JPH11264959A - 光ネットワ―ク用可逆性光増幅器 - Google Patents
光ネットワ―ク用可逆性光増幅器Info
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- JPH11264959A JPH11264959A JP11015540A JP1554099A JPH11264959A JP H11264959 A JPH11264959 A JP H11264959A JP 11015540 A JP11015540 A JP 11015540A JP 1554099 A JP1554099 A JP 1554099A JP H11264959 A JPH11264959 A JP H11264959A
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Classifications
-
- 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/067—Fibre lasers
- H01S3/06754—Fibre amplifiers
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- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】光ファイバをベースにした通信ネットワークに
おいて、光ファイバに破損が生じると、光ファイバに沿
った伝搬方向を光ファイバの一部について逆方向にする
ことが必要になる。従来技術でのバイパス構成で行う
と、光ネットワークのコスト及び複雑性が大幅に増す。 【解決手段】本願発明では、ファラデー回転子、半波長
板および偏光スプリッタ等の簡単な構成を用い、ファラ
デー回転子に制御信号を加えることによって、容易に光
の伝送方向を逆方向にする。
おいて、光ファイバに破損が生じると、光ファイバに沿
った伝搬方向を光ファイバの一部について逆方向にする
ことが必要になる。従来技術でのバイパス構成で行う
と、光ネットワークのコスト及び複雑性が大幅に増す。 【解決手段】本願発明では、ファラデー回転子、半波長
板および偏光スプリッタ等の簡単な構成を用い、ファラ
デー回転子に制御信号を加えることによって、容易に光
の伝送方向を逆方向にする。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は、光信号をベースに
したデータ通信システムに関するものであり、とりわ
け、光ネットワークにおける光信号を処理する増幅器及
びアイソレータに関するものである。
したデータ通信システムに関するものであり、とりわ
け、光ネットワークにおける光信号を処理する増幅器及
びアイソレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光ファイバをベースにした通信ネットワ
ークは、データ伝送能力が高く、光ファイバのコストが
低いために普及の度をますます強めている。典型的な通
信ネットワークの場合、多くのユーザが、光ファイバに
よって所定の方向に信号を送ることにより、ループをな
すように構成された光ファイバを介して、互いに通信を
行う。例えば、遠隔通信ネットワークの場合、各加入者
は、加入者と中央局のステーションがリングに沿って配
置された、リングをなすように構成された光ファイバを
介して、中央局との通信を行う。光ファイバに破損が生
じると、１人以上のユーザと中央局の間における通信が
中断される。原理上、これらのユーザは、それでも、ル
ープの遮断されていない部分を通じてメッセージを送る
ことで、中央局との通信が可能である。しかし、これに
は、光ファイバに沿った伝搬方向を光ファイバの一部に
ついて逆にすることが必要になる。
ークは、データ伝送能力が高く、光ファイバのコストが
低いために普及の度をますます強めている。典型的な通
信ネットワークの場合、多くのユーザが、光ファイバに
よって所定の方向に信号を送ることにより、ループをな
すように構成された光ファイバを介して、互いに通信を
行う。例えば、遠隔通信ネットワークの場合、各加入者
は、加入者と中央局のステーションがリングに沿って配
置された、リングをなすように構成された光ファイバを
介して、中央局との通信を行う。光ファイバに破損が生
じると、１人以上のユーザと中央局の間における通信が
中断される。原理上、これらのユーザは、それでも、ル
ープの遮断されていない部分を通じてメッセージを送る
ことで、中央局との通信が可能である。しかし、これに
は、光ファイバに沿った伝搬方向を光ファイバの一部に
ついて逆にすることが必要になる。
【０００３】あいにく、ファイバ・リングには、光増幅
器及びアイソレータのように、単方向性のコンポーネン
トが含まれているのが普通である。典型的な光増幅器
は、ドープした光ファイバに発生した光が光ファイバを
逆方向に伝搬するのを阻止する２つの光アイソレータ間
のドープした光ファイバから構成される。ファイバの破
損に応答して伝搬方向を逆にするため、ネットワークに
は、逆方向に信号を伝搬させるように構成された重複光
アイソレータが含まれている。これらのコンポーネント
は、バイパス・スイッチを利用することによって、対応
するコンポーネントの代わりに光ファイバに挿入され
る。こうしたバイパス構成によって、光ネットワークの
コスト及び複雑性が大幅に増すことになるので、これら
のバイパス構成を回避するのが有利である。
器及びアイソレータのように、単方向性のコンポーネン
トが含まれているのが普通である。典型的な光増幅器
は、ドープした光ファイバに発生した光が光ファイバを
逆方向に伝搬するのを阻止する２つの光アイソレータ間
のドープした光ファイバから構成される。ファイバの破
損に応答して伝搬方向を逆にするため、ネットワークに
は、逆方向に信号を伝搬させるように構成された重複光
アイソレータが含まれている。これらのコンポーネント
は、バイパス・スイッチを利用することによって、対応
するコンポーネントの代わりに光ファイバに挿入され
る。こうしたバイパス構成によって、光ネットワークの
コスト及び複雑性が大幅に増すことになるので、これら
のバイパス構成を回避するのが有利である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、一般
に、改良された光増幅器を提供することにある。
に、改良された光増幅器を提供することにある。
【０００５】本発明のもう１つの目的は、バイパス・ス
イッチ及び追加光アイソレータの利用を必要とすること
なく、光アイソレータに制御信号を加えることによっ
て、光の伝送方向を逆にすることが可能な光アイソレー
タを提供することにある。
イッチ及び追加光アイソレータの利用を必要とすること
なく、光アイソレータに制御信号を加えることによっ
て、光の伝送方向を逆にすることが可能な光アイソレー
タを提供することにある。
【０００６】本発明のさらにもう１つの目的は、増幅光
信号に関する伝搬方向の切り換えが可能な光増幅器を提
供することにある。
信号に関する伝搬方向の切り換えが可能な光増幅器を提
供することにある。
【０００７】本発明の以上の及びその他の目的について
は、本発明に関する下記の詳細な説明及び添付の図面か
ら当該技術者には明らかになるであろう。
は、本発明に関する下記の詳細な説明及び添付の図面か
ら当該技術者には明らかになるであろう。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、可逆性光アイ
ソレータ及び光アイソレータをベースにした光増幅器で
ある。可逆性アイソレータは、加えられる制御信号によ
って磁界方向が決まるファラデー回転子から構成され
る。ファラデー回転子は、第１と第２の偏光フィルタの
間に挟まれている。本発明の実施態様の１つにおいて、
偏光フィルタは、半波長板と直列をなす偏光スプリッタ
から構成される。可逆性光増幅器を通る光信号の許容伝
搬方向は、ファラデー回転子の磁界方向によって決ま
る。本発明による光増幅器には、１つまたは２つの可逆
性光アイソレータと直列をなす光利得素子が含まれてい
る。
ソレータ及び光アイソレータをベースにした光増幅器で
ある。可逆性アイソレータは、加えられる制御信号によ
って磁界方向が決まるファラデー回転子から構成され
る。ファラデー回転子は、第１と第２の偏光フィルタの
間に挟まれている。本発明の実施態様の１つにおいて、
偏光フィルタは、半波長板と直列をなす偏光スプリッタ
から構成される。可逆性光増幅器を通る光信号の許容伝
搬方向は、ファラデー回転子の磁界方向によって決ま
る。本発明による光増幅器には、１つまたは２つの可逆
性光アイソレータと直列をなす光利得素子が含まれてい
る。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明では、加えられる信号を介
してその伝搬方向を変更することが可能な光アイソレー
タを利用することによって、その利点が得られる。この
説明のために、光アイソレータは、入力ポートと出力ポ
ートを備えており、入力ポートに入射する光信号は、出
力ポートを通って射出するが、出力ポートに入射する光
信号は、入力ポートから射出するのを阻止される、任意
の装置と定義する。可逆性光アイソレータは、第１と第
２のポートを備えており、第１と第２のポートの一方
が、入力ポートで、もう一方が、出力ポートになり、入
力ポートの割り当てが、光アイソレータに加えられる信
号によって決まる、光アイソレータと定義する。
してその伝搬方向を変更することが可能な光アイソレー
タを利用することによって、その利点が得られる。この
説明のために、光アイソレータは、入力ポートと出力ポ
ートを備えており、入力ポートに入射する光信号は、出
力ポートを通って射出するが、出力ポートに入射する光
信号は、入力ポートから射出するのを阻止される、任意
の装置と定義する。可逆性光アイソレータは、第１と第
２のポートを備えており、第１と第２のポートの一方
が、入力ポートで、もう一方が、出力ポートになり、入
力ポートの割り当てが、光アイソレータに加えられる信
号によって決まる、光アイソレータと定義する。
【００１０】本発明は、その磁界方向が外部信号の印加
によって決まるファラデー回転子を利用する。ファラデ
ー回転子は、それを通過する光の偏光ベクトルの方向を
４５゜回転させるイットリウム・鉄・ガーネットＹ3Ｆ
ｅ5Ｏ12のような光学的に活性の化合物から構成される
素子である。回転方向は、加えられた磁界方向によって
決まる。偏光ベクトルの回転方向は、この素子を通る光
の進行方向とは無関係である。磁界方向の変更によっ
て、変更ベクトルの回転は、該素子を通る光の進行方向
とは無関係に４５゜〜−４５゜の範囲で変化する。
によって決まるファラデー回転子を利用する。ファラデ
ー回転子は、それを通過する光の偏光ベクトルの方向を
４５゜回転させるイットリウム・鉄・ガーネットＹ3Ｆ
ｅ5Ｏ12のような光学的に活性の化合物から構成される
素子である。回転方向は、加えられた磁界方向によって
決まる。偏光ベクトルの回転方向は、この素子を通る光
の進行方向とは無関係である。磁界方向の変更によっ
て、変更ベクトルの回転は、該素子を通る光の進行方向
とは無関係に４５゜〜−４５゜の範囲で変化する。
【００１１】可逆性磁界を有するファラデー回転子から
可逆性光アイソレータを構成する方法については、可逆
性の通過方向を有する光アイソレータ１０の基本素子を
通る光の伝搬を示す、図１〜４を参照することによって
より容易に理解することが可能になるであろう。アイソ
レータ１０は、１２及び１６で示す２つの偏光フィルタ
と、ファラデー回転子１４から構成される。この説明の
ため、偏光フィルタ１２は、ｙ軸に対して平行な方向に
偏光する光を通すと仮定され、偏光フィルタ１６は、偏
光フィルタ１６における矢印によって示すように、ｙ軸
に対して４５゜の偏光をなす光を通す。光アイソレータ
１０に入射する光は、ｙ軸に沿って少なくとも多少の強
度を示すものと仮定される。光の偏光ベクトルがｙ軸に
対してある角度をなす場合、その偏光成分がｘ軸に対し
て平行な光の成分は、偏光フィルタ１２によって除去さ
れることになり、従って、偏光ベクトルがｙ軸に対して
平行な光だけしか考慮する必要はない。この光が、偏光
フィルタ１２を出て、ファラデー回転子１４に通される
と、１５で示すように、偏光ベクトルが４５゜回転す
る。この場合、偏光方向が、偏光フィルタ１６の通過方
向と一致するので、光は、出力ポートをとって射出す
る。
可逆性光アイソレータを構成する方法については、可逆
性の通過方向を有する光アイソレータ１０の基本素子を
通る光の伝搬を示す、図１〜４を参照することによって
より容易に理解することが可能になるであろう。アイソ
レータ１０は、１２及び１６で示す２つの偏光フィルタ
と、ファラデー回転子１４から構成される。この説明の
ため、偏光フィルタ１２は、ｙ軸に対して平行な方向に
偏光する光を通すと仮定され、偏光フィルタ１６は、偏
光フィルタ１６における矢印によって示すように、ｙ軸
に対して４５゜の偏光をなす光を通す。光アイソレータ
１０に入射する光は、ｙ軸に沿って少なくとも多少の強
度を示すものと仮定される。光の偏光ベクトルがｙ軸に
対してある角度をなす場合、その偏光成分がｘ軸に対し
て平行な光の成分は、偏光フィルタ１２によって除去さ
れることになり、従って、偏光ベクトルがｙ軸に対して
平行な光だけしか考慮する必要はない。この光が、偏光
フィルタ１２を出て、ファラデー回転子１４に通される
と、１５で示すように、偏光ベクトルが４５゜回転す
る。この場合、偏光方向が、偏光フィルタ１６の通過方
向と一致するので、光は、出力ポートをとって射出す
る。
【００１２】図２には、光が出力ポートに入射する場合
が示されている。偏光フィルタ１６は、ｙ軸に対して４
５゜の偏光成分を選択する。偏光成分がこの方向に対し
て直角をなす光は、偏光フィルタ１６によって除去され
る。従って、偏光フィルタ１６によって選択される偏光
成分を備える光だけしか考慮する必要はない。回転方向
と回転子を通る光の進行方向とは関係がないので、偏光
フィルタ１６の出力は、ファラデー回転子１４によって
４５゜だけ回転する。従って、ファラデー回転子１４を
射出する光は、この場合、方向１７で示すｘ軸と平行に
なる。この光は、偏光フィルタ１２によって阻止される
ことになり、従って、光アイソレータ１０を逆方向に通
過できる光はない。
が示されている。偏光フィルタ１６は、ｙ軸に対して４
５゜の偏光成分を選択する。偏光成分がこの方向に対し
て直角をなす光は、偏光フィルタ１６によって除去され
る。従って、偏光フィルタ１６によって選択される偏光
成分を備える光だけしか考慮する必要はない。回転方向
と回転子を通る光の進行方向とは関係がないので、偏光
フィルタ１６の出力は、ファラデー回転子１４によって
４５゜だけ回転する。従って、ファラデー回転子１４を
射出する光は、この場合、方向１７で示すｘ軸と平行に
なる。この光は、偏光フィルタ１２によって阻止される
ことになり、従って、光アイソレータ１０を逆方向に通
過できる光はない。
【００１３】次に、ファラデー回転子１４に加えられる
磁界が逆になる場合について考察する。入力と出力の指
定も逆になる。この場合、ファラデー回転子１４は、図
に示す座標系のｚ軸に対する光の進行方向に関係なく、
それを通過する光の偏光成分を−４５゜だけ回転させ
る。図３を参照すると、光アイソレータ１０の入力端に
入射する光は、まず、ｘ軸に対して４５゜の光成分を選
択する偏光フィルタ１６を通過する。この方向に対して
９０゜の偏光成分が、偏光フィルタ１６によって除去さ
れるので、４５゜の成分だけしか考慮する必要はない。
この成分は、ファラデー回転子１４によって−４５゜だ
け回転し、従って、ファラデー回転子１４を出る光の偏
光ベクトルは、この場合、方向１８で示すように垂直に
なる。この光は、偏光フィルタ１２を通って、光アイソ
レータ１０から射出する。
磁界が逆になる場合について考察する。入力と出力の指
定も逆になる。この場合、ファラデー回転子１４は、図
に示す座標系のｚ軸に対する光の進行方向に関係なく、
それを通過する光の偏光成分を−４５゜だけ回転させ
る。図３を参照すると、光アイソレータ１０の入力端に
入射する光は、まず、ｘ軸に対して４５゜の光成分を選
択する偏光フィルタ１６を通過する。この方向に対して
９０゜の偏光成分が、偏光フィルタ１６によって除去さ
れるので、４５゜の成分だけしか考慮する必要はない。
この成分は、ファラデー回転子１４によって−４５゜だ
け回転し、従って、ファラデー回転子１４を出る光の偏
光ベクトルは、この場合、方向１８で示すように垂直に
なる。この光は、偏光フィルタ１２を通って、光アイソ
レータ１０から射出する。
【００１４】図４には、出力ポートに入射する場合が示
されている。ｙ軸に対して平行な光の偏光成分だけし
か、偏光フィルタ１２を射出しないので、この偏光成分
だけしか考慮する必要はない。偏光フィルタ１２を出る
光は、ファラデー回転子１４に通され、偏光ベクトルが
−４５゜だけ回転する。従って、偏光フィルタ１６に入
射する光は、ｙ軸に対して−４５゜の偏光ベクトルを備
えている。この光は、偏光フィルタ１６の通過方向に対
して直角をなすため、偏光フィルタ１６によって阻止さ
れる。
されている。ｙ軸に対して平行な光の偏光成分だけし
か、偏光フィルタ１２を射出しないので、この偏光成分
だけしか考慮する必要はない。偏光フィルタ１２を出る
光は、ファラデー回転子１４に通され、偏光ベクトルが
−４５゜だけ回転する。従って、偏光フィルタ１６に入
射する光は、ｙ軸に対して−４５゜の偏光ベクトルを備
えている。この光は、偏光フィルタ１６の通過方向に対
して直角をなすため、偏光フィルタ１６によって阻止さ
れる。
【００１５】以上の説明から明らかなように、可逆性光
アイソレータは、光アイソレータに加えられる信号に応
答して、ファラデー回転子の材料に加えられる磁界を逆
にすることが可能な、ファラデー回転子から構成するこ
とが可能である。次に、可逆性光アイソレータ１００の
断面図である図５を参照する。アイソレータ１００は、
光導波路１０２と、光導波路１０２において受けた光を
平行化するか、あるいは、偏光フィルタ１０４からの光
にイメージングを施して、光導波路１０２に戻す平行化
／イメージング・レンズ１０３を含む、第１のポート１
２１を備えている。同様の構成が、第２のポート１２２
にも利用されており、光導波路１０７と、平行化／イメ
ージング・レンズ１０６が含まれている。上述の偏光フ
ィルタの機能は、偏光フィルタ１０４及び１０５によっ
て得られる。偏光フィルタ１０４は、偏光フィルタ１０
５とは４５゜だけ異なる通過指向性を備えている。ファ
ラデー回転子１２３は、磁界の方向に従って、偏光フィ
ルタ１０４と１０５の間を通過する光の偏光角を±４５
゜だけ回転させる。磁界の方向は、フィルタ１０４と１
０５の間における光の進行方向に対して平行な成分を備
える磁界を発生する、コイル１１０を通る電流によって
決まる。この電流は、方向制御信号に応答して電流の方
向を設定する、電流源１０９によって供給される。方向
制御信号は、電気または光信号とすることが可能であ
る。本発明では、ファラデー回転子がラッチ材料を利用
する他の例も用いられている。こうした実施態様の場
合、電流パルスによって、磁化方向が設定される。磁化
方向は、別の電流パルスが印加されるまで同じままであ
る。同様に、制御信号に応答して磁石方向を反転させる
ための装置と共に、永久磁石を利用することも可能であ
る。
アイソレータは、光アイソレータに加えられる信号に応
答して、ファラデー回転子の材料に加えられる磁界を逆
にすることが可能な、ファラデー回転子から構成するこ
とが可能である。次に、可逆性光アイソレータ１００の
断面図である図５を参照する。アイソレータ１００は、
光導波路１０２と、光導波路１０２において受けた光を
平行化するか、あるいは、偏光フィルタ１０４からの光
にイメージングを施して、光導波路１０２に戻す平行化
／イメージング・レンズ１０３を含む、第１のポート１
２１を備えている。同様の構成が、第２のポート１２２
にも利用されており、光導波路１０７と、平行化／イメ
ージング・レンズ１０６が含まれている。上述の偏光フ
ィルタの機能は、偏光フィルタ１０４及び１０５によっ
て得られる。偏光フィルタ１０４は、偏光フィルタ１０
５とは４５゜だけ異なる通過指向性を備えている。ファ
ラデー回転子１２３は、磁界の方向に従って、偏光フィ
ルタ１０４と１０５の間を通過する光の偏光角を±４５
゜だけ回転させる。磁界の方向は、フィルタ１０４と１
０５の間における光の進行方向に対して平行な成分を備
える磁界を発生する、コイル１１０を通る電流によって
決まる。この電流は、方向制御信号に応答して電流の方
向を設定する、電流源１０９によって供給される。方向
制御信号は、電気または光信号とすることが可能であ
る。本発明では、ファラデー回転子がラッチ材料を利用
する他の例も用いられている。こうした実施態様の場
合、電流パルスによって、磁化方向が設定される。磁化
方向は、別の電流パルスが印加されるまで同じままであ
る。同様に、制御信号に応答して磁石方向を反転させる
ための装置と共に、永久磁石を利用することも可能であ
る。
【００１６】光アイソレータ１００が機能するために
は、光アイソレータに入射した光の少なくとも一部が、
入力ポートにおいて偏光フィルタとアライメントがとれ
たものと仮定される。残りの光は失われる。切り換え可
能な磁界を有するファラデー回転子から、この制約のな
い、ほぼ全ての光が通過する実施態様を構成することも
可能である。次に、任意の偏光状態の光を受けて、光学
コンポーネントによる吸収に関連したもの以外に損失を
生じないようにして、光を通過させる、本発明による可
逆性光アイソレータ１５０の概略図である、図６を参照
する。光アイソレータ１５０は、２つの非可逆性偏光回
転子を利用して、アイソレーションを実現する。各非可
逆性偏光回転子は、半波長板と直列をなす可逆性ファラ
デー回転子から構成される。ファラデー回転子によって
得られる偏光ベクトルの回転方向は、それを通る光の進
行方向に関係なく同じである。半波長板は、光の進行方
向に従って、４５゜の回転と−４５゜の回転のいずれか
を生じる。結果として、一方の方向では、偏光ベクトル
が９０゜回転し、もう一方の方向では、回転は０゜にな
る。
は、光アイソレータに入射した光の少なくとも一部が、
入力ポートにおいて偏光フィルタとアライメントがとれ
たものと仮定される。残りの光は失われる。切り換え可
能な磁界を有するファラデー回転子から、この制約のな
い、ほぼ全ての光が通過する実施態様を構成することも
可能である。次に、任意の偏光状態の光を受けて、光学
コンポーネントによる吸収に関連したもの以外に損失を
生じないようにして、光を通過させる、本発明による可
逆性光アイソレータ１５０の概略図である、図６を参照
する。光アイソレータ１５０は、２つの非可逆性偏光回
転子を利用して、アイソレーションを実現する。各非可
逆性偏光回転子は、半波長板と直列をなす可逆性ファラ
デー回転子から構成される。ファラデー回転子によって
得られる偏光ベクトルの回転方向は、それを通る光の進
行方向に関係なく同じである。半波長板は、光の進行方
向に従って、４５゜の回転と−４５゜の回転のいずれか
を生じる。結果として、一方の方向では、偏光ベクトル
が９０゜回転し、もう一方の方向では、回転は０゜にな
る。
【００１７】可逆性ファラデー回転子１６２及び１６４
は、アイソレータ１５０がポート１５２からポート１５
５に光を通過させるように設定される。ポート１５２に
入射する光は、レンズ１５３によって平行化される。偏
光ビーム・スプリッタ１８１によって、入射光の偏光ベ
クトル１９１は１９２及び１９４で示す直交成分に分解
される。偏光ビーム・スプリッタは、選択的に、所定の
偏波状態の光を反射し、直交偏波状態の光を通すプリズ
ムから構成される。スプリッタ１８１によって反射され
る偏光成分は、ミラー１７１で反射されて可逆性ファラ
デー回転子１６２に送り込まれ、４５゜回転する。半波
長板１６３は、１９５で示すように、偏光ベクトルをさ
らに４５゜だけ回転させる。この偏光は、偏光スプリッ
タ１８２を通過する。
は、アイソレータ１５０がポート１５２からポート１５
５に光を通過させるように設定される。ポート１５２に
入射する光は、レンズ１５３によって平行化される。偏
光ビーム・スプリッタ１８１によって、入射光の偏光ベ
クトル１９１は１９２及び１９４で示す直交成分に分解
される。偏光ビーム・スプリッタは、選択的に、所定の
偏波状態の光を反射し、直交偏波状態の光を通すプリズ
ムから構成される。スプリッタ１８１によって反射され
る偏光成分は、ミラー１７１で反射されて可逆性ファラ
デー回転子１６２に送り込まれ、４５゜回転する。半波
長板１６３は、１９５で示すように、偏光ベクトルをさ
らに４５゜だけ回転させる。この偏光は、偏光スプリッ
タ１８２を通過する。
【００１８】スプリッタ１８１を通過した入力光の成分
が、１９２に示されている。この成分は、同様に、可逆
性ファラデー回転子１６４及び半波長板１６５によっ
て、全体として９０゜回転する。半波長板１６５の出力
は、ミラー１７２によって反射されて、スプリッタ１８
２に送り込まれる。この偏光は、スプリッタ１８２によ
って反射されて、レンズ１５４に送り込まれ、上述の半
波長板１６３と結合して、１９６で示す入射光を再構成
する。
が、１９２に示されている。この成分は、同様に、可逆
性ファラデー回転子１６４及び半波長板１６５によっ
て、全体として９０゜回転する。半波長板１６５の出力
は、ミラー１７２によって反射されて、スプリッタ１８
２に送り込まれる。この偏光は、スプリッタ１８２によ
って反射されて、レンズ１５４に送り込まれ、上述の半
波長板１６３と結合して、１９６で示す入射光を再構成
する。
【００１９】次に、ビーム・スプリッタ１８１によっ
て、ポート１５５に入射した光が、ポート１５２を介し
て射出するのを阻止するやり方が例示された、図７を参
照する。半波長板１６３とファラデー回転子１６２を組
み合わせることによって、偏光ベクトルはこの進行方向
に関して不変のままになる。従って、スプリッタ１８２
によって通される偏光成分は、１９７で示すのと同じ偏
光のまま、可逆性ファラデー回転子を出てゆく。この成
分は、ミラー１７１によって反射されて、スプリッタ１
８１に送り込まれ、スプリッタ１８１を通過する。スプ
リッタ１８２及びミラー１７２によって反射された入射
光は、ファラデー回転子１６４が、半波長板１６５によ
って導入される４５゜の回転を逆にするので、不変のま
ま半波長板１６５及び可逆性ファラデー回転子１６４を
通過する。この偏光成分は、スプリッタ１８１によって
反射され、偏光成分１９７と再結合する。次に、再構成
された光は、１９９で示すようにスプリッタ１８１の下
部を介して射出し、このため、レンズ１５３をはずれる
ことになる。
て、ポート１５５に入射した光が、ポート１５２を介し
て射出するのを阻止するやり方が例示された、図７を参
照する。半波長板１６３とファラデー回転子１６２を組
み合わせることによって、偏光ベクトルはこの進行方向
に関して不変のままになる。従って、スプリッタ１８２
によって通される偏光成分は、１９７で示すのと同じ偏
光のまま、可逆性ファラデー回転子を出てゆく。この成
分は、ミラー１７１によって反射されて、スプリッタ１
８１に送り込まれ、スプリッタ１８１を通過する。スプ
リッタ１８２及びミラー１７２によって反射された入射
光は、ファラデー回転子１６４が、半波長板１６５によ
って導入される４５゜の回転を逆にするので、不変のま
ま半波長板１６５及び可逆性ファラデー回転子１６４を
通過する。この偏光成分は、スプリッタ１８１によって
反射され、偏光成分１９７と再結合する。次に、再構成
された光は、１９９で示すようにスプリッタ１８１の下
部を介して射出し、このため、レンズ１５３をはずれる
ことになる。
【００２０】可逆性ファラデー回転子の磁界を逆にする
と、ファラデー回転子の−４５゜と半波長板の−４５゜
の組み合わせによって、偏光ベクトルが９０゜回転する
ので、ポート１５５に入射する光は、ポート１５２から
射出する。結果生じる偏光成分を備えた光は、ビーム・
スプリッタ１８１によって反射されて、結合され、レン
ズ１５３を介して射出する。同様に、ファラデー回転子
によって得られる−４５゜の回転と半波長板によって得
られる４５゜の回転が組み合わせられると、相殺が生
じ、この結果、結合した光がスプリッタ１８２の上部を
介して射出し、このため、レンズ１５４をはずれること
になるので、ポート１５２に入射する光は、ポート１５
５を介して出てゆかないように阻止される。
と、ファラデー回転子の−４５゜と半波長板の−４５゜
の組み合わせによって、偏光ベクトルが９０゜回転する
ので、ポート１５５に入射する光は、ポート１５２から
射出する。結果生じる偏光成分を備えた光は、ビーム・
スプリッタ１８１によって反射されて、結合され、レン
ズ１５３を介して射出する。同様に、ファラデー回転子
によって得られる−４５゜の回転と半波長板によって得
られる４５゜の回転が組み合わせられると、相殺が生
じ、この結果、結合した光がスプリッタ１８２の上部を
介して射出し、このため、レンズ１５４をはずれること
になるので、ポート１５２に入射する光は、ポート１５
５を介して出てゆかないように阻止される。
【００２１】以上の説明から明らかなように、半波長板
と偏光ビーム・スプリッタを組み合わせると、図５に示
す偏光フィルタ１０４及び１０５と同じ偏光フィルタリ
ング機能を果たす。従って、可逆性アイソレータは、可
逆性ファラデー回転子と、２つの偏光フィルタ、すなわ
ち、ファラデー回転子に入射する光の偏光を設定するフ
ィルタ、及び、ファラデー回転子から射出する所定の偏
波状態の光を阻止するフィルタから構成されるものとみ
なすことが可能である。
と偏光ビーム・スプリッタを組み合わせると、図５に示
す偏光フィルタ１０４及び１０５と同じ偏光フィルタリ
ング機能を果たす。従って、可逆性アイソレータは、可
逆性ファラデー回転子と、２つの偏光フィルタ、すなわ
ち、ファラデー回転子に入射する光の偏光を設定するフ
ィルタ、及び、ファラデー回転子から射出する所定の偏
波状態の光を阻止するフィルタから構成されるものとみ
なすことが可能である。
【００２２】次に、本発明による光増幅器２００の概略
図である図８を参照する。増幅器２００には、利得素子
２０１が含まれている。増幅器２００には、可逆性光ア
イソレータ２０２及び２０３によって、光導波路２０４
の他のコンポーネントからアイソレートされる利得素子
２０１が含まれている。増幅器２００を通る光の伝搬方
向は、可逆性アイソレータに対してアイソレータのそれ
ぞれにおける伝搬方向を決める信号を加えることによっ
て選択される。伝搬方向が、両方のアイソレータについ
て同じでなければならないのは明らかである。利得素子
は、Ｅｒ3+をドープした光ファイバが望ましいが、他の
利得素子の利用も可能である。留意すべきは、光増幅器
２００が、光アイソレータの１つだけで機能するが、結
果としての増幅器は、さらにノイズを被る可能性がある
という点である。
図である図８を参照する。増幅器２００には、利得素子
２０１が含まれている。増幅器２００には、可逆性光ア
イソレータ２０２及び２０３によって、光導波路２０４
の他のコンポーネントからアイソレートされる利得素子
２０１が含まれている。増幅器２００を通る光の伝搬方
向は、可逆性アイソレータに対してアイソレータのそれ
ぞれにおける伝搬方向を決める信号を加えることによっ
て選択される。伝搬方向が、両方のアイソレータについ
て同じでなければならないのは明らかである。利得素子
は、Ｅｒ3+をドープした光ファイバが望ましいが、他の
利得素子の利用も可能である。留意すべきは、光増幅器
２００が、光アイソレータの１つだけで機能するが、結
果としての増幅器は、さらにノイズを被る可能性がある
という点である。
【００２３】本発明の上記実施態様では、ある偏波状態
の光を反射し、その一方で、直交偏波状態の光を透過す
ることによって機能を果たす偏光ビーム・スプリッタが
利用されている。しかし、以上の説明から当該技術者に
は明らかなように、他のタイプのビーム・スプリッタを
利用することも可能である。例えば、偏波状態の異なる
光成分が、金紅石結晶に光を通すことによって空間的に
分離される「ウォーク・オフ」結晶に基づくビーム・ス
プリッタを利用することも可能である。従って、本明細
書において用いられるビーム・スプリッタという用語
は、ビームを２つの直交偏光成分に分割する任意の装置
を含むものと定義される。
の光を反射し、その一方で、直交偏波状態の光を透過す
ることによって機能を果たす偏光ビーム・スプリッタが
利用されている。しかし、以上の説明から当該技術者に
は明らかなように、他のタイプのビーム・スプリッタを
利用することも可能である。例えば、偏波状態の異なる
光成分が、金紅石結晶に光を通すことによって空間的に
分離される「ウォーク・オフ」結晶に基づくビーム・ス
プリッタを利用することも可能である。従って、本明細
書において用いられるビーム・スプリッタという用語
は、ビームを２つの直交偏光成分に分割する任意の装置
を含むものと定義される。
【００２４】以上、本発明の実施例について詳述した
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
が、以下、本発明の各実施態様の例を示す。
【００２５】（実施態様１）以下の（ａ）から（ｃ）を
含むことを特徴とする可逆性光アイソレータ［１００、
１５０］、（ａ）第１の偏光フィルタ［１０４、１８
１］、（ｂ）受信する制御信号によって磁界方向が決ま
るファラデー回転子［１２３、１６２、１６４］、
（ｃ）第２の偏光フィルタ［１０５、１８２］。
含むことを特徴とする可逆性光アイソレータ［１００、
１５０］、（ａ）第１の偏光フィルタ［１０４、１８
１］、（ｂ）受信する制御信号によって磁界方向が決ま
るファラデー回転子［１２３、１６２、１６４］、
（ｃ）第２の偏光フィルタ［１０５、１８２］。
【００２６】（実施態様２）前記第１の偏光フィルタ
［１０４、１８１］に、入射光を偏光成分が直交する２
つの光ビームに分割するための偏光ビーム・スプリッタ
が含まれていることを特徴とする、実施態様１に記載の
光アイソレータ［１００、１５０］。
［１０４、１８１］に、入射光を偏光成分が直交する２
つの光ビームに分割するための偏光ビーム・スプリッタ
が含まれていることを特徴とする、実施態様１に記載の
光アイソレータ［１００、１５０］。
【００２７】（実施態様３）前記第２の偏光フィルタ
［１０５、１８２］に、入射光を偏光成分が直交する２
つの光ビームに分割するための半波長板及び偏光ビーム
・スプリッタが含まれていることを特徴とする、実施態
様２に記載の光アイソレータ［１００、１５０］。
［１０５、１８２］に、入射光を偏光成分が直交する２
つの光ビームに分割するための半波長板及び偏光ビーム
・スプリッタが含まれていることを特徴とする、実施態
様２に記載の光アイソレータ［１００、１５０］。
【００２８】（実施態様４）以下の（ａ）から（ｃ）を
含むことを特徴とする光増幅器［２００］、（ａ）増幅
すべき光を受光するための光導波路［２０４］、（ｂ）
前記光導波路に接続され通過する光を増幅する利得素子
［２０１］、（ｃ）前記利得素子に結合され、加えられ
る制御信号によって決まる方向への光の伝搬を阻止する
ための第１のアイソレータ［２０２］。
含むことを特徴とする光増幅器［２００］、（ａ）増幅
すべき光を受光するための光導波路［２０４］、（ｂ）
前記光導波路に接続され通過する光を増幅する利得素子
［２０１］、（ｃ）前記利得素子に結合され、加えられ
る制御信号によって決まる方向への光の伝搬を阻止する
ための第１のアイソレータ［２０２］。
【００２９】（実施態様５）前記第１の光アイソレータ
［２０２］に、前記制御信号によって磁界方向が決まる
ファラデー回転子が含まれることを特徴とする、実施態
様４に記載の光増幅器［２００］。
［２０２］に、前記制御信号によって磁界方向が決まる
ファラデー回転子が含まれることを特徴とする、実施態
様４に記載の光増幅器［２００］。
【００３０】（実施態様６）さらに、前記利得素子に結
合されており、前記制御信号によって決まる方向への光
の伝搬を阻止するための第２のアイソレータ［２０３］
が含まれていることと、前記利得素子［２０１］が、前
記第１と前記第２の光アイソレータ［２０２、２０３］
の間に挟持されていることを特徴とする、実施態様４に
記載の光増幅器［２００］。
合されており、前記制御信号によって決まる方向への光
の伝搬を阻止するための第２のアイソレータ［２０３］
が含まれていることと、前記利得素子［２０１］が、前
記第１と前記第２の光アイソレータ［２０２、２０３］
の間に挟持されていることを特徴とする、実施態様４に
記載の光増幅器［２００］。
【００３１】当該技術者には、以上の説明及び添付の図
面から本発明に対するさまざまな修正が明らかになるで
あろう。従って、本発明は、下記の請求の範囲による制
限だけしか受けないものとする。
面から本発明に対するさまざまな修正が明らかになるで
あろう。従って、本発明は、下記の請求の範囲による制
限だけしか受けないものとする。
【図１】可逆性通過方向を有する光アイソレータ１０の
基本素子を通る光の伝搬を示す図である。
基本素子を通る光の伝搬を示す図である。
【図２】可逆性通過方向を有する光アイソレータ１０の
基本素子を通る光の伝搬を示す図である。
基本素子を通る光の伝搬を示す図である。
【図３】可逆性通過方向を有する光アイソレータ１０の
基本素子を通る光の伝搬を示す図である。
基本素子を通る光の伝搬を示す図である。
【図４】可逆性通過方向を有する光アイソレータ１０の
基本素子を通る光の伝搬を示す図である。
基本素子を通る光の伝搬を示す図である。
【図５】本発明による可逆性光アイソレータの断面図で
ある。
ある。
【図６】本発明による可逆性光アイソレータの他の実施
態様の断面図である。
態様の断面図である。
【図７】本発明による可逆性光アイソレータの他の実施
態様の断面図である。
態様の断面図である。
【図８】本発明による光増幅器の概略図である。
１００、１５０、２０２、２０３：可逆性光アイソレー
タ １０４、１０５、１８１、１８２：偏光フィルタ １２３、１６２、１６４：ファラデー回転子 ２００：光増幅器 ２０４：光導波路 ２０１：利得素子
タ １０４、１０５、１８１、１８２：偏光フィルタ １２３、１６２、１６４：ファラデー回転子 ２００：光増幅器 ２０４：光導波路 ２０１：利得素子
Claims (1)
- 【請求項１】以下の（ａ）から（ｃ）を含むことを特徴
とする可逆性光アイソレータ、（ａ）第１の偏光フィル
タ、（ｂ）受信する制御信号によって磁界方向が決まる
ファラデー回転子、（ｃ）第２の偏光フィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US013,868 | 1998-01-27 | ||
| US09/013,868 US6101026A (en) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Reversible amplifier for optical networks |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264959A true JPH11264959A (ja) | 1999-09-28 |
Family
ID=21762212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11015540A Pending JPH11264959A (ja) | 1998-01-27 | 1999-01-25 | 光ネットワ―ク用可逆性光増幅器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6101026A (ja) |
| EP (1) | EP0932069A1 (ja) |
| JP (1) | JPH11264959A (ja) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6188810B1 (en) * | 1999-03-03 | 2001-02-13 | Agilent Technologies, Inc. | Reversible ring coupler for optical networks |
| US6882765B1 (en) | 1999-11-02 | 2005-04-19 | Xros, Inc. | Connection protection between clients and optical cross-connect switches |
| US6597826B1 (en) | 1999-11-02 | 2003-07-22 | Xros, Inc. | Optical cross-connect switching system with bridging, test access and redundancy |
| US6571030B1 (en) | 1999-11-02 | 2003-05-27 | Xros, Inc. | Optical cross-connect switching system |
| US6792174B1 (en) | 1999-11-02 | 2004-09-14 | Nortel Networks Limited | Method and apparatus for signaling between an optical cross-connect switch and attached network equipment |
| US6650803B1 (en) | 1999-11-02 | 2003-11-18 | Xros, Inc. | Method and apparatus for optical to electrical to optical conversion in an optical cross-connect switch |
| US6535324B1 (en) * | 2000-05-23 | 2003-03-18 | Novera Optics, Inc. | Bi-directional wavelength-selective optical data apparatus |
| US6459528B1 (en) * | 2000-05-23 | 2002-10-01 | Avanex Corporation | Optical passive components and bi-directional amplifier |
| US6839169B2 (en) * | 2002-06-17 | 2005-01-04 | Agilent Technologies, Inc. | Optical apparatus and method for selectively transmitting optical signals |
| US7128687B2 (en) * | 2004-03-19 | 2006-10-31 | Ford Global Technologies, Llc | Electromechanically actuated valve control for an internal combustion engine |
| TWI360967B (en) * | 2008-10-28 | 2012-03-21 | Ind Tech Res Inst | Reconfigurable optical amplifier, reversible optic |
| CN101900892A (zh) * | 2010-06-23 | 2010-12-01 | 福建福晶科技股份有限公司 | 一种波长可调的光隔离器 |
| US12007605B2 (en) | 2011-06-08 | 2024-06-11 | Skorpios Technologies, Inc. | Monolithically-integrated, polarization-independent circulator |
| US9091813B2 (en) | 2011-06-08 | 2015-07-28 | Skorpios Technologies, Inc. | Systems and methods for photonic polarization beam splitters |
| EP2880764B1 (en) | 2012-08-06 | 2019-10-23 | Skorpios Technologies, Inc. | Method and system for the monolithic integration of circuits for monitoring and control of rf signals |
| US9337933B2 (en) | 2012-10-19 | 2016-05-10 | Skorpios Technologies, Inc. | Integrated optical network unit |
| WO2018017958A2 (en) | 2016-07-22 | 2018-01-25 | Skorpios Technologies, Inc. | Monolithically-integrated, polarization-independent circulator |
| CN106019617B (zh) * | 2016-07-28 | 2018-11-06 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 一种光隔离合束装置 |
| CN113534351B (zh) * | 2021-09-17 | 2022-02-11 | 北京工业大学 | 一种柱矢量光纤隔离器及光学设备 |
| JP2023143534A (ja) * | 2022-03-25 | 2023-10-06 | 富士通オプティカルコンポーネンツ株式会社 | 光デバイス及び光受信装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55121215U (ja) * | 1979-02-21 | 1980-08-28 | ||
| JPH01274111A (ja) * | 1988-04-27 | 1989-11-01 | Hitachi Electron Eng Co Ltd | シャッタ機能付き光アイソレータ |
| JPH03125125A (ja) * | 1989-10-09 | 1991-05-28 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光増幅部 |
| JPH04264227A (ja) * | 1991-02-19 | 1992-09-21 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ファイバ伝送路およびその障害検出方法 |
| WO1994015243A1 (en) * | 1992-12-22 | 1994-07-07 | Telstra Corporation Limited | An optical isolator |
| US5815308A (en) * | 1996-05-20 | 1998-09-29 | Northern Telecom Limited | Bidirectional optical amplifier |
-
1998
- 1998-01-27 US US09/013,868 patent/US6101026A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-02 EP EP98118664A patent/EP0932069A1/en not_active Withdrawn
-
1999
- 1999-01-25 JP JP11015540A patent/JPH11264959A/ja active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6101026A (en) | 2000-08-08 |
| EP0932069A1 (en) | 1999-07-28 |
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