JPS6030734Y2 - 高逆方向損失小形光アイソレ−タ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は光波領域での光アイソレータ、特に光フアイバ
通信用に適した高逆方向損失で小形な光アイソレータに
関する。

最近、光フアイバ通信の実用化が各所で進みつつあり、
光フアイバ通信システムを高性能にしたり、その機能を
拡大したりするために種々の光回路が必要にあっている
。

光アイソレータもこの様な光回路の１つであり、例えば
レーザ発振器から出射した光ビームが反射により戻って
きた場合にもとの発振器に入射することのない様にして
、その発振器の安定性・信頼性を向上させるために使用
される。

従来の光アイソレータは、互いに方位角が４５角をなす
２つの偏光性素子の間に、光ビームに４５角の飾光を与
えるファラデー回転子を配置したものであった。

これまで光アイソレータは種々報告されているが、ガリ
ウム・アルミニウム・ヒ素（ＧａＡＩＡｓ）系の半導体
レーザ発振波長域である０、８μｍ帯では、小形のもの
はきわめて少なかった。

光アイソレータの寸法を決める主要因は、ファラデー回
転子に磁場を印加する磁石であるから、磁石を小形にで
きれば、小形な光アイソレータを実現できることになる
。

しかし、単に光アイソレータの磁石を小さくすると、フ
ァラデー回転子に印加される磁場が不十分になり、その
中を通過する光ビームの飾光角が４５角より小さくなる
ので、順方向損失が増え逆方向損失が低下するという好
ましくない結果が生じる欠点があった。

本考案の目的は、小形で逆方向損失の高い光アイソレー
タを提供することにある。

本考案によれば、第１の偏光性素子と、該第１の偏光性
素子の次に配置され通過光ビームに０度より太きく４５
度より小さい角度の飾光を与えるファラデー回転子と、
該ファラデー回転子の次に該第１の偏光性素子の方位角
に対して方位角がほぼ前記の角度の余角をなすように配
置された第２の偏光性素子と、該通過光ビームに前記の
角度の飾光を与えるのに必要な磁場を該ファラデー回転
子に印加する磁場発生手段とからなる高逆方向損失小形
光アイソレータが得られる。

なお、偏光性素子とは、任意の入射光から直線偏光成分
を取り出す機能を有する光学素子の総称であり、偏光板
や、内部で光ビームと光学軸が０度又は９０度以外の角
度をなす様な複屈折結晶や偏光プリズム（口ジョンプリ
ズム等）や誘電体多層蒸着膜を用いる偏光ビームスプリ
ッタ等が含まれる。

本考案においては、ファラデー回転子での通過光ビーム
の飾光角を通過の光アイソレータとは異り４５度未満の
角度にしているので、ファラデー回転子に磁場を印加す
る磁石もそれだけ小さくてすむことになる。

例えば飾光角を３５度にした場合の磁石の大きさは、飾
光角を４５度にした通常の場合と比べ、２０％程度小さ
くすることができる。

いま、ファラデー回転子を出射する光ビームに与えられ
る飾光角を角度θとすると、第２の偏光性素子の方位角
が角度θの余角即ち（９０−θ）度だけ第１の偏光性素
子の方位角より回転した角度にあるので、第２の偏光性
素子の方位角とそこに入射する光ビームの偏光方向とは
（９０−２０）度だけずれていることになるが、これに
帰因する順方向損失の増加はわずかである。

例えば飾光角θが３５度のとき、順方向損失の増加は、
０．５ｄＢ程度である。

さて、本考案の光アイソレータに逆方向（第２の偏光性
素子の側）から光ビームが入射した場合、第２の偏光性
素子で取り出された直線偏光のみがファラデー回転子を
通過して第１の偏光性素子に入射するが、そのときの偏
光方向は、はじめの直線偏光の方位角が（９０−θ）度
であってファラデー回転子でθ度施光するから第１の偏
光性素子の方位角に対して９０度をなし、通常の場合（
ファラデー回転子での飾光角が４５度の場合）と同様に
高い逆方向損失の光回路となる。

この飾光角θを小さくするほど磁石の小形化がはかれる
が、それにつれて順方向損失が増加するので、磁石の寸
法は許容される順方向損失から定められることになる。

次に本考案を図面を用いて詳細に説明する。

図は本考案の１実施例の断面図である。

この実施例は、小形化がなかなか因難な波長０．８μｍ
帯の光アイソレータである。

第１のレンズ作用素子４と第１の偏光性素子１とファラ
デー回転子２と第２の偏光性素子３と第２のレンズ作用
素子５がこの順序に互いに光学接着剤で第１図の様に接
着固定されている。

磁石６は内部にファラデー回転子３を配置した貫通孔を
有する角形の希土類永久磁石であり、貫通孔の方向に着
磁されている。

第１、第２のレンズ作用素子４，５は集束性光伝送体を
約１ピツチの長さに切って得られるロッドレンズであり
、一方の端面上の一点から広がる光を他方の端面からほ
ぼ平行な光ビームとして出射する機能をもつ（なお、１
ピツチとは集束性光伝送体の中を進む光ビームの蛇行周
期のことである）。

第１のレンズ作用素子４の入射面には、光アイソレータ
自体の反射を少なくするために反射防止膜４１が形成さ
れている。

ファラデー回転子２は、希土類イオンを含む常磁性ガラ
スであり、両側にある２つのやや斜めに傾いた面に第１
、第２の反射膜２３．２４を有し、第１の面２１から垂
直に入射した光ビームは、第１、第２の反射膜２３．２
４で計４回反射されて、第２の面２２から垂直に出射す
る。

第１、第２の偏光性素子１゜３は方解石製のロションプ
リズムである。

以上の構成は、実願昭５３−７６８８５に記載された関
、植木の１永久磁石を用いた光アイソレータ、とほとん
ど同一であるので、くわしくはそれを参照されたい。

ただ、異なっている点は、この実施例では第１の偏光性
素子１と第２の偏光性素子３の方位角の差が４５度では
なく、はぼ３５度であり１０度だけ小さいこと、および
光ビームの反射の回数が２回多いことである。

磁石６の大きさは、ファラデー回転子２での飾光角を３
５度にしたことにより、その飾光角を４５度にする通常
の場合よりも約２０％小さくなっている。

なお、その飾光角をさらに小さくすれば、磁石６の大き
さは、さらに小さくできる。

この実施例では、ファラデー回転子２での光ビームの飾
光角が３５度であって、第２の偏光性素子の方位角が５
５度であるから、この両者の角度のいずれによる透過損
失が生じるが、その量はわずかに０．５ｄＢ程度にすぎ
ない。

一方、逆方向から入射する光ビームは、第２の偏光性素
子３で偏光方向が５５度の直線偏光のみが取出され、フ
ァラデー回転子２でほぼ３５度の旅先を与えるので、第
１の偏光性素子１に入射するときは、その方位角に対し
てほぼ９０度の方向に偏光している直線偏光性素子１に
よりほぼ完全に順方向入射光ビームとは異なる角度に出
射される。

本考案の高逆方向損失小形光アイソレータには、以上の
実施例の他にいろいろな変形が考えられる。

この実施例では、ファラデー回転子２での飾光角を３５
度としたが、これに限るこことなく４５度より小さな角
度であれば他の角度でもよく、その角度は許容される順
方向損失値から定めることができる。

この実施例では、光学部品（偏光性素子、ファラデー回
転子等）が互いに光学接着剤で接着固定されていたが、
これに限ることなく通常の古典学系の構成による光アイ
ソレータに対しても、本考案が適用できることは言うま
でもない。

また、第１、第２の偏光性素子１，３はａジョンプリズ
ム以外の光学素子であってもよい。

また光ビームがファラデー回転子２の中を通過する回数
が何回の場合でも、本考案の考え方は適用することがで
きる。

また、ファラデー回転子２に必要な磁場を印加するため
に磁石６を使用したが、他の形状の永久磁石もしくは電
磁石であってもよい。

また、この実施例から第１、第２のレンズ作用素子４，
５を取り除き、平行光ビーム人出射用の小形光アイソレ
ータとすることもできる。

【図面の簡単な説明】

図は、本考案の１実施例の断面図である。 図において、１，３は偏光性素子、２はファラデー回転
子、２１．２２は面、２３．２４は反射膜、４，５はレ
ンズ作用素子、４１は反射防止膜、６は磁石である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 第１の偏光性素子と、該第１の偏光性素子の次に配置さ
   れ通過光ビームに０度より太きく４５度より小さい角度
   の飾光を与えるファラデー回転子と、該ファラデー回転
   子の次に該第１の偏光性素子の方位角に対して方位角が
   ほぼ前記の角度の余角をなすように配置された第２の偏
   光性素子と、該通過光ビームに前記の角度の飾光を与え
   るのに必要な磁場を該ファラデー回転子に印加する磁場
   発生手段とからなる高逆方向損失小形光アイソレータ。