波用複屈折材料（２１−
６）に入力された第１光は、常光線（Ｊ）と異常光線
（Ｉ）とに分離される。

【００３４】この分波用複屈折材料（２１−６）を透過
したこれらの常光線（Ｊ）および異常光線（Ｉ）は、第
１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）に入射される。第１
の偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）は、第１ポート（Ｆ
１）から入力された第１光のうちの常光線および異常光
線の進行方向を平行にして出力するように配置されると
もに、平行に入力された常光線と異常光線とを合成して
第３ポート（Ｆ３）に出力するように配置されている。

【００３５】第１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）は、
第１ポート（Ｆ１）から入射するこれらの光に対して４
５度の角度を持って配置された第１面である偏光分離膜
（１１１２）を備えている。この偏光分離膜（１１１
２）は、常光線は反射し、異常光線は透過させる。この
偏光分離膜（１１１２）は、断面直角三角形のプリズム
（Ｄ１２）の斜辺に配置されている。断面平行四辺形の
プリズム（Ｄ１１）が、偏光分離膜（１１１２）を挟ん
で直角三角形のプリズム（Ｄ１２）の斜辺に対向して配
置されている。この平行四辺形のプリズム（Ｄ１１）は
偏光分離膜（１１１２）と平行な第１反射面（Ｍ１）を
有している。

【００３６】分波用複屈折材料（２１−６）を介してこ
の偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）の第１面の表面から入
射された常光線（Ｊ）および異常光線は、その進行方向
が＋９０度曲げられて平行に出射される。詳説すれば、
偏光分離膜（１１１２）の表面から入射された常光線
は、偏光分離膜（１１１２）により反射されるが、第１
面（１１１２）の表面から入射した異常光線は、第１面
（１１１２）を透過してこの第１面（１１１２）のに平
行に配置された反射面（Ｍ１）で全反射される。したが
って、第１偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）からは、これ
らの常光線（Ｊ）および異常光線（１）が平行に出射さ
れる。なお、この偏光ビームスプリッタの構成としては
特公昭６０−４９８８７号公報の第５図に記載された構
造の偏光ビームスプリッタを用いてもよい。

【００３７】第２ポートである第２ファイバ（Ｆ２）と
第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）との組み合わせ
は、第１ポート（Ｆ１）と第１の偏光ビームスプリッタ
（Ｄ１）との組み合わせと同様である。以下、詳説す
る。

【００３８】合分波用複屈折材料（２１−７）は、第２
ポート（Ｆ２）に対向した位置に配置されている。第２
ポート（Ｆ２）と合分波用複屈折材料（２１−７）との
間には球レンズ（Ｌ２）が配置されており、第２ポート
（Ｆ２）から入力された第２光は、この球レンズ（Ｌ
２）を透過することにより平行光とされて合分波用複屈
折材料（２１−７）に入力される。合分波用複屈折材料
（２１−７）に入力された第２光は、常光線（Ｊ）と異
常光線（Ｉ）とに分離される。

【００３９】この合分波用複屈折材料（２１−７）を透
過したこれらの常光線（Ｊ）および異常光線（Ｉ）は、
第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）に入射される。第
２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）は、第２ポート（Ｆ
２）から入力された第２光のうちの常光線および異常光
線の進行方向を平行にして出力するように配置される。

【００４０】第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）は、
第２ポート（Ｆ１）から入射するこれらの光に対して４
５度の角度を持って配置された第２面である偏光分離膜
（２１２２）を備えている。この偏光分離膜（２１２
２）は、常光線は反射し、異常光線は透過させる。この
偏光分離膜（２１２２）は、断面直角三角形のプリズム
（Ｄ２２）の斜辺に配置されている。断面平行四辺形の
プリズム（Ｄ２１）が、偏光分離膜（２１２２）を挟ん
で直角三角形のプリズム（Ｄ２２）の斜辺に対向して配
置されている。この平行四辺形のプリズム（Ｄ２１）は
偏光分離膜（２１２２）と平行な第２反射面（Ｍ２）を
有している。

【００４１】合分波用複屈折材料（２１−７）を介して
この第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）の第２面（２
１２２）の表面から入射された常光線（Ｊ）および異常
光線は、その進行方向が＋９０度曲げられて平行に出射
される。詳説すれば、偏光分離膜（２１２２）の表面か
ら入射された常光線は、偏光分離膜（２１２２）により
反射されるが、第２面（２１２２）の表面から入射した
異常光線は、第２面（２１２２）を透過してこの第１面
（２１２２）に平行に配置された反射面（Ｍ２）で全反
射される。したがって、第２偏光ビームスプリッタ（Ｄ
２）からは、これらの常光線（Ｊ）および異常光線
（１）が平行に出射される。

【００４２】符号（２１−１〜２１−４，１９−１〜１
９−３，２０）で示される光学部品は、第１の偏光ビー
ムスプリッタ（Ｄ１）と第２の偏光ビームスプリッタ
（Ｄ２）との間に配置されている。これらの光学部品
は、第１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）から入力され
た第１光のうちの常光線および異常光線に第１の変換を
施してそれぞれを異常光線および常光線として第２の偏
光ビームスプリッタ（Ｄ２）に出力するとともに、第２
の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）から入力された第２光
のうちの常光線および異常光線に第２の変換を施してそ
れぞれを異常光線および常光線として第１の偏光ビーム
スプリッタ（Ｄ１）に出力する。

【００４３】詳説すれば、この光学部品は第１の非相反
旋光素子（１９−１）、第２の非相反旋光素子（１９−
２）、第３の非相反旋光素子（１９−３）、相反旋光素
子（２０）および第１〜第４の複屈折材料（２１−１〜
２１−４）から構成されている。

【００４４】第１の非相反旋光素子（１９−１）である
第１ファラデ回転子は、第２の偏光ビームスプリッタ
（Ｄ２）に対向した配置されており、入射した偏光の方
位を±４５度回転させる。第２の非相反旋光素子（１９
−２）である第２ファラデ回転子は、第１の非相反旋光
素子（１９−１）と第１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ
１）との間に配置されており、入射した偏光の方位を±
４５度回転させる。第３の非相反旋光素子（１９−３）
である第３ファラデ回転子は、第２の非相反旋光素子
（１９−２）と第１の非相反旋光素子（１９−１）との
間に配置され、入射した偏光の方位を±４５度回転させ
る。相反旋光素子（２０）である１／２波長板は、第３
の非相反旋光素子（１９−３）と第２の非相反旋光素子
（１９−２）との間に配置され、入射した偏光の方位を
４５度回転させる。ここで、第３の非相反旋光素子（１
９−３）と相反旋光素子（２０）との組み合わせから構
成される非相反旋光素子は、第３の非相反旋光素子（１
９−３）から非相反旋光素子（２０）方向に透過すう偏
光の偏波面を９０度回転させ、相反旋光素子（２０）か
ら非相反旋光素子（１９−１）方向に透過する偏光の偏
波面は結果的に回転させない。そして、これらのファラ
デ回転子（１９−１〜１９−３）は、この光サーキュレ
ータを取り囲むように配置された円筒形磁石（ＭＧ）に
より形成される磁場内に配置されている。

【００４５】第１〜第４の複屈折材料（２１−１〜２１
−４）は、入射した光のうち常光線は直進させ、異常光
線は屈折させて出射する複屈折材料であり、ウォークオ
フ偏光ビームスプリッタで構成されている。なお、第１
の複屈折材料（２１−１）と第２の複屈折材料（２１−
２）は、その結晶軸が直交しており、また、第３の複屈
折材料（２１−３）と第４の複屈折材料（２１−４）
も、その結晶軸が直交している。

【００４６】第３の複屈折材料（２１−３）は、第２の
非相反旋光素子（１９−２）と相反旋光素子（２０）と
の間に配置されている。同様に、第４の複屈折材料（２
１−４）も、第２の非相反旋光素子（１９−２）と第３
の非相反旋光素子（１９−３）との間に配置されてい
る。第３の複屈折材料（２１−３）は、第１ポート（Ｆ
１）から入力された第１光のうちの一方の偏光の伝搬経
路上に配置されている、第１光は、第１の偏光ビームス
プリッタ（Ｄ１）および第２の非相反旋光素子（１９−
２）を透過することにより、その−４５度回転異常光線
（Ｉ´）および−４５度回転常光線（Ｊ´）に分離され
て平行に出射される。

【００４７】第３の複屈折材料（２１−３）は、この−
４５度回転異常光線（Ｉ´）が伝搬する経路上に配置さ
れるが、第３の複屈折材料（２１−３）の固有偏光の方
位は、−４５度回転常光線（Ｊ´）の偏光の方位にほぼ
一致するように配置されている。したがって、この第３
の複屈折材料（２１−３）に入射した−４５度回転異常
光線（Ｉ´）は、この第３の複屈折材料（２１−３）に
対する常光であるので、この−４５度回転異常光線（Ｉ
´）がウォークオフされることはない。

【００４８】第４の複屈折材料（２１−４）は、第１光
のうちの−４５度回転常光線（Ｊ´）が伝搬する経路上
に配置されるが、第４の複屈折材料（２１−４）の固有
偏光の方位は、−４５度回転異常光線（Ｉ´）の偏光の
方位にほぼ一致するように配置されている。したがっ
て、この第４の複屈折材料（２１−４）に入射した−４
５度回転常光線（Ｊ´）は、この第４の複屈折材料（２
１−４）に対する常光であるので、この−４５度回転常
光線（Ｊ´）がウォークオフされることはない。

【００４９】第１の複屈折材料（２１−１）は、第１の
非相反旋光素子（２１−１）と第３の非相反旋光素子
（２１−１）との間に配置されている。第２ポート（Ｆ
２）から入射された第２光は合分波用複屈折材料および
第１の非相反旋光素子（１９−１）を透過することによ
り、＋４５度回転常光線（Ｊ´）および＋４５回転異常
光線（Ｉ´）とに分離されて平行に出射される。第１の
複屈折材料（２１−１）は、この＋４５度回転常光線
（Ｊ´）の伝搬する経路上に配置されているが、第１の
複屈折材料（２１−１）の固有偏光の方位は、第２光の
うちの＋４５度回転常光線（Ｊ´）の方位にほぼ一致し
ている。また、この第１の複屈折材料（２１−１）の固
有偏光の方位は、第１ポート（Ｆ１）から入力される第
１光のうちの一方の偏光の方位である−４５度回転常光
線（Ｊ´）の方位にほぼ一致するように配置されてい
る。

【００５０】第２の複屈折材料（２１−２）は、第１の
非相反旋光素子（１９−１）と第３の非相反旋光素子
（１９−３）との間に配置されている。

【００５１】第２の複屈折材料（２１−２）は、合分波
用複屈折材料（２１−７）および第１の非相反旋光素子
（１９−１）を介してこの第２の複屈折材料（２１−
２）に入射される＋４５度回転異常光線（Ｉ´）の伝搬
する経路上に配置されているが、第２の複屈折材料（２
１−２）の固有偏光の方位は、第２光のうちの＋４５度
回転異常光線（Ｉ´）の方位にほぼ一致している。ま
た、この第２の複屈折材料（２１−２）の固有偏光の方
位は、第１ポート（Ｆ１）から入力される第１光のうち
の他方の偏光の方位である−４５度回転異常光線（Ｉ
´）の方位にほぼ一致するように配置されている。

【００５２】偏光補償板（Ｈ１）は、第１の偏光ビーム
スプリッタ（Ｄ１）と合波用複屈折材料（２１−８）と
の間に配置されている。偏光補償板（Ｈ１）は、光学軸
が入射する常光線および異常光線に対して直交している
ので、これらの常光線および異常光線はその進行方向が
変更されることなく、合波用複屈折材料（２１−８）に
平行に出射される。合波用複屈折材料（２１−８）は、
第３ポート（Ｆ３）に対向して配置されており、合波用
複屈折材料（２１−８）と第３ファイバ（Ｆ３）との間
には第３の球レンズ（Ｌ３）が配置されている。合波用
複屈折材料（２１−８）から第３の球レンズ（Ｌ３）に
入力された光は、第３ファイバ（Ｆ３）の端面に集束さ
れてこのファイバ（Ｆ３）に結合される。

【００５３】第１〜第３のポートを構成するファイバ
（Ｆ１〜Ｆ３）は、シングルモード光ファイバであり、
球レンズ（Ｌ１〜Ｌ３）の直径は２．０ｍｍである。第
１〜第４の複屈折材料（２１−１〜２１−４）および分
波用複屈折材料（２１−６）、合分波用複屈折材料（２
１−７）、合波用複屈折材料（２１−８）は、これらを
透過する光の方向をその厚み方向とすると、厚さ１．０
０ｍｍのルチル結晶平板である。第１乃至第４の複屈折
材料（２１−１〜２１−４）それぞれの厚みは１．４１
ｍｍである。また、偏光補償板（Ｈ１）は、厚みが２．
０ｍｍのルチル結晶平板である。相反旋光素子である１
／２波長板（２０）の厚みは０．０９ｍｍであり、円筒
形磁石（ＭＧ）の外径は７．０ｍｍであり、長さは７．
０ｍｍである。すなわち、これらの分波用複屈折材料
（２１−６）、合分波用複屈折材料（２１−７）、合波
用複屈折材料（２１−８）、第１の複屈折材料（２１−
１）、第２の複屈折材料（２１−２）、第３の複屈折材
料（２１−３）および第４の複屈折材料（２１−４）
は、同一材料からなる平板であり、第１乃至第４の複屈
折材料（２１−１〜２１−４）それぞれの厚みと、分波
用複屈折材料（２１−６）、合分波用複屈折材料（２１
−７）、合波用複屈折材料（２１−８）それぞれの厚み
との比は、√２対１である。これらの厚みの比率を√２
対１に設定することにより、各ポートに効率よく光を結
合させるとともに、各ポートに結合するの光アイソレー
ションを高めることができる。

【００５４】このような光サーキュレータは、それぞれ
の光学部品を、例えば、図２に示すようなシリコン基板
ＳＩ上に実装することができる。光サーキュレータを実
装した光サーキュレータ基板ＣＩは、通常の（００１）
Ｓｉウエハをダイシングによって矩形に切断した後、エ
ッチングによって各光学部品を固定するための穴を形成
し、同図に示すように、これらの穴に各光学部品（１９
−１〜１９−３，２１−１〜２１−８，Ｈ１，２０，Ｄ
１，Ｄ２，Ｌ１〜Ｌ３）を嵌め込んで固定する。例え
ば、第１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）は穴（Ｄ１
´）に嵌め込んで固定する。この穴（Ｄ１´）による一
光学部品たる偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）の固定が十
分でないときは、この穴（Ｄ１´）内にエポキシ樹脂や
液晶ポリマーなどの樹脂を流し込んで固定すればよい。
このような樹脂としては、熱硬化性の樹脂であってもよ
いし、紫外線等を照射することによって硬化する光硬化
性の樹脂であってもよい。ただし、光硬化性の樹脂を用
いた場合には、この光サーキュレータを構成するファラ
デ回転子などを加熱することがないので、これらの精巧
な素子の劣化を防止することができる。

【００５５】同図の光学部品の形成されている面ＳＦ
は、シリコン基板ＳＩを構成するシリコン結晶の（００
１）面である。したがって、この面ＳＦに垂直な２面で
あって、それぞれが直交する２面は（１００）面と（０
１０）面である。シリコン基板ＳＩは矩形（方形）であ
るが、この矩形を形成する４辺は（１００）面と（０１
０）面に平行であり、（１００）面と（０１０）面は、
シリコンウエハの劈解製を利用して形成される（００
１）シリコンウエハの劈解面である。

【００５６】本発明は、次世代の光通信に対応しておこ
なわれる高ビートレートの光信号を伝送する際の偏波分
散の影響までを考慮してなされた光サーキュレータであ
る。したがって、このような高精度の光サーキュレータ
を構成する各光学部品には高精度の位置決めが要求され
る。単結晶シリコンは、シリコン原子が碁盤の目のよう
に格子状に並んだものであり、この結晶の配列秩序を利
用すれば高精度な位置決めを行うことができる。

【００５７】光ファイバ（Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３）は、シリ
コン基板を（００１）表面からエッチングすることによ
り形成されたＶ溝（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）にそれぞれ固定
される。Ｖ溝（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）の深さ方向のＶの字
は、シリコン基板のエッチングの選択性を利用して形成
することができる。しかも、このＶ溝（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ
３）の長手方向は、結晶の［００１］方向または［０１
０］方向であり、結晶の劈解性を利用してダイシングに
より形成された面がこれらの方向に平行であるので、こ
の劈解面である（１００）面および（０１０）面を基準
としてＶ溝（Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３）を形成すればよい。ま
た、各光学部品を固定するための穴もシリコン結晶の方
位を利用して高い精度で加工することができる。なお、
（１１１）シリコンウエハも（００１）シリコンウエハ
と同様にサーキュレータの固定基板に用いることができ
る。ここで、パッケージＰＫは、遮光性部材から構成さ
れており、このパッケージＰＫ外部からの外乱光が内部
に侵入しないようにしてある。特に、この遮光性部材た
るパッケージＰＫは、この光サーキュレータに入射され
る信号光の波長よりも短波長の光を遮光する遮光性部材
から構成されている。

【００５８】この光サーキュレータ基板（ＣＩ）は、例
えば、図３に示すようなパッケージに収納することとし
てもよい。この光サーキュレータ装置は、図示の如く、
パッケージ（ＰＫ）内に収納された光サーキュレータ基
板（ＣＩ）、パッケージ（ＰＫ）の内壁に形成された円
筒形磁石固定用の穴（ＰＫ３）に嵌め込まれた円筒形磁
石（ＭＧ）、光サーキュレータ基板ＣＩを固定するため
の固定部材ＰＫ１，ＰＫ２、および、それぞれのファイ
バ（Ｆ１，Ｆ３）を固定するための円筒形の部材（Ｆ１
´，Ｆ３´）を備えている。ファイバ（Ｆ１，Ｆ３）
は、円筒形であって中空の部材（Ｆ１´，Ｆ３´）の貫
通孔内に接着剤によって固定することとしてもよいし、
また、ファイバ（Ｆ１，Ｆ３）の外周に部材（Ｆ１´，
Ｆ３´）の内壁面と嵌まり合う形状の部材を固定し、部
材（Ｆ１´，Ｆ３´）にこの嵌まり合う形状の部材を嵌
め合わせて固定することとしてもよい。

【００５９】本光サーキュレータ装置は、パッケージ
（ＰＫ）の内壁に形成された渦状のＶ溝にエルビウム添
加ファイバ（ＥＤＦ）が嵌め込まれている。エルビウム
添加ファイバ（ＥＤＦ）の一端には反射鏡（ＭＲ）が固
定されており、他端には光合分波器（ＷＤＭ）が接続さ
れている。光合分波器（ＷＤＭ）には、第２ファイバ
（Ｆ１）および励起光導入用のファイバ（ＦＰ）が接続
されている。したがって、第１ファイバ（Ｆ１）から信
号光を入力するとともに、ファイバ（ＦＰ）から励起光
を導入すれば、この信号光はエルビウム添加ファイバ
（ＥＤＦ）内で増幅されて、反射鏡（ＭＲ）で反射され
て、この反射光が第２ファイバ（Ｆ１）から光サーキュ
レータ基板（ＣＩ）内に導入される。第２ファイバ（Ｆ
１）から入力された反射光は第３ファイバ（Ｆ３）から
出力される。すなわち、第１ポート（Ｆ１）から入力さ
れた信号光は、増幅されて第３ポート（Ｆ３）から出力
される。

【００６０】（光サーキュレータの動作）次に、このサ
ーキュレータの動作について説明する。

【００６１】まず、図４および図５を参照しつつ、この
サーキュレータの第１ポート（Ｆ１）から第１光を入力
した場合について説明する。第１ポート（Ｆ１）から入
力された光は、まず、分波用複屈折材料（２１−６）を
透過することによって常光線（Ｊ）と異常光線（Ｉ）に
分離される。次に、これらの光は第１のビームスプリッ
タ（Ｄ１）に入力される。第１のビームスプリッタ（Ｄ
１）には、これらの光の入射方向に対してほぼ４５度の
角度を有して配置された偏光分離膜（１１１２）が配置
されているので、異常光線（Ｉ）は偏光分離膜（１１１
２）を透過するとともに、第１反射面（Ｍ１）において
全反射されてその進行方向が図４の紙面に平行な平面内
で＋９０度曲げられ、第１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ
１）から出力される。一方、常光線（Ｊ）は、偏光分離
膜（１１１２）で反射されてその進行方向が＋９０度曲
げられて第１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）から異常
光線（Ｉ）と平行に出射される。これらの常光線（Ｊ）
および異常光線（Ｉ）は、第２の非相反旋光素子（１９
−２）に平行に入力される。図５は、これらの常光線
（Ｊ）および異常光線（Ｉ）が第２の非相反旋光素子
（１９−２）に入射してから第１の非相反旋光素子（１
９−１）から出射するまでのこれらの偏光の状態を斜示
にて示す説明図であり、偏波面の方向は同図中の一点鎖
線に囲まれることで形成される仮想平面中に丸に−印で
示してある。また、同図中の＋印は、図４のＰＰ線分上
の点を示している。なお、以下の図７、図９および図１
１も図５と同様の表現形式を用いて偏光の状態を記載す
るものとする。

【００６２】この非相反旋光素子たるファラデ回転子
（１９−２）は、この材料内を進行する偏波面を−４５
度回転させてこれらの（−４５回転常光線：Ｊ´）およ
び（−４５度回転異常光線：Ｉ´）を平行に出力する。

【００６３】平行に出力された−４５度回転常光線（Ｊ
´）および−４５度回転異常光線（Ｉ´）は、それぞれ
第４の複屈折材料たる第４ウォークオフ偏光ビームスプ
リッタ（２１−４）および第３の複屈折材料たる第３ウ
ォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１−３）に入力さ
れる。

【００６４】これらの−４５度回転常光線（Ｊ´）およ
び−４５度回転異常光線（Ｉ´）は、それぞれこれらの
ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１−４）および
（２１−４）に対する常光であるので、−４５度回転常
光線（Ｊ´）および−４５度回転異常光線（Ｉ´）は、
それぞれ第４ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１
−４）および第３ウォークオフ偏光ビームスプリッタ
（２１−３）をウォークオフされることなく通過する。

【００６５】第４ウォークオフ偏光ビームスプリッタ
（２１−４）および第３ウォークオフ偏光ビームスプリ
ッタ（２１−３）を通過した−４５度回転常光線（Ｊ
´）および−４５度回転異常光線（Ｉ´）は、相反旋光
素子たる１／２波長板（２０）に平行に入力される。

【００６６】第４ウォークオフ偏光ビームスプリッタ
（２１−４）から出力された−４５度回転常光線（Ｊ
´）はその偏波面が＋４５度回転させられて、常光線
（Ｊ）としてこの相反旋光素子（２０）から出力され
る。一方、第４ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２
１−４）から出力された−４５度回転異常光線（Ｉ´）
はその偏波面が＋４５度回転させられて、異常光線
（Ｉ）としてこの相反旋光素子（２０）から出力され
る。

【００６７】相反旋光素子（２０）から平行に出力され
た常光線（Ｊ）および異常光線（Ｉ）は、第３の非相反
旋光素子（１９−３）に平行に入力される。第３の非相
反旋光素子（１９−３）は、この材料内を進行する偏波
面を−４５度回転させてこれらの−４５回転常光線（Ｊ
´）および−４５度回転異常光線（Ｉ´）を平行に出力
する。

【００６８】第３の非相反旋光素子（１９−３）から出
力された−４５回転常光線（Ｊ´）および−４５度回転
異常光線（Ｉ´）は、それぞれ、第２のウォークオフ偏
光ビームスプリッタ（２１−２）および第１のウォーク
オフ偏光ビームスプリッタ（２１−１）に平行に入力さ
れる。これらの−４５度回転常光線（Ｊ´）および−４
５度回転異常光線（Ｉ´）は、それぞれこれらのウォー
クオフ偏光ビームスプリッタ（２１−２）および（２１
−２）に対する異常光であるので、−４５度回転常光線
（Ｊ´）および−４５度回転異常光線（Ｉ´）は、それ
ぞれ第２ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１−
２）および第１ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２
１−１）を通過することにより、その偏波の方位の方向
へそって距離ｄだけウォークオフされる。

【００６９】すなわち、図４の紙面の裏から表に向かう
方向を基準となる０度方向とし、光の進行方向に対して
時計回りの回転を正方向とすれば、−４５度回転常光線
（Ｊ´）は＋１３５度の方向（図５の左上方向）へ距離
ｄだけウォークオフされ、−４５度回転異常光線（Ｉ
´）は−１３５度の方向（図５の左下方向）へ距離ｄだ
けウォークオフされる。

【００７０】これらの第２ウォークオフ偏光ビームスプ
リッタ（２１−２）および第１ウォークオフ偏光ビーム
（２１−１）からそれぞれ出力された−４５度回転常光
線（Ｊ´）および−４５度回転異常光線（Ｉ´）は、第
１の非相反旋光素子たる第１ファラデ回転子（１９−
１）に平行に入力される。したがって、ウォークオフ偏
光ビームスプリッタ（２１−２，２１−１）からそれぞ
れ出力された−４５度回転常光線（Ｊ´）は、その偏波
面が−４５度回転させられて異常光線（Ｉ）となり、第
１ファラデ回転子（１９−１）から出力された−４５度
回転異常光線（Ｉ´）は、その偏波面が−４５度回転さ
せられて常光線（Ｊ）となってファラデ回転子（１９−
１）から平行に出力される。

【００７１】これらの光（Ｊ，Ｉ）は、第２の偏光ビー
ムスプリッタ（Ｄ２）に平行に入力される。第２の偏光
ビームスプリッタ（Ｄ２）に入力された常光線（Ｊ）
は、この常光線（Ｊ）の入射方向に対して４５度の傾き
をもって第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）内に配置
された第２の偏光分離膜（２１２２）で反射され、その
進行方向が図４の紙面を含む平面内において−９０度回
転させられて第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）から
出力される。一方、第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ
２）に入力された異常光線（Ｉ）は、この異常光線
（Ｉ）の入射方向に対して４５度の傾きをもった第２の
偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）の第２反射面（Ｍ２）で
反射され、その進行方向が図４の紙面を含む平面内にお
いて−９０度回転させられ、面（Ｍ２）と平行に配置さ
れた偏光分離膜（２１２２）を透過して第２の偏光ビー
ムスプリッタ（Ｄ２）から出力される。

【００７２】第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）から
出力された常光線（Ｊ）および異常光線（Ｉ）は、平板
状の合分波用複屈折材料（２１−７）に入力され、この
合分波用複屈折材料（２１−７）内において合波されて
合分波用複屈折材料（２１−７）から出力される。合分
波用複屈折材料（２１−７）から出力された光は、球レ
ンズ（Ｌ２）を透過することによりファイバ（Ｆ２）の
端面に集束されてファイバ（Ｆ２）内に入力される。

【００７３】ここで、分波用複屈折材料（２１−６）お
よび合分波用複屈折材料（２１−７）は同じ厚みに設定
されており、第１ポート（Ｆ１）から入力された第１光
の一方の偏光は常光線（Ｊ）として分波用複屈折材料
（２１−６）を通過し、異常光線（Ｉ）として合分波用
複屈折材料を透過するとともに、第１ポート（Ｆ１）か
ら入力された他方の偏光は異常光線（Ｉ）として分波用
複屈折材料（２１−６）を通過し、常光線（Ｊ）として
合分波用複屈折材料（２１−７）を通過するので、これ
らの光の間に位相差や光路差は生じない。したがって、
第１ポート（Ｆ１）から入力された第１光は、偏波分散
を起こすことなく第２ポート（Ｆ２）に結合することが
できる。

【００７４】次に、図６および図７を参照しつつ、この
サーキュレータの第２ポート（Ｆ２）から第２光を入力
した場合の動作について説明する。第２ポート（Ｆ２）
から入力された光は、まず、合分波用複屈折材料（２１
−７）を透過することによって常光線（Ｊ）と異常光線
（Ｉ）に分離される。次に、これらの光は第２のビーム
スプリッタ（Ｄ２）に入力される。

【００７５】第２のビームスプリッタ（Ｄ２）には、こ
れらの光の入射方向に対してほぼ４５度の角度を有して
配置された偏光分離膜（２１２２）が配置されているの
で、異常光線（Ｉ）は偏光分離膜（２１２２）を透過す
るとともにこの偏光分離膜（２１２２）に平行な第１の
偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）の面（Ｍ２）で反射され
てその進行方向が図６の紙面に平行な平面内で＋９０度
曲げられて第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）を透過
する。一方、常光線（Ｊ）は、偏光分離膜（２１２２）
で反射されてその進行方向が図９の紙面に平行な平面内
で＋９０度曲げられ、第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ
２）を透過する。したがって、第２の偏光ビームスプリ
ッタ（Ｄ２）からは、これらの常光線（Ｊ）および異常
光線（Ｉ）が平行に出力され、第１の非相反旋光素子
（１９−１）に平行に入射される。図７は、これらの常
光線（Ｊ）および異常光線（Ｉ）が第１の非相反旋光素
子（１９−１）に入射してから第２の非相反旋光素子
（１９−２）から出射するまでのこれらの偏光の状態を
斜示にて示す説明図である。

【００７６】この第１の非相反旋光素子たるファラデ回
転子（１９−１）は、この材料内を進行する偏光の偏波
面を＋４５度回転させる、このファラデ回転子（１９−
１）を通過することにより、これらの異常光線（Ｉ）お
よび常光線（Ｊ）はその進行方向を変えずにそれぞれ
（＋４５度回転異常光線：Ｉ´）および（＋４５度回転
常光線：Ｊ´）としてファラデ回転子（１９−１）から
平行に出力され、それぞれ第２ウォークオフ偏光ビーム
スプリッタ（２１−２）および第１の複屈折材料たる第
１ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１−１）に入
力される。

【００７７】これらの＋４５度回転異常光線（Ｉ´）お
よび＋４５度回転常光線（Ｊ´）は、それぞれこれらの
ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１−２）および
（２１−１）に対する常光であるので、＋４５度回転異
常光線（Ｉ´）および＋４５度回転常光線（Ｊ´）は、
それぞれ第２ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１
−２）および第１ウォークオフ偏光ビームスプリッタ
（２１−１）を通過することにより、ウォークオフする
ことなくこれらのウォークオフ偏光ビームスプリッタ
（２１−２，２１−１）から出力される。

【００７８】第２ウォークオフ偏光ビームスプリッタ
（２１−２）および第１ウォークオフ偏光ビームスプリ
ッタ（２１−１）を通過した＋４５度回転異常光線（Ｉ
´）および＋４５度回転常光線（Ｊ´）は、第３ファラ
デ回転子（１９−３）に平行に入力される。したがっ
て、＋４５度回転異常光線（Ｉ´）および＋４５度回転
常光線（Ｊ´）は、第３ファラデ回転子（１９−３）を
透過することによってその偏波面が＋４５度回転させら
れて、＋４５度回転異常光線（Ｉ´）は常光線（Ｊ）と
して、＋４５度回転常光線（Ｊ´）は異常光線（Ｉ）と
して第３ファラデ回転子（１９−３）から平行に出力さ
れる。

【００７９】次に、第３ファラデ回転子（１９−３）を
透過したこれらの光は、１／２波長板（２０）に平行に
入力される。したがって、第３ファラデ回転子（１９−
３）から出力された常光線（Ｊ）は、その偏波面が＋４
５度回転させられて＋４５度回転常光線（Ｊ´）とな
り、第３ファラデ回転子（１９−３）から出力された異
常光線（Ｉ）は、その偏波面が＋４５度回転させられて
＋４５度回転異常光線（Ｉ´）となって１／２波長板
（２０）から平行に出力される。

【００８０】これらの＋４５度回転常光線（Ｊ´）およ
び＋４５度回転異常光線（Ｉ´）は、それぞれ、第４ウ
ォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１−４）および第
３の複屈折材料たる第３ウォークオフ偏光ビーム（２１
−３）に平行に入力される。これらの＋４５度回転常光
線（Ｊ´）および＋４５度回転異常光線（Ｉ´）は、そ
れぞれこれらのウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２
１−４）および（２１−３）に対する常光であるので、
＋４５度回転常光線（Ｊ´）および＋４５度回転異常光
線（Ｉ´）は、それぞれ第４ウォークオフ偏光ビームス
プリッタ（２１−４）および第３ウォークオフ偏光ビー
ムスプリッタ（２１−３）を通過することにより、ウォ
ークオフされずにこれらのウォークオフ偏光ビームスプ
リッタ（２１−４，２１−３）から平行に出力される。

【００８１】さらに、これらの第４ウォークオフ偏光ビ
ームスプリッタ（２１−４）および第３ウォークオフ偏
光ビーム（２１−３）からそれぞれ出力された＋４５度
回転常光線（Ｊ´）および＋４５度回転異常光線（Ｉ
´）は、第２ファラデ回転子（１９−２）に入力され
る。したがって、ウォークオフ偏光ビームスプリッタ
（２１−４）から出力された＋４５度回転常光線（Ｊ
´）は、その偏波面が＋４５度回転させられて異常光線
（Ｉ）となり、ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２
１−３）から出力された＋４５度回転異常光線（Ｉ´）
は、その偏波面が＋４５度回転させられて常光線（Ｊ）
となってファラデ回転子（１９−２）から平行に出力さ
れる。これらの第２ファラデ回転子（１９−２）から出
力された常光線（Ｊ）および異常光線（Ｉ）は、第１の
偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）に入力される。

【００８２】第１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）に入
力された異常光線（Ｊ）は、この常光線（Ｊ）の入射方
向に対して４５度の傾きをもって第２の偏光ビームスプ
リッタ（Ｄ２）内に配置された第２の偏光分離膜（２１
２２）を透過して第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）
から出力される。一方、第２の偏光ビームスプリッタ
（Ｄ２）に入力された常光線（Ｊ）は、この常光線
（Ｊ）の入射方向に対して４５度の傾きをもった第２の
偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）の面（Ｍ２）で反射さ
れ、その進行方向が図６の紙面を含む平面内において−
９０度回転させられ、しかる後、面（Ｍ２）と平行に配
置された偏光分離膜（２１２２）で反射されてその進行
方向が図６の紙面を含む平面内において＋９０度曲げら
れ、第２の偏光ビームスプリッタ（Ｄ２）から異常光線
（Ｉ）と平行に出力される。

【００８３】次に、これらの光（Ｉ，Ｊ）は、偏光補償
板（Ｈ１）に平行に入力される。偏光補償板（Ｈ１）
は、その入射面がこれに入射する異常光線（Ｉ）および
常光線（Ｊ）の進行方向に垂直になるように配置されて
おり、光学軸は光の進行方向に対して垂直であるので、
これらの異常光線（Ｉ）および常光線（Ｊ）は、その進
行方向を変えずに位相差が与えられて合波用複屈折材料
（２１−８）に平行に入力される。合波用複屈折材料
（２１−８）に入力された常光線（Ｊ）と異常光線
（Ｉ）は合波されて出力され、第３の球レンズ（Ｌ３）
に入力される。第３の球レンズに入力された第２光は、
このレンズを透過することにより集束されて第３ファイ
バ（Ｆ３）の端面に結合する。

【００８４】ここで、合分波用複屈折材料（２１−７）
および合波用複屈折材料（２１−８）において生じた分
離された光（Ｉ，Ｊ）同士の位相差は、偏光補償板（Ｈ
１）で補償しているので、第２ポート（Ｆ２）から入力
された第２光は、偏波分散を起こすことなく第３ポート
（Ｆ３）に入力される。

【００８５】以上のように、本実施例では第１ポート
（Ｆ１）から入力された第１光を空間的に常光線と異常
光線とに分離したのち、これらの常光線および異常光線
の偏光面を第２非相反旋光素子（１９−２）、相反旋光
素子（２０）、第３非相反旋光素子（１９−３）、第１
非相反旋光素子（１９−２）を順次を通過させてた後、
合波し、第２ポート（Ｆ２）に出力するとともに、第２
ポート（Ｆ２）から入力された第２光を空間的に常光線
と異常光線とに分離したのち、これらの常光線および異
常光線の偏光面を第１非相反旋光素子（１９−１）、第
３非相反旋光素子（１９−３）、相反旋光素子（２
０）、第２非相反旋光素子（１９−２）を順次を通過さ
せてた後、合波し、第３ポート（Ｆ３）に出力する光の
制御方法を行った。ここで、第２光を空間的に常光線と
異常光線とに分離した後に複屈折材料で構成される偏光
補償板（Ｈ１）中におけるこれら常光線と異常光線との
伝搬速度の差を利用して、この空間的な分離によるこれ
らの常光線と異常光線との光路差を補正することによ
り、第３ポート（Ｆ３）へ出力される光の偏波分散を抑
えることができる。

【００８６】すなわち、第１光は、分波用複屈折材料
（２１−６）を透過することによって第１ビーム（Ｊ）
と第２ビーム（Ｉ）とに分離されるが、これにより第２
ビーム（Ｉ）の位相が第１ビーム（Ｊ）よりも＋φ度だ
け進む（１：２＝０度：＋φ度）。この後、これらのビ
ームが合分波用複屈折材料（２１−７）を透過すること
によって第１ビーム（Ｉ）の位相が第２ビーム（Ｊ）よ
りも＋φ度だけ進み（１：２＝＋φ度：＋φ度）、第２
ファイバ（Ｆ２）に入射される光の偏波分散を抑制する
ことができる。

【００８７】第２光は、合分波用複屈折材料（２１−
７）を透過することによって第１ビーム（Ｊ）と第２ビ
ーム（Ｉ）とに分離されるが、これにより第２ビーム
（Ｉ）の位相が第１ビーム（Ｊ）よりも＋φ度だけ進ん
だとする（１：２＝０度：＋φ度）。この後、これらの
ビームが偏光補償板（Ｈ１）を透過することにより、第
１ビーム（Ｊ）の位相が第２ビーム（Ｉ）よりも＋２φ
だけ進む（１：２＝＋２φ度：φ度）。さらに、これら
のビームが合波用複屈折材料（２１−８）を透過するこ
とによって第２ビーム（Ｉ）の位相が第１ビーム（Ｊ）
よりも＋φ度だけ進み （１：２＝＋２φ度：＋２φ
度）、第３ファイバ（Ｆ３）に入射される光の偏波分散
を抑制することができる。

【００８８】次に、この光サーキュレータ内を伝搬する
偏光がこの光サーキュレータを構成する光部品の不完全
性に起因して所望の伝搬をしない場合について図８〜図
９を用いて説明する。

【００８９】以下、第２光を第２ポート（Ｆ２）から入
力した場合の光の伝搬について説明する。

【００９０】図８および図９は、それぞれ前述の図６お
よび図７に対応しており、これらは第２ポート（Ｆ２）
から入力された光が第３ポート（Ｆ３）へ出力されるま
でのようすを説明するための図である。第２ポート（Ｆ
２）から入力された光が相反旋光素子（２０）に入力さ
れるまでの光の伝搬の仕方は図６および図７で説明した
通りである。ここで，相反旋光素子（２０）を透過した
＋４５度回転常光線（Ｊ´）および＋４５度回転異常光
線（Ｉ´）中に光部品の不完全性等に起因してそれぞれ
＋４５度回転異常光線（Ｉ´：ＥＸＴＲＡ）および＋４
５度回転常光線（Ｊ´：ＥＸＴＲＡ）が含まれていたと
する。すると、これらの＋４５度回転異常光線（Ｉ´：
ＥＸＴＲＡ）および＋４５度回転常光線（Ｊ´：ＥＸＴ
ＲＡ）は、それぞれ第４のウォークオフ偏光ビームスプ
リッタ（２１−４）および第３のウォークオフ偏光ビー
ムスプリッタ（２１−３）に対する異常光であるので、
＋４５度回転異常光線（Ｉ´：ＥＸＴＲＡ）は、第４の
ウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１−４）によっ
て−４５度方向（図９の右上方向）に距離ｄだけウォー
クオフされ、＋４５度回転常光線（Ｊ´：ＥＸＴＲＡ）
は、第３のウォークオフ偏光ビームスプリッタ（２１−
３）によって＋４５度方向（図９の右下方向）に距離ｄ
だけウォークオフされる。なお、図８において、これら
の光（ＥＸＴＲＡ）の進行経路は一点鎖線で示すことと
する。

【００９１】これらの光（ＥＸＴＲＡ）は、第２ファラ
デ回転子（１９−２）に入力されることによりその偏波
面が＋４５度回転させられて出力される。しかる後、こ
れらの光（ＥＸＴＲＡ）はこの進行方向を保持したまま
第１の偏光ビームスプリッタ（Ｄ１）に入力される。も
ちろん、所望の光は前述のように第３ポート（Ｆ３）に
入力されるが、これらの望まない光（ＥＸＴＲＡ）は、
図の一点鎖線で示す如く、異常光線（Ｉ：ＥＸＴＲＡ）
は面（Ｍ１）で反射された後、偏光分離膜（１１１２）
を透過し、常光線（Ｊ：ＥＸＴＲＡ）は偏光分離膜（１
１１２）で反射されて分波用複屈折材料（２１−６）に
入力される。ここで望まない異常光線（Ｉ：ＥＸＴＲ
Ａ）は、この第６の複屈折材料（２１−６）で屈折させ
られ、以て、異常光線（Ｉ：ＥＸＴＲＡ）および常光線
（Ｊ：ＥＸＴＲＡ）はレンズ（Ｌ２）の側方を通過する
ので、これら望まない光が第１ポート（Ｆ１）に結合す
ることはない。

【００９２】図１０は、本実施例の光サーキュレータに
よるアイソレーション（ｄＢ）の温度（℃）に対する依
存性（実線）、特公昭６０−４９８８７号公報に記載の
光サーキュレータのアイソレーションの温度依存性の数
値計算結果（点線）を示すグラフである。また、図１１
は、本実施例の光サーキュレータによるアイソレーショ
ン（ｄＢ）の波長（ｎｍ）に対する依存性（実線）、特
公昭６０−４９８８７号公報に記載の光サーキュレータ
のアイソレーションの波長依存性の数値計算結果（点
線）を示すグラフである。これらのグラフから明らかな
ように、本実施例の光サーキュレータは、高いアイソレ
ーションを有しており、しかも、あまり温度に依存しな
い。さらに本実施例の光サーキュレータは、１４５０〜
１６５０ｎｍの広い波長の光を高いアイソレーションで
波長依存することなく伝送することができる。なお、作
成した光サーキュレータの挿入損失は１．３ｄＢであ
り、アイソレーションは７０ｄＢであり、偏波分散は
０．１ｐｓ未満であった。

【００９３】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、１つの相
反旋光素子および３つの非相反旋光素子を用いて光サー
キュレータを構成しているので光に入力される光の波長
依存性を抑制することができ、アイソレーションを高め
ると同時に広い波長域の光信号を伝送することができ
る。また、偏光補償板の間に配置することにより、２つ
のポートすべてからの光の位相を補償して出力される光
の偏波分散を抑えることができ、したがって、高ビット
レートの光信号を伝送することができる。さらに、ウォ
ークオフ偏光ビームスプリッタなどの第１〜第４の複屈
折材料を用いることにより目的外のポートに結合する光
の量を低減することができるとともに、第１乃至第４の
複屈折材料それぞれの厚みと分波用、合分波用および合
波用の複屈折材料のそれぞれの厚みとの比を√２対１と
すれば、各ポートから入力された光を効率良く他の各ポ
ートに結合させることができる。本発明の光サーキュレ
ータは、高アイソレーション、低偏波分散という優れた
特性を有しているので、光ファイバ増幅器を用いた光通
信システム等の分野に用いれば、長距離間の光通信にお
いても、低雑音、高ビートレートの光信号を伝送するこ
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サーキュレータの構
造を示す図である。

【図２】図２に示した光サーキュレータをシリコン基板
上に実装して構成された光サーキュレータ基板の斜示図
である。

【図３】図２に示した光サーキュレータ基板をパッケー
ジ内に収納して構成された光サーキュレータ装置を一部
破断して示す斜示図である。

【図４】実施例に係る光サーキュレータの第１ポートか
ら光を入力した場合の光の伝搬経路を説明するための光
サーキュレータの構造図である。

【図５】図４に示した光サーキュレータにおける光の伝
搬のようすを説明するための斜示図である。

【図６】実施例に係る光サーキュレータの第２ポートか
ら光を入力した場合の光の伝搬経路を説明するための光
サーキュレータの構造図である。

【図７】図６に示した光サーキュレータにおける光の伝
搬のようすを説明するための斜示図である。

【図８】実施例に係る光サーキュレータの第２ポートか
ら光を入力した場合であってこの光サーキュレータ内を
伝搬する偏光がずれた場合の光の伝搬経路を説明するた
めの光サーキュレータの構造図である。

【図９】図８に示した光サーキュレータにおける光の伝
搬のようすを説明するための斜示図である。

【図１０】本実施例の光サーキュレータによるアイソレ
ーション（ｄＢ）の温度（℃）に対する依存性（実
線）、特公昭６０−４９８８７号公報に記載の光サーキ
ュレータのアイソレーションの温度依存性の数値計算結
果（点線）を示すグラフである。

【図１１】本実施例の光サーキュレータによるアイソレ
ーション（ｄＢ）の波長（ｎｍ）に対する依存性（実
線）、特公昭６０−４９８８７号公報に記載の光サーキ
ュレータのアイソレーションの波長依存性の数値計算結
果（点線）を示すグラフである。

【符号の説明】

１９−１，１９−２，１９−３…ファラデ回転子、Ｈ１
…偏光補償板、２１−１〜２１−８…複屈折性平板、Ｌ
１〜Ｌ４…レンズ、Ｄ１，Ｄ２…偏光ビームスプリッ
タ、２０…１／２波長板、Ｆ１〜Ｆ４…光ファイバ。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１ポートから入力された第１光を第２
   ポートへ出力し、前記第２ポートから入力された第２光
   を第３ポートに出力する光サーキュレータにおいて、 前記第１ポートから入力された前記第１光のうちの常光
   線および異常光線の進行方向を平行にして出力するよう
   に配置されるともに、平行に入力された常光線と異常光
   線とを合成して前記第３ポートに出力するように配置さ
   れた第１の偏光ビームスプリッタと、 前記第２ポートから入力された前記第２光のうちの常光
   線および異常光線の進行方向を平行にして出力するよう
   に配置されるともに、平行に入力された常光線と異常光
   線とを合成して前記第２ポートに出力するように配置さ
   れた第２の偏光ビームスプリッタと、 前記第１ポートと前記第１の偏光ビームスプリッタとの
   間に配置され、前記第１ポートから入力された前記第１
   光を常光線と異常光線とに分離して前記第１の偏光ビー
   ムスプリッタへ出力する分波用複屈折材料と、 前記第２ポートと前記第２の偏光ビームスプリッタとの
   間に配置され、前記第２ポートから入力された前記第２
   光を常光線と異常光線とに分離して前記第２の偏光ビー
   ムスプリッタへ出力するとともに、前記第２の偏光ビー
   ムスプリッタから入力された常光線および異常光線を合
   成して前記第２ポートに出力する合分波用複屈折材料
   と、 前記第３ポートと前記第１の偏光ビームスプリッタとの
   間に配置され、前記第２の偏光ビームスプリッタから入
   力された常光線および異常光線を合成して前記第３ポー
   トに出力する合波用複屈折材料と、 前記第１の偏光ビームスプリッタと前記第２の偏光ビー
   ムスプリッタとの間に配置され、前記第１の偏光ビーム
   スプリッタから入力された第１光のうちの常光線および
   異常光線に第１の変換を施してそれぞれを異常光線およ
   び常光線として前記第２の偏光ビームスプリッタに出力
   するとともに、前記第２の偏光ビームスプリッタから入
   力された第２光のうちの常光線および異常光線に第２の
   変換を施してそれぞれを異常光線および常光線として前
   記第１の偏光ビームスプリッタに出力する光学部品と、 前記第１の偏光ビームスプリッタと前記合波用複屈折材
   料との間に配置された偏光補償板と、を備えることを特
   徴とする光サーキュレータ。
2. 【請求項２】 前記光学部品は、前記第２の偏光ビーム
   スプリッタに対向した配置され、入射した偏光の方位を
   ±４５度回転させる第１の非相反旋光素子と、 前記第１の非相反旋光素子と前記第１の偏光ビームスプ
   リッタとの間に配置され、入射した偏光の方位を±４５
   度回転させる第２の非相反旋光素子と、 前記第２の非相反旋光素子と前記第１の非相反旋光素子
   との間に配置され、入射した偏光の方位を±４５度回転
   させる第３の非相反旋光素子と、 前記第３の非相反旋光素子と前記第２の非相反旋光素子
   との間に配置され、入射した偏光の方位を４５度回転さ
   せる相反旋光素子と、 入射した光のうち常光線は直進させ、異常光線は屈折さ
   せて出射する第１の複屈折材料と、 入射した光のうち常光線は直進させ、異常光線は屈折さ
   せて出射する第２の複屈折材料と、 入射した光のうち常光線は直進させ、異常光線は屈折さ
   せて出射する第３の複屈折材料と、 入射した光のうち常光線は直進させ、異常光線は屈折さ
   せて出射する第４の複屈折材料と、を備え、 前記第３の複屈折材料は、前記第２の非相反旋光素子と
   前記第３の非相反旋光素子との間であって、前記第１光
   のうちの一方の偏光の伝搬経路上であり、且つ、この第
   ３の複屈折材料の固有偏光の方位が前記第１光のうちの
   前記他方の偏光の方位にほぼ一致するように配置され、 前記第４の複屈折材料は、前記第２の非相反旋光素子と
   前記第３の非相反旋光素子との間であって、前記第１光
   のうちの前記他方の偏光の伝搬経路上であり、且つ、こ
   の第４の複屈折材料の固有偏光の方位が前記第１光のう
   ちの前記一方の偏光の方位にほぼ一致するように配置さ
   れ、 前記第１の複屈折材料は、前記第１の非相反旋光素子と
   前記第３の非相反旋光素子との間であって、前記合分波
   用複屈折材料および前記第１の非相反旋光素子を介して
   この第１の複屈折材料に入射される前記第２光のうちの
   一方の偏光の伝搬経路上であり、且つ、この第１の複屈
   折材料の固有偏光の方位が前記第２光のうちの前記一方
   の偏光の方位、および、前記第１光のうちの前記一方の
   偏光の方位にほぼ一致するように配置され、 前記第２の複屈折材料は、前記第１の非相反旋光素子と
   前記第３の非相反旋光素子との間であって、前記合分波
   用複屈折材料および前記第１の非相反旋光素子を介して
   この第２の複屈折材料に入射される前記第２光のうちの
   他方の偏光の伝搬経路上であり、且つ、この第２の複屈
   折材料の固有偏光の方位が前記第２光のうちの前記他方
   の偏光の方位、および、前記第１光のうちの前記他方の
   偏光の方位にほぼ一致するように配置される、ことを特
   徴とする請求項１に記載の光サーキュレータ。
3. 【請求項３】 前記分波用複屈折材料、前記合分波用複
   屈折材料、前記合波用複屈折材料、前記第１の複屈折材
   料、前記第２の複屈折材料、前記第３の複屈折材料およ
   び前記第４の複屈折材料は、同一材料からなる平板であ
   り、前記第１乃至第４の複屈折材料それぞれの厚みと、
   前記分波用複屈折材料、前記合分波用複屈折材料、前記
   合波用複屈折材料それぞれの厚みとの比を√２対１とす
   ることを特徴とする請求項２に記載の光サーキュレー
   タ。
4. 【請求項４】 第１ポートから入力された第１光を空間
   的に常光線と異常光線とに分離したのち、これらの常光
   線および異常光線の偏光面を第２非相反旋光素子、相反
   旋光素子、第３非相反旋光素子および第１非相反旋光素
   子を順次通過させた後、合波し、第２ポートに出力する
   とともに、第２ポートから入力された第２光を空間的に
   常光線と異常光線とに分離したのち、これらの常光線お
   よび異常光線の偏光面を第１非相反旋光素子、第３非相
   反旋光素子、相反旋光素子および第２非相反旋光素子を
   順次通過させた後、合波し、第３のポートに出力する光
   の制御方法において、 前記第１光の伝搬しない経路上に複屈折材料を配置し、
   前記第２光を空間的に常光線と異常光線とに分離した後
   にこの複屈折材料中におけるこれら常光線と異常光線と
   の伝搬速度の差を利用して、この空間的な分離によるこ
   れらの常光線と異常光線との光路差を補正することによ
   り、前記第２および第３ポートへ出力される光の偏波分
   散を抑えることを特徴とする光の制御方法。
5. 【請求項５】 光サーキュレータにおいて、 第１ポートから入力された第１光を常光線と異常光線と
   に分離する第１の手段と、 第２ポートから入力された第２光を常光線と異常光線と
   に分離する第２の手段と、 前記第１ポートから入力された常光線および異常光線に
   第１の変換を施してそれぞれを異常光線および常光線と
   して前記第２手段を介して前記第２ポートに出力すると
   ともに、前記第２ポートから入力された常光線および異
   常光線に第２の変換を施してそれぞれを常光線および異
   常光線として第３ポートに出力する第３の手段と、 前記第３の手段と前記第３ポートとの間を伝搬する光の
   経路上に配置され、透過する常光線と異常光線とに位相
   差または光路差を与える第４の手段と、を備えることを
   特徴とする光サーキュレータ。