JPH1138363A - ３ポート型光サーキュレータ - Google Patents
３ポート型光サーキュレータInfo
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- JPH1138363A JPH1138363A JP20862097A JP20862097A JPH1138363A JP H1138363 A JPH1138363 A JP H1138363A JP 20862097 A JP20862097 A JP 20862097A JP 20862097 A JP20862097 A JP 20862097A JP H1138363 A JPH1138363 A JP H1138363A
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- optical circulator
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 消光比の低い偏光プリズムを使用しても、高
アイソレーション特性を実現できるようにする。 【解決手段】 内部に偏光分離膜ａを有すると共にそれ
と平行に反射膜ｂを設けた第１及び第２の偏光プリズム
１０，１２の間に、４５度ファラデー回転子１４と、１
／２波長板１６とを配置し、第１のポートＰ1 からの出
射光が第２のポートＰ2 に結合し、第２のポートからの
出射光が第３のポートＰ3 に結合する３ポート型光サー
キュレータである。第１のポートと第１の偏光プリズム
との間に、楔型複屈折板からなる偏光子３０と４５度フ
ァラデー回転子３２と楔型複屈折板からなる検光子３４
とを、その順序で配列した光アイソレータユニット２２
を配置する。更に第１の偏光プリズムと第３のポートと
の間にも、同様の光アイソレータユニットを組み込んで
もよい。
アイソレーション特性を実現できるようにする。 【解決手段】 内部に偏光分離膜ａを有すると共にそれ
と平行に反射膜ｂを設けた第１及び第２の偏光プリズム
１０，１２の間に、４５度ファラデー回転子１４と、１
／２波長板１６とを配置し、第１のポートＰ1 からの出
射光が第２のポートＰ2 に結合し、第２のポートからの
出射光が第３のポートＰ3 に結合する３ポート型光サー
キュレータである。第１のポートと第１の偏光プリズム
との間に、楔型複屈折板からなる偏光子３０と４５度フ
ァラデー回転子３２と楔型複屈折板からなる検光子３４
とを、その順序で配列した光アイソレータユニット２２
を配置する。更に第１の偏光プリズムと第３のポートと
の間にも、同様の光アイソレータユニットを組み込んで
もよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２個の複合偏光プ
リズム（偏光ビームスプリッタ）の間に４５度ファラデ
ー回転子と１／２波長板とを配置し、第１のポートから
の出射光が第２のポートに結合し、第２のポートの出射
光が第３のポートに結合する光サーキュレータに関する
ものであり、更に詳しく述べると、第１のポートと第１
の偏光プリズムとの間に光アイソレータユニットを配置
した３ポート型光サーキュレータに関するものである。
この光サーキュレータは、例えば光通信用の分野におけ
る双方向通信やデータリンクなどに有用である。
リズム（偏光ビームスプリッタ）の間に４５度ファラデ
ー回転子と１／２波長板とを配置し、第１のポートから
の出射光が第２のポートに結合し、第２のポートの出射
光が第３のポートに結合する光サーキュレータに関する
ものであり、更に詳しく述べると、第１のポートと第１
の偏光プリズムとの間に光アイソレータユニットを配置
した３ポート型光サーキュレータに関するものである。
この光サーキュレータは、例えば光通信用の分野におけ
る双方向通信やデータリンクなどに有用である。
【０００２】
【従来の技術】光サーキュレータは、あるポートからの
入射光を特定方向の別のポートのみに出射する機能をも
つ多ポート受動非相反素子である。従来公知の光サーキ
ュレータとしては、例えば図７に示す構造がある。これ
は第１の偏光プリズム１０と第２の偏光プリズム１２と
の間に、４５度ファラデー回転子１４と１／２波長板１
６とを配置した構成である（例えば、特公昭６０−４９
８８７号公報参照）。両偏光プリズム１０，１２は、そ
れぞれ内部に偏光分離膜ａを挾むように直角三角形プリ
ズムと平行四辺形プリズムを接合し、前記偏光分離膜ａ
と平行に反射膜ｂを設けた構造である。
入射光を特定方向の別のポートのみに出射する機能をも
つ多ポート受動非相反素子である。従来公知の光サーキ
ュレータとしては、例えば図７に示す構造がある。これ
は第１の偏光プリズム１０と第２の偏光プリズム１２と
の間に、４５度ファラデー回転子１４と１／２波長板１
６とを配置した構成である（例えば、特公昭６０−４９
８８７号公報参照）。両偏光プリズム１０，１２は、そ
れぞれ内部に偏光分離膜ａを挾むように直角三角形プリ
ズムと平行四辺形プリズムを接合し、前記偏光分離膜ａ
と平行に反射膜ｂを設けた構造である。
【０００３】第１のポートＰ1 から出射した光は第１の
偏光プリズム１０に入射し、偏光分離膜ａによってＰ偏
光とＳ偏光とに分離する。Ｐ偏光は、偏光分離膜ａを通
過する。Ｓ偏光は、偏光分離膜ａで反射して、反射膜ｂ
で全反射する。これによってＰ偏光とＳ偏光とは互いに
平行になり、それぞれファラデー回転子１４と１／２波
長板１６とに入射する。このときＰ偏光はＰ偏光、Ｓ偏
光はＳ偏光のままである。Ｐ偏光は第２の偏光プリズム
１２の反射膜ｂで全反射し、偏光分離膜ａでＳ偏光と再
結合して第２のポートＰ2 に結合する。
偏光プリズム１０に入射し、偏光分離膜ａによってＰ偏
光とＳ偏光とに分離する。Ｐ偏光は、偏光分離膜ａを通
過する。Ｓ偏光は、偏光分離膜ａで反射して、反射膜ｂ
で全反射する。これによってＰ偏光とＳ偏光とは互いに
平行になり、それぞれファラデー回転子１４と１／２波
長板１６とに入射する。このときＰ偏光はＰ偏光、Ｓ偏
光はＳ偏光のままである。Ｐ偏光は第２の偏光プリズム
１２の反射膜ｂで全反射し、偏光分離膜ａでＳ偏光と再
結合して第２のポートＰ2 に結合する。
【０００４】第２のポートＰ2 からの出射光は、第２の
偏光プリズム１２に入射し、偏光分離膜ａによってＰ偏
光とＳ偏光とに分離する。Ｐ偏光は、偏光分離膜ａを通
過して、反射膜ｂで全反射する。Ｓ偏光は、偏光分離膜
ａで反射する。これによってＰ偏光とＳ偏光とは互いに
平行になり、それぞれ１／２波長板１６とファラデー回
転子１４とに入射する。このとき４５度ずつ同方向に偏
光面が回転するため、Ｐ偏光はＳ偏光に、Ｓ偏光はＰ偏
光に変換され、第１のプリズム１０に至る。そしてＰ偏
光は第１の偏光プリズム１０の反射膜ｂで全反射し、偏
光分離膜ａでＳ偏光と再結合して第３のポートＰ3 に結
合する。
偏光プリズム１２に入射し、偏光分離膜ａによってＰ偏
光とＳ偏光とに分離する。Ｐ偏光は、偏光分離膜ａを通
過して、反射膜ｂで全反射する。Ｓ偏光は、偏光分離膜
ａで反射する。これによってＰ偏光とＳ偏光とは互いに
平行になり、それぞれ１／２波長板１６とファラデー回
転子１４とに入射する。このとき４５度ずつ同方向に偏
光面が回転するため、Ｐ偏光はＳ偏光に、Ｓ偏光はＰ偏
光に変換され、第１のプリズム１０に至る。そしてＰ偏
光は第１の偏光プリズム１０の反射膜ｂで全反射し、偏
光分離膜ａでＳ偏光と再結合して第３のポートＰ3 に結
合する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような構造の光サ
ーキュレータでは、第１及び第２の偏光プリズム内の偏
光分離膜でＰ偏光が反射する成分が多いため、該偏光プ
リズムの消光比によってアイソレーションが決定されて
しまう。そのため、従来技術におけるアイソレーション
は、せいぜい２８〜３０ｄＢ程度であり、それ以上に高
アイソレーション化することは困難であった。しかし、
最近の光通信などの分野での使用では、より一層高アイ
ソレーションの光サーキュレータが望まれている。
ーキュレータでは、第１及び第２の偏光プリズム内の偏
光分離膜でＰ偏光が反射する成分が多いため、該偏光プ
リズムの消光比によってアイソレーションが決定されて
しまう。そのため、従来技術におけるアイソレーション
は、せいぜい２８〜３０ｄＢ程度であり、それ以上に高
アイソレーション化することは困難であった。しかし、
最近の光通信などの分野での使用では、より一層高アイ
ソレーションの光サーキュレータが望まれている。
【０００６】本発明の目的は、消光比の低い偏光プリズ
ムを使用しても、高アイソレーション特性を実現できる
３ポート型光サーキュレータを提供することである。ま
た本発明の他の目的は、低挿入損失、低偏光依存性、低
クロストーク特性を呈する３ポート型光サーキュレータ
を提供することである。
ムを使用しても、高アイソレーション特性を実現できる
３ポート型光サーキュレータを提供することである。ま
た本発明の他の目的は、低挿入損失、低偏光依存性、低
クロストーク特性を呈する３ポート型光サーキュレータ
を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に偏光分
離膜を有すると共にそれと平行に反射膜を設けた第１及
び第２の偏光プリズムの間に、４５度ファラデー回転子
と、１／２波長板とを配置し、第１のポートからの出射
光が第１の偏光プリズムへ入射して、第２の偏光プリズ
ムからの出射光が第２のポートに結合し、該第２のポー
トからの第２の偏光プリズムへ入射して、第１の偏光プ
リズムからの出射光が第３のポートに結合する３ポート
型光サーキュレータである。ここで、第１のポートと第
１の偏光プリズムとの間に、楔型複屈折板からなる偏光
子と４５度ファラデー回転子と楔型複屈折板からなる検
光子とを、その順序で配列した光アイソレータユニット
を配置しており、この点に本発明の特徴がある。
離膜を有すると共にそれと平行に反射膜を設けた第１及
び第２の偏光プリズムの間に、４５度ファラデー回転子
と、１／２波長板とを配置し、第１のポートからの出射
光が第１の偏光プリズムへ入射して、第２の偏光プリズ
ムからの出射光が第２のポートに結合し、該第２のポー
トからの第２の偏光プリズムへ入射して、第１の偏光プ
リズムからの出射光が第３のポートに結合する３ポート
型光サーキュレータである。ここで、第１のポートと第
１の偏光プリズムとの間に、楔型複屈折板からなる偏光
子と４５度ファラデー回転子と楔型複屈折板からなる検
光子とを、その順序で配列した光アイソレータユニット
を配置しており、この点に本発明の特徴がある。
【０００８】第１の偏光プリズムに隣接した第１のポー
トに、楔型複屈折板からなる偏光子と４５度ファラデー
回転子と楔型複屈折板からなる検光子とを、その順序で
配列した光アイソレータユニットを配置すると、光サー
キュレータ本体を構成する各光学部品（即ち、第１の偏
光プリズム、ファラデー回転子、１／２波長板、第２の
偏光プリズムなど）で発生する漏れ光成分を取り除くこ
とができ、それによって高アイソレーションが得られ
る。
トに、楔型複屈折板からなる偏光子と４５度ファラデー
回転子と楔型複屈折板からなる検光子とを、その順序で
配列した光アイソレータユニットを配置すると、光サー
キュレータ本体を構成する各光学部品（即ち、第１の偏
光プリズム、ファラデー回転子、１／２波長板、第２の
偏光プリズムなど）で発生する漏れ光成分を取り除くこ
とができ、それによって高アイソレーションが得られ
る。
【０００９】また本発明では、上記構成に加えて、更に
第１の偏光プリズムと第３のポートとの間にも、楔型複
屈折板からなる偏光子と４５度ファラデー回転子と楔型
複屈折板からなる検光子とを、その順序で配列した光ア
イソレータユニットを配置してもよい。この構成は、第
３のポートでの反射戻り光が第１のポートに結合するの
を、より確実に防止できる。
第１の偏光プリズムと第３のポートとの間にも、楔型複
屈折板からなる偏光子と４５度ファラデー回転子と楔型
複屈折板からなる検光子とを、その順序で配列した光ア
イソレータユニットを配置してもよい。この構成は、第
３のポートでの反射戻り光が第１のポートに結合するの
を、より確実に防止できる。
【００１０】上記の３ポート型光サーキュレータに組み
込む光アイソレータユニットとしては、楔型複屈折板か
らなる偏光子と４５度ファラデー回転子と楔型複屈折板
からなる検光子の他に、偏波分散補償用の平行平板型複
屈折板を、その順序で配列した構造が好ましい。この構
成では、所望の板厚の平行平板型複屈折板を配置するこ
とで、偏光子及び検光子によって発生する常光と異常光
とによる偏波分散を無くすことができる。
込む光アイソレータユニットとしては、楔型複屈折板か
らなる偏光子と４５度ファラデー回転子と楔型複屈折板
からなる検光子の他に、偏波分散補償用の平行平板型複
屈折板を、その順序で配列した構造が好ましい。この構
成では、所望の板厚の平行平板型複屈折板を配置するこ
とで、偏光子及び検光子によって発生する常光と異常光
とによる偏波分散を無くすことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】光サーキュレータ本体に組み込む
複合偏光プリズム（偏光ビームスプリッタ）は、偏光分
離膜を介して直角三角プリズムと平行四辺形プリズムを
接合した構造でもよいし、偏光分離膜を介して２個の平
行四辺形プリズムを接合した構造でもよい。特に後者の
複合偏光プリズムを用いると、並列対向型光サーキュレ
ータを実現でき、第１のポートと第３のポートとで光フ
ァイバを同一方向に引き出せるため、装置を小型化、細
径化できる利点がある。光アイソレータユニットに組み
込む偏光子及び検光子としては、例えばテーパ状のルチ
ル単結晶を用いる。
複合偏光プリズム（偏光ビームスプリッタ）は、偏光分
離膜を介して直角三角プリズムと平行四辺形プリズムを
接合した構造でもよいし、偏光分離膜を介して２個の平
行四辺形プリズムを接合した構造でもよい。特に後者の
複合偏光プリズムを用いると、並列対向型光サーキュレ
ータを実現でき、第１のポートと第３のポートとで光フ
ァイバを同一方向に引き出せるため、装置を小型化、細
径化できる利点がある。光アイソレータユニットに組み
込む偏光子及び検光子としては、例えばテーパ状のルチ
ル単結晶を用いる。
【００１２】各ポートは、それぞれ光ファイバとフェル
ール、及びその先端に位置するコリメートレンズなどか
ら構成される。そして、実際には、光サーキュレータ本
体と光アイソレータユニットを筐体内に収容し、筐体側
壁に各ポートを設けて、３ポート型光サーキュレータを
組み立てる。
ール、及びその先端に位置するコリメートレンズなどか
ら構成される。そして、実際には、光サーキュレータ本
体と光アイソレータユニットを筐体内に収容し、筐体側
壁に各ポートを設けて、３ポート型光サーキュレータを
組み立てる。
【００１３】
【実施例】図１は本発明に係る３ポート型光サーキュレ
ータの一実施例を示す説明図であり、図２及び図３はそ
の動作説明図である。この光サーキュレータは、光サー
キュレータ本体２０と、２個の光アイソレータユニット
２２，２４との組み合わせからなる。
ータの一実施例を示す説明図であり、図２及び図３はそ
の動作説明図である。この光サーキュレータは、光サー
キュレータ本体２０と、２個の光アイソレータユニット
２２，２４との組み合わせからなる。
【００１４】光サーキュレータ本体２０は、基本的には
従来同様、第１の偏光プリズム１０と第２の偏光プリズ
ム１２との間に、４５度ファラデー回転子１４と１／２
波長板１６とを配置した構成である。両偏光プリズム１
０，１２は、偏光分離膜ａを介して直角三角プリズムと
平行四辺形プリズムを接合し、偏光分離膜ａと平行に反
射膜ｂを設けた構造である。第１のポートＰ1 と第１の
偏光プリズム１０との間に第１の光アイソレータユニッ
ト２２を組み込み、第１の偏光プリズム１０と第３のポ
ートＰ3 との間に第２の光アイソレータユニット２４を
組み込む。第２の偏光プリズム１２側には第２のポート
Ｐ2 を配置する。これらは筐体（図示せず）内に組み付
けられる。ここで第１のポートＰ1 は出射専用ポートで
あり、第２のポートＰ2 は入出射ポートであり、第３の
ポートＰ3 は入射専用ポートである。なお各ポートは、
光ファイバとフェルール及びコリメータレンズなどから
構成され、筐体に取り付けられる。
従来同様、第１の偏光プリズム１０と第２の偏光プリズ
ム１２との間に、４５度ファラデー回転子１４と１／２
波長板１６とを配置した構成である。両偏光プリズム１
０，１２は、偏光分離膜ａを介して直角三角プリズムと
平行四辺形プリズムを接合し、偏光分離膜ａと平行に反
射膜ｂを設けた構造である。第１のポートＰ1 と第１の
偏光プリズム１０との間に第１の光アイソレータユニッ
ト２２を組み込み、第１の偏光プリズム１０と第３のポ
ートＰ3 との間に第２の光アイソレータユニット２４を
組み込む。第２の偏光プリズム１２側には第２のポート
Ｐ2 を配置する。これらは筐体（図示せず）内に組み付
けられる。ここで第１のポートＰ1 は出射専用ポートで
あり、第２のポートＰ2 は入出射ポートであり、第３の
ポートＰ3 は入射専用ポートである。なお各ポートは、
光ファイバとフェルール及びコリメータレンズなどから
構成され、筐体に取り付けられる。
【００１５】前記第１の光アイソレータユニット２２と
第２の光アイソレータユニット２４は同一構成でよく、
いずれも楔型複屈折板からなる偏光子３０と４５度ファ
ラデー回転子３２と楔型複屈折板からなる検光子３４
を、その順序で配列した構成である。検光子３４の光学
軸は、偏光子３０の光学軸に対して、光線方向のまわり
に４５度回転したものを用いる。第１の光アイソレータ
ユニット２２は、第１のポートＰ1 からの出射光に対し
て順方向となるように、即ち偏光子３０が第１のポート
Ｐ1 に対向するように設置する。第２の光アイソレータ
ユニット２４は、第３のポートＰ3 への入射光に対して
順方向となるように、即ち検光子３４が第３のポートＰ
3 に対向するように設置する。
第２の光アイソレータユニット２４は同一構成でよく、
いずれも楔型複屈折板からなる偏光子３０と４５度ファ
ラデー回転子３２と楔型複屈折板からなる検光子３４
を、その順序で配列した構成である。検光子３４の光学
軸は、偏光子３０の光学軸に対して、光線方向のまわり
に４５度回転したものを用いる。第１の光アイソレータ
ユニット２２は、第１のポートＰ1 からの出射光に対し
て順方向となるように、即ち偏光子３０が第１のポート
Ｐ1 に対向するように設置する。第２の光アイソレータ
ユニット２４は、第３のポートＰ3 への入射光に対して
順方向となるように、即ち検光子３４が第３のポートＰ
3 に対向するように設置する。
【００１６】第１のポートＰ1 からの出射光は、図２の
Ａに示すように、第２のポートＰ2に結合する。第１の
ポートＰ1 からの出射光は、第１の光アイソレータユニ
ット２２の偏光子３０に入射し、常光と異常光とで異な
る屈折を受け、各偏光成分が分離して出射する。ファラ
デー回転子３２にて４５度回転した成分は、検光子３４
に入射し、各偏光は屈折して平行光となって出射する。
出射した偏光成分は、光サーキュレータ本体２０の第１
の偏光プリズム１０の偏光分離膜ａにてＰ偏光とＳ偏光
とに分けられ一方は透過し他方は反射する。そしてファ
ラデー回転子１４及び１／２波長板１６で４５度ずつ互
いに逆方向に偏光面が回転するので第２の偏光プリズム
１２では偏光状態が変わっておらず、そのため偏光分離
膜ａでＰ偏光は透過しＳ偏光は反射して、第２のポート
Ｐ2 のレンズを経て光ファイバに集光する。
Ａに示すように、第２のポートＰ2に結合する。第１の
ポートＰ1 からの出射光は、第１の光アイソレータユニ
ット２２の偏光子３０に入射し、常光と異常光とで異な
る屈折を受け、各偏光成分が分離して出射する。ファラ
デー回転子３２にて４５度回転した成分は、検光子３４
に入射し、各偏光は屈折して平行光となって出射する。
出射した偏光成分は、光サーキュレータ本体２０の第１
の偏光プリズム１０の偏光分離膜ａにてＰ偏光とＳ偏光
とに分けられ一方は透過し他方は反射する。そしてファ
ラデー回転子１４及び１／２波長板１６で４５度ずつ互
いに逆方向に偏光面が回転するので第２の偏光プリズム
１２では偏光状態が変わっておらず、そのため偏光分離
膜ａでＰ偏光は透過しＳ偏光は反射して、第２のポート
Ｐ2 のレンズを経て光ファイバに集光する。
【００１７】第２のポートＰ2 からの出射光は、図２の
Ｂに示すように、第３のポートＰ3に結合する。第２の
ポートＰ2 からの出射光は、光サーキュレータ本体２０
の第２の偏光プリズム１２に入射し、該第２の偏光プリ
ズム１２の偏光分離膜ａにてＰ偏光とＳ偏光とに分けら
れ一方は透過し他方は反射する。１／２波長板１６及び
ファラデー回転子１４で４５度ずつ同方向に偏光面が回
転するので、第１の偏光プリズム１０に入射する時には
偏光面が９０度回転していることになる。つまりＰ偏光
はＳ偏光に、Ｓ偏光はＰ偏光に変換され、そのため第１
の偏光プリズム１０の偏光分離膜ａでＰ偏光は透過しＳ
偏光は反射することから、第２の光アイソレータユニッ
ト２４に向かうことになる。第１の偏光プリズム１０か
らの出射光は、第２の光アイソレータユニット２４の偏
光子３０に入射し、常光と異常光とで異なる屈折を受
け、各偏光成分が分離して出射する。ファラデー回転子
３２にて４５度回転した成分は、検光子３４に入射し、
各偏光は屈折して平行光となって出射し、第３のポート
Ｐ3 でレンズを経て光ファイバに集光する。
Ｂに示すように、第３のポートＰ3に結合する。第２の
ポートＰ2 からの出射光は、光サーキュレータ本体２０
の第２の偏光プリズム１２に入射し、該第２の偏光プリ
ズム１２の偏光分離膜ａにてＰ偏光とＳ偏光とに分けら
れ一方は透過し他方は反射する。１／２波長板１６及び
ファラデー回転子１４で４５度ずつ同方向に偏光面が回
転するので、第１の偏光プリズム１０に入射する時には
偏光面が９０度回転していることになる。つまりＰ偏光
はＳ偏光に、Ｓ偏光はＰ偏光に変換され、そのため第１
の偏光プリズム１０の偏光分離膜ａでＰ偏光は透過しＳ
偏光は反射することから、第２の光アイソレータユニッ
ト２４に向かうことになる。第１の偏光プリズム１０か
らの出射光は、第２の光アイソレータユニット２４の偏
光子３０に入射し、常光と異常光とで異なる屈折を受
け、各偏光成分が分離して出射する。ファラデー回転子
３２にて４５度回転した成分は、検光子３４に入射し、
各偏光は屈折して平行光となって出射し、第３のポート
Ｐ3 でレンズを経て光ファイバに集光する。
【００１８】第２のポートＰ2 からの出射光は、前記の
ように、本来、第３のポートＰ3 に結合する。しかし、
第２の偏光プリズム１２及び第１の偏光プリズム１０等
による漏れ光成分のうち第１のポートＰ1 に向かう成分
は、図３に示すように、第１の光アイソレータユニット
２２が逆方向となるように組み込まれているために、第
１のポートＰ1 に向かう光は阻止され光ファイバには集
光しない。即ち、アイソレーションが大幅に改善され
る。また第３のポートＰ3 での反射戻り光は、第２の光
アイソレータユニット２４が逆方向となるように組み込
まれているために、光サーキュレータ本体側に戻ること
は無く、クロストークが低減する。
ように、本来、第３のポートＰ3 に結合する。しかし、
第２の偏光プリズム１２及び第１の偏光プリズム１０等
による漏れ光成分のうち第１のポートＰ1 に向かう成分
は、図３に示すように、第１の光アイソレータユニット
２２が逆方向となるように組み込まれているために、第
１のポートＰ1 に向かう光は阻止され光ファイバには集
光しない。即ち、アイソレーションが大幅に改善され
る。また第３のポートＰ3 での反射戻り光は、第２の光
アイソレータユニット２４が逆方向となるように組み込
まれているために、光サーキュレータ本体側に戻ること
は無く、クロストークが低減する。
【００１９】測定結果の一例を表１に示す。横の行のＰ
1 〜Ｐ3 は光が出射する側のポートを示し、縦の列のＰ
1 〜Ｐ3 は光が入射する側のポートを示す。また括弧内
は従来技術（光サーキュレータ本体のみ）による測定値
である。表１から、挿入損失（ポートＰ1 からポートＰ
2 へ、及びポートＰ2 からポートＰ3 へ）は殆ど増加し
ていない。それに対して、アイソレーション（ポートＰ
2 からポートＰ1 へ、及びポートＰ3 からポートＰ
2 へ）は大幅に改善されており、またクロストーク（ポ
ートＰ3 からポートＰ1 へ）も大幅に改善されているこ
とが分かる。このように、光サーキュレータ本体のアイ
ソレーションが３０ｄＢ程度でも、第１のポートＰ1 と
第１の偏光プリズム１０との間に光アイソレータユニッ
ト２２を挿入することで、高アイソレーションが得られ
る。
1 〜Ｐ3 は光が出射する側のポートを示し、縦の列のＰ
1 〜Ｐ3 は光が入射する側のポートを示す。また括弧内
は従来技術（光サーキュレータ本体のみ）による測定値
である。表１から、挿入損失（ポートＰ1 からポートＰ
2 へ、及びポートＰ2 からポートＰ3 へ）は殆ど増加し
ていない。それに対して、アイソレーション（ポートＰ
2 からポートＰ1 へ、及びポートＰ3 からポートＰ
2 へ）は大幅に改善されており、またクロストーク（ポ
ートＰ3 からポートＰ1 へ）も大幅に改善されているこ
とが分かる。このように、光サーキュレータ本体のアイ
ソレーションが３０ｄＢ程度でも、第１のポートＰ1 と
第１の偏光プリズム１０との間に光アイソレータユニッ
ト２２を挿入することで、高アイソレーションが得られ
る。
【００２０】
【表１】
【００２１】図４は本発明に係る３ポート型光サーキュ
レータの他の実施例を示す説明図である。基本的な構成
は、光アイソレータユニットの内部構造を除けば、図１
に示す実施例と同様であってよいので、対応する部分に
は同一符号を付し、それらについての説明は省略する。
この実施例でも、第１のポートＰ1 と光サーキュレータ
本体２０の第１の偏光プリズム１０との間に第１の光ア
イソレータユニット４２を挿入し、第１の偏光プリズム
１０と第３のポートＰ3 との間に第２の光アイソレータ
ユニット４４を挿入する。これらの光アイソレータユニ
ット４２，４４は、楔型複屈折板からなる偏光子３０と
４５度ファラデー回転子３２と楔型複屈折板からなる検
光子３４と偏波分散補償用の平行平板型複屈折板３６
を、その順序で配列した構造である。順方向に見て、検
光子３４の後に平行平板型複屈折板３６を配列した点
が、前記実施例と異なる。なお、平行平板型複屈折板３
６の光学軸は、検光子３４の光学軸に対して、光線方向
のまわりに９０度回転したものを用いる。平行平板型複
屈折板３６も、例えばルチル単結晶であってよい。
レータの他の実施例を示す説明図である。基本的な構成
は、光アイソレータユニットの内部構造を除けば、図１
に示す実施例と同様であってよいので、対応する部分に
は同一符号を付し、それらについての説明は省略する。
この実施例でも、第１のポートＰ1 と光サーキュレータ
本体２０の第１の偏光プリズム１０との間に第１の光ア
イソレータユニット４２を挿入し、第１の偏光プリズム
１０と第３のポートＰ3 との間に第２の光アイソレータ
ユニット４４を挿入する。これらの光アイソレータユニ
ット４２，４４は、楔型複屈折板からなる偏光子３０と
４５度ファラデー回転子３２と楔型複屈折板からなる検
光子３４と偏波分散補償用の平行平板型複屈折板３６
を、その順序で配列した構造である。順方向に見て、検
光子３４の後に平行平板型複屈折板３６を配列した点
が、前記実施例と異なる。なお、平行平板型複屈折板３
６の光学軸は、検光子３４の光学軸に対して、光線方向
のまわりに９０度回転したものを用いる。平行平板型複
屈折板３６も、例えばルチル単結晶であってよい。
【００２２】第１のポートＰ1 からの出射光は、第１の
光アイソレータユニット４２を通過し、光サーキュレー
タ本体２０によって第２のポートＰ2 に結合する。また
第２のポートＰ2 からの出射光は、光サーキュレータ本
体２０によって第２の光アイソレータユニット４４の方
向に導かれて、第３のポートＰ3 に結合する。第２のポ
ートＰ2 からの出射光の光サーキュレータ本体２０での
漏れ光成分のうち第１の光アイソレータユニット４２に
向かう成分は、第１の光アイソレータユニット４２が漏
れ光成分の通過に対して逆方向に配列されているので、
漏れ光が第１のポートＰ1 に結合することはなく、高ア
イソレーションが得られる。
光アイソレータユニット４２を通過し、光サーキュレー
タ本体２０によって第２のポートＰ2 に結合する。また
第２のポートＰ2 からの出射光は、光サーキュレータ本
体２０によって第２の光アイソレータユニット４４の方
向に導かれて、第３のポートＰ3 に結合する。第２のポ
ートＰ2 からの出射光の光サーキュレータ本体２０での
漏れ光成分のうち第１の光アイソレータユニット４２に
向かう成分は、第１の光アイソレータユニット４２が漏
れ光成分の通過に対して逆方向に配列されているので、
漏れ光が第１のポートＰ1 に結合することはなく、高ア
イソレーションが得られる。
【００２３】この実施例では、第１のポートＰ1 からの
出射光は、第１の光アイソレータユニット４２の偏光子
３０に入射し、常光と異常光とで異なる屈折を受け、各
偏光成分が分離して出射する。ファラデー回転子３２に
て４５度回転した成分は、検光子３４に入射し、各偏光
は屈折して平行光となって出射する。つまり、偏光子３
０と検光子３４にて常光と異常光とは異なる屈折を受
け、異なる光路を辿るため、光路差が生じる。その光路
差によって検光子３４から出射した常光と異常光とは、
伝搬速度に差が生じる。そこで、検光子３４の後に適当
な板厚（前記伝搬速度の差に見合った板厚）の平行平板
型複屈折板３６を設けると、常光は異常光に、異常光は
常光になって通過する。その際の伝搬速度の差で、偏光
子３０と検光子３４にて発生する伝搬速度の差を相殺す
ることにより、各偏光の伝搬速度を同一とし偏波分散の
無い光サーキュレータが実現できる。
出射光は、第１の光アイソレータユニット４２の偏光子
３０に入射し、常光と異常光とで異なる屈折を受け、各
偏光成分が分離して出射する。ファラデー回転子３２に
て４５度回転した成分は、検光子３４に入射し、各偏光
は屈折して平行光となって出射する。つまり、偏光子３
０と検光子３４にて常光と異常光とは異なる屈折を受
け、異なる光路を辿るため、光路差が生じる。その光路
差によって検光子３４から出射した常光と異常光とは、
伝搬速度に差が生じる。そこで、検光子３４の後に適当
な板厚（前記伝搬速度の差に見合った板厚）の平行平板
型複屈折板３６を設けると、常光は異常光に、異常光は
常光になって通過する。その際の伝搬速度の差で、偏光
子３０と検光子３４にて発生する伝搬速度の差を相殺す
ることにより、各偏光の伝搬速度を同一とし偏波分散の
無い光サーキュレータが実現できる。
【００２４】図５は本発明に係る３ポート型光サーキュ
レータの更に他の実施例を示す説明図である。基本的な
構成は、光アイソレータユニットの配置関係を除けば、
図４に示す実施例と同様であってよいので、対応する部
分には同一符号を付し、それらについての説明は省略す
る。この実施例では、第１のポートＰ1 と光サーキュレ
ータ本体２０の第１の偏光プリズム１０との間に光アイ
ソレータユニット４２を挿入しており、第１の偏光プリ
ズム１０と第３のポートＰ3 との間には特に光アイソレ
ータユニットは挿入していない。
レータの更に他の実施例を示す説明図である。基本的な
構成は、光アイソレータユニットの配置関係を除けば、
図４に示す実施例と同様であってよいので、対応する部
分には同一符号を付し、それらについての説明は省略す
る。この実施例では、第１のポートＰ1 と光サーキュレ
ータ本体２０の第１の偏光プリズム１０との間に光アイ
ソレータユニット４２を挿入しており、第１の偏光プリ
ズム１０と第３のポートＰ3 との間には特に光アイソレ
ータユニットは挿入していない。
【００２５】前述のように、第２のポートＰ2 からの出
射光は、本来、光サーキュレータ本体２０によって第３
のポートＰ3 に結合するのであるが、光サーキュレータ
本体２０を構成する各光学部品（第２の偏光プリズム１
２、１／２波長板１６、４５度ファラデー回転子１４、
及び第１の偏光プリズム１０）で漏れ光成分が生じ、一
部が第１のポートＰ1 に向かう。しかし挿入されている
光アイソレータユニット４２は、その漏れ光成分に対し
て逆方向に配列されているので、光の通過は阻止され第
１のポートＰ1 には結合せず、そのためアイソレーショ
ン特性が大幅に改善される。このアイソレーション特性
が最も重要であり、第３のポートＰ3 から第２のポート
Ｐ2 へのアイソレーションあるいは第３のポートＰ3 か
ら第１のポートＰ1 へのクロストークは、使用状態によ
っては（本来、第３のポートＰ3からの出射光は想定さ
れていないので）、さほど大きくする必要が無い場合も
ある。そのような場合に、光アイソレータユニットが１
個で済む本実施例は有効である。
射光は、本来、光サーキュレータ本体２０によって第３
のポートＰ3 に結合するのであるが、光サーキュレータ
本体２０を構成する各光学部品（第２の偏光プリズム１
２、１／２波長板１６、４５度ファラデー回転子１４、
及び第１の偏光プリズム１０）で漏れ光成分が生じ、一
部が第１のポートＰ1 に向かう。しかし挿入されている
光アイソレータユニット４２は、その漏れ光成分に対し
て逆方向に配列されているので、光の通過は阻止され第
１のポートＰ1 には結合せず、そのためアイソレーショ
ン特性が大幅に改善される。このアイソレーション特性
が最も重要であり、第３のポートＰ3 から第２のポート
Ｐ2 へのアイソレーションあるいは第３のポートＰ3 か
ら第１のポートＰ1 へのクロストークは、使用状態によ
っては（本来、第３のポートＰ3からの出射光は想定さ
れていないので）、さほど大きくする必要が無い場合も
ある。そのような場合に、光アイソレータユニットが１
個で済む本実施例は有効である。
【００２６】図６は本発明に係る３ポート型光サーキュ
レータの更に他の実施例を示す説明図である。基本的な
構成は、光サーキュレータ本体の内部構造を除けば、図
４に示す実施例と同様であってよいので、対応する部分
には同一符号を付し、それらについての説明は省略す
る。光サーキュレータ本体５０の第１の偏光プリズム６
０と第２の偏光プリズム６２は、偏光分離膜ａを介して
２個の平行四辺形プリズムを接合し、前記偏光分離膜ａ
と平行に反射膜ｂを設けた構造である。それら第１の偏
光プリズム６０と第２の偏光プリズム６２の間に、４５
度ファラデー回転子１４と１／２波長板１６を配置す
る。この実施例でも、第１のポートＰ1 と光サーキュレ
ータ本体５０の第１の偏光プリズム６０との間に第１の
光アイソレータユニット４２を挿入し、第１の偏光プリ
ズム６０と第３のポートＰ3 との間に第２の光アイソレ
ータユニット４４を挿入する。これらの光アイソレータ
ユニット４２，４４は、楔型複屈折板からなる偏光子３
０と４５度ファラデー回転子３２と楔型複屈折板からな
る検光子３４と偏波分散補償用の平行平板型複屈折板３
６を、その順序で配列した構造である。
レータの更に他の実施例を示す説明図である。基本的な
構成は、光サーキュレータ本体の内部構造を除けば、図
４に示す実施例と同様であってよいので、対応する部分
には同一符号を付し、それらについての説明は省略す
る。光サーキュレータ本体５０の第１の偏光プリズム６
０と第２の偏光プリズム６２は、偏光分離膜ａを介して
２個の平行四辺形プリズムを接合し、前記偏光分離膜ａ
と平行に反射膜ｂを設けた構造である。それら第１の偏
光プリズム６０と第２の偏光プリズム６２の間に、４５
度ファラデー回転子１４と１／２波長板１６を配置す
る。この実施例でも、第１のポートＰ1 と光サーキュレ
ータ本体５０の第１の偏光プリズム６０との間に第１の
光アイソレータユニット４２を挿入し、第１の偏光プリ
ズム６０と第３のポートＰ3 との間に第２の光アイソレ
ータユニット４４を挿入する。これらの光アイソレータ
ユニット４２，４４は、楔型複屈折板からなる偏光子３
０と４５度ファラデー回転子３２と楔型複屈折板からな
る検光子３４と偏波分散補償用の平行平板型複屈折板３
６を、その順序で配列した構造である。
【００２７】第１のポートＰ1 からの出射光は、第１の
光アイソレータユニット４２を通過し、光サーキュレー
タ本体５０によって第２のポートＰ2 に結合する。また
第２のポートＰ2 からの出射光は、光サーキュレータ本
体５０によって第２の光アイソレータユニット４４に導
かれて、第３のポートＰ3 に結合する。第２のポートＰ
2 からの出射光の光サーキュレータ本体５０での漏れ光
成分のうち、第１の光アイソレータユニット４２に向か
う成分は、第１の光アイソレータユニット４２が漏れ光
成分の通過に対して逆方向に配列されているので、漏れ
光が第１のポートＰ1 に結合することはなく、高アイソ
レーションが得られる。
光アイソレータユニット４２を通過し、光サーキュレー
タ本体５０によって第２のポートＰ2 に結合する。また
第２のポートＰ2 からの出射光は、光サーキュレータ本
体５０によって第２の光アイソレータユニット４４に導
かれて、第３のポートＰ3 に結合する。第２のポートＰ
2 からの出射光の光サーキュレータ本体５０での漏れ光
成分のうち、第１の光アイソレータユニット４２に向か
う成分は、第１の光アイソレータユニット４２が漏れ光
成分の通過に対して逆方向に配列されているので、漏れ
光が第１のポートＰ1 に結合することはなく、高アイソ
レーションが得られる。
【００２８】この実施例のように、２個の平行四辺形プ
リズムを組み合わせた偏光プリズムを用いると、第１の
ポートＰ1 と第３のポートＰ3 を並べ、それらに第２の
ポートＰ2 を向かい合わせた並列対向型光サーキュレー
タが構成できる。これは光ファイバを纏めて両側に引き
出せるため、光ファイバの取りまわしが容易となり、装
置の小型化、あるいは細径化に有効である。
リズムを組み合わせた偏光プリズムを用いると、第１の
ポートＰ1 と第３のポートＰ3 を並べ、それらに第２の
ポートＰ2 を向かい合わせた並列対向型光サーキュレー
タが構成できる。これは光ファイバを纏めて両側に引き
出せるため、光ファイバの取りまわしが容易となり、装
置の小型化、あるいは細径化に有効である。
【００２９】
【発明の効果】本発明は、出射専用の第１のポートと光
サーキュレータ本体の第１の偏光プリズムとの間に、楔
型複屈折板からなる偏光子と検光子を用いた光アイソレ
ータユニットを挿入したことにより、光サーキュレータ
本体の各偏光プリズムの消光比が低くても、光サーキュ
レータ全体としてのアイソレーションを従来技術の倍近
くまで高めることができる。また、光サーキュレータ本
体の第１の偏光プリズムと入射専用の第３のポートとの
間にも、楔型複屈折板からなる偏光子と検光子を用いた
光アイソレータユニットを挿入すると、更に不要なクロ
ストークも低減できる。
サーキュレータ本体の第１の偏光プリズムとの間に、楔
型複屈折板からなる偏光子と検光子を用いた光アイソレ
ータユニットを挿入したことにより、光サーキュレータ
本体の各偏光プリズムの消光比が低くても、光サーキュ
レータ全体としてのアイソレーションを従来技術の倍近
くまで高めることができる。また、光サーキュレータ本
体の第１の偏光プリズムと入射専用の第３のポートとの
間にも、楔型複屈折板からなる偏光子と検光子を用いた
光アイソレータユニットを挿入すると、更に不要なクロ
ストークも低減できる。
【００３０】光アイソレータユニットに平行平板型複屈
折板を組み込むと、偏波分散の無い光サーキュレータが
得られる。光サーキュレータ本体の偏光プリズムとし
て、２個の平行四辺形プリズムの間に偏光分離膜を介在
させたものを用いると、並列対向型とすることができ、
光ファイバの取りまわしが容易になり、小型化、細径化
できる利点が生じる。
折板を組み込むと、偏波分散の無い光サーキュレータが
得られる。光サーキュレータ本体の偏光プリズムとし
て、２個の平行四辺形プリズムの間に偏光分離膜を介在
させたものを用いると、並列対向型とすることができ、
光ファイバの取りまわしが容易になり、小型化、細径化
できる利点が生じる。
【図１】本発明に係る３ポート型光サーキュレータの一
実施例を示す説明図。
実施例を示す説明図。
【図２】その第１のポートＰ1 から第２のポートＰ
2 へ、第２のポートＰ2 から第３のポートＰ3 への伝送
を示す説明図。
2 へ、第２のポートＰ2 から第３のポートＰ3 への伝送
を示す説明図。
【図３】その第２のポートＰ2 から第１のポートＰ1 へ
の高アイソレーションを示す説明図。
の高アイソレーションを示す説明図。
【図４】本発明に係る３ポート型光サーキュレータの他
の実施例を示す説明図。
の実施例を示す説明図。
【図５】本発明に係る３ポート型光サーキュレータの更
に他の実施例を示す説明図。
に他の実施例を示す説明図。
【図６】本発明に係る３ポート型光サーキュレータの更
に他の実施例を示す説明図。
に他の実施例を示す説明図。
【図７】従来の３ポート型光サーキュレータの一例を示
す説明図。
す説明図。
【符号の説明】 １０ 第１の偏光プリズム １２ 第２の偏光プリズム １４ ４５度ファラデー回転子 １６ １／２波長板 ２０ 光サーキュレータ本体 ２２ 第１の光アイソレータユニット ２４ 第２の光アイソレータユニット ３０ 偏光子 ３２ ４５度ファラデー回転子 ３４ 検光子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 徳増 次雄 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 鈴木 洋一 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 内部に偏光分離膜を有すると共にそれと
平行に反射膜を設けた第１及び第２の偏光プリズムの間
に、４５度ファラデー回転子と、１／２波長板とを配置
し、第１のポートからの出射光が第１の偏光プリズムへ
入射して、第２の偏光プリズムからの出射光が第２のポ
ートに結合し、該第２のポートからの出射光が第２の偏
光プリズムへ入射して、第１の偏光プリズムからの出射
光が第３のポートに結合する３ポート型光サーキュレー
タにおいて、 第１のポートと第１の偏光プリズムとの間に、楔型複屈
折板からなる偏光子と４５度ファラデー回転子と楔型複
屈折板からなる検光子とを、その順序で配列した光アイ
ソレータユニットを配置したことを特徴とする３ポート
型光サーキュレータ。 - 【請求項２】 第１の偏光プリズムと第３のポートとの
間に、楔型複屈折板からなる偏光子と４５度ファラデー
回転子と楔型複屈折板からなる検光子とを、その順序で
配列した光アイソレータユニットを配置した請求項１記
載の３ポート型光サーキュレータ。 - 【請求項３】 光アイソレータユニットが、楔型複屈折
板からなる偏光子と４５度ファラデー回転子と楔型複屈
折板からなる検光子と偏波分散補償用の平行平板型複屈
折板を、その順序で配列した構造である請求項１又は２
記載の３ポート型光サーキュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20862097A JPH1138363A (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | ３ポート型光サーキュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20862097A JPH1138363A (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | ３ポート型光サーキュレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1138363A true JPH1138363A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16559247
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20862097A Pending JPH1138363A (ja) | 1997-07-17 | 1997-07-17 | ３ポート型光サーキュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1138363A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122786A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-04-26 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | サーキュレータを有する走査型顕微鏡および共焦点走査型顕微鏡 |
| WO2004092790A1 (en) * | 2003-04-17 | 2004-10-28 | Raymond Hesline | Optical isolator, attenuator, circulator and switch |
| CN101170365B (zh) | 2006-10-25 | 2012-07-04 | 住友金属矿山株式会社 | 双向光通信模块 |
| CN108828719A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-16 | 福建海创光电有限公司 | 一种光学隔离器 |
| CN108873173A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-23 | 福建海创光电有限公司 | 一种光隔离器及光环行器 |
| CN108919425A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-30 | 福建海创光电有限公司 | 一种光环行器 |
| CN108919424A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-30 | 福建海创光电有限公司 | 一种光环行器 |
| CN109407355A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-01 | 光越科技(深圳)有限公司 | 双级光隔离器 |
| CN110412772A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-11-05 | 福州高意通讯有限公司 | 一种光环行器 |
| WO2020259239A1 (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | 福州高意光学有限公司 | 一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件 |
-
1997
- 1997-07-17 JP JP20862097A patent/JPH1138363A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002122786A (ja) * | 2000-06-28 | 2002-04-26 | Leica Microsystems Heidelberg Gmbh | サーキュレータを有する走査型顕微鏡および共焦点走査型顕微鏡 |
| WO2004092790A1 (en) * | 2003-04-17 | 2004-10-28 | Raymond Hesline | Optical isolator, attenuator, circulator and switch |
| CN101170365B (zh) | 2006-10-25 | 2012-07-04 | 住友金属矿山株式会社 | 双向光通信模块 |
| CN110412772A (zh) * | 2018-04-28 | 2019-11-05 | 福州高意通讯有限公司 | 一种光环行器 |
| CN108828719A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-16 | 福建海创光电有限公司 | 一种光学隔离器 |
| CN108873173A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-23 | 福建海创光电有限公司 | 一种光隔离器及光环行器 |
| CN108919425A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-30 | 福建海创光电有限公司 | 一种光环行器 |
| CN108919424A (zh) * | 2018-07-16 | 2018-11-30 | 福建海创光电有限公司 | 一种光环行器 |
| CN109407355A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-01 | 光越科技(深圳)有限公司 | 双级光隔离器 |
| WO2020259239A1 (zh) * | 2019-06-28 | 2020-12-30 | 福州高意光学有限公司 | 一种带有标准光接口的小型化三端口光环形器件 |
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