JPS6257971B2 - - Google Patents
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- JPS6257971B2 JPS6257971B2 JP59084690A JP8469084A JPS6257971B2 JP S6257971 B2 JPS6257971 B2 JP S6257971B2 JP 59084690 A JP59084690 A JP 59084690A JP 8469084 A JP8469084 A JP 8469084A JP S6257971 B2 JPS6257971 B2 JP S6257971B2
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- light
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- 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
- G02F1/29—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 position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/31—Digital deflection, i.e. optical switching
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
- G02B6/4208—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
- G02B6/4209—Optical features
-
- 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
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光アイソレータの改良に関し、更に
詳しくは、磁気光学効果を呈する素子自身に偏光
子としての機能をもたせることによつて、外部に
偏光子を配置しなくても済むように工夫した光ア
イソレータに関するものである。
詳しくは、磁気光学効果を呈する素子自身に偏光
子としての機能をもたせることによつて、外部に
偏光子を配置しなくても済むように工夫した光ア
イソレータに関するものである。
周知のように、光アイソレータは、一方向のみ
に光を伝送し、それとは逆の方向には伝送しない
ような非可逆性を有する二端子素子であり、例え
ば光通信システムで送信側の装置が受信側からの
反射光による干渉を受けないようにする場合など
に用いられるものである。
に光を伝送し、それとは逆の方向には伝送しない
ような非可逆性を有する二端子素子であり、例え
ば光通信システムで送信側の装置が受信側からの
反射光による干渉を受けないようにする場合など
に用いられるものである。
光発振器として、特に、半導体レーザーを用い
た場合には、その発振領域内に外部で反射して戻
つてきたレーザー光が入ると発振状態が乱され、
その結果、半導体レーザーの発振波形が歪み、波
長や出力が不安定となり、雑音が増大するという
問題が生じる。そのため、半導体レーザーを用い
た光通信システムでは、半導体レーザーと光フア
イバーとの間に光アイソレータが組込まれる。
た場合には、その発振領域内に外部で反射して戻
つてきたレーザー光が入ると発振状態が乱され、
その結果、半導体レーザーの発振波形が歪み、波
長や出力が不安定となり、雑音が増大するという
問題が生じる。そのため、半導体レーザーを用い
た光通信システムでは、半導体レーザーと光フア
イバーとの間に光アイソレータが組込まれる。
従来から使用されている光アイソレータは、フ
アラデー回転素子を使用したもので、第１図Ａ，
Ｂに示すように、光軸Ｘにそつて順次配設された
第１の偏光子１と、フアラデー回転素子２と、第
２の偏光子３とを組合せたものである。さて、同
図Ａに示すように、半導体レーザー４からの光が
光フアイバー５へ向かう場合（これを順方向とい
う）について考えると、半導体レーザー４からの
光Ｌ１は第１の偏光子１を通ることによつて直線
偏光Ｌ２となり、次いでフアラデー回転素子２に
おいて外部磁界Ｈの作用により、入射した直線偏
光Ｌ２は、その偏光面が進行方向に向かつて例え
ば時計方向に45度回転した直線偏光Ｌ３となり、
その直線偏光Ｌ３をそのまま通過させるように光
軸に関し45度回転させて配置した第２の偏光子３
を通つて光フアイバー５に入射する。これに対し
て、同図Ｂに示すような逆方向の場合（例えば光
フアイバー５の端面で反射した光が半導体レーザ
ー４の方へ戻ろうとする場合）には、反射光Ｌ４
は第２の偏光子３をそのまま通過するが、フアラ
デー回転素子２によつて、今度は反時計方向に45
度回転するため得られた直線偏光Ｌ５は前述の入
射時における直線偏光Ｌ２と比べたとき偏光面が
90度回転しており、そのため第１の偏光子１によ
つて光の通過が阻止され半導体レーザー４には戻
らないのである。かくして、上記のような構成と
することによつて、光アイソレータとして有効に
機能させることができる。
アラデー回転素子を使用したもので、第１図Ａ，
Ｂに示すように、光軸Ｘにそつて順次配設された
第１の偏光子１と、フアラデー回転素子２と、第
２の偏光子３とを組合せたものである。さて、同
図Ａに示すように、半導体レーザー４からの光が
光フアイバー５へ向かう場合（これを順方向とい
う）について考えると、半導体レーザー４からの
光Ｌ１は第１の偏光子１を通ることによつて直線
偏光Ｌ２となり、次いでフアラデー回転素子２に
おいて外部磁界Ｈの作用により、入射した直線偏
光Ｌ２は、その偏光面が進行方向に向かつて例え
ば時計方向に45度回転した直線偏光Ｌ３となり、
その直線偏光Ｌ３をそのまま通過させるように光
軸に関し45度回転させて配置した第２の偏光子３
を通つて光フアイバー５に入射する。これに対し
て、同図Ｂに示すような逆方向の場合（例えば光
フアイバー５の端面で反射した光が半導体レーザ
ー４の方へ戻ろうとする場合）には、反射光Ｌ４
は第２の偏光子３をそのまま通過するが、フアラ
デー回転素子２によつて、今度は反時計方向に45
度回転するため得られた直線偏光Ｌ５は前述の入
射時における直線偏光Ｌ２と比べたとき偏光面が
90度回転しており、そのため第１の偏光子１によ
つて光の通過が阻止され半導体レーザー４には戻
らないのである。かくして、上記のような構成と
することによつて、光アイソレータとして有効に
機能させることができる。
しかしながら、上記のような構成の光アイソレ
ータにおいては、フアラデー回転素子の前後にそ
れぞれ偏光子を配置する必要があり、光アイソレ
ータが大型化するという欠点があつた。特に、半
導体レーザーを用いた光通信システムにおいて用
いられる光アイソレータは、極めて高性能のもの
が要求され、組込まれる偏光子は、一般に、天然
の方解石結晶を用いてプリズム状に作られたもの
であり、このため例えば一個当り数十万円という
ような非常に高価なものであるので、二個の偏光
子を必要とする光アイソレータは半導体レーザー
よりも遥かに高価なものとなつてしまい、光通信
システムを様々な分野で広く発展させていくうえ
で非常に大きな問題であつた。
ータにおいては、フアラデー回転素子の前後にそ
れぞれ偏光子を配置する必要があり、光アイソレ
ータが大型化するという欠点があつた。特に、半
導体レーザーを用いた光通信システムにおいて用
いられる光アイソレータは、極めて高性能のもの
が要求され、組込まれる偏光子は、一般に、天然
の方解石結晶を用いてプリズム状に作られたもの
であり、このため例えば一個当り数十万円という
ような非常に高価なものであるので、二個の偏光
子を必要とする光アイソレータは半導体レーザー
よりも遥かに高価なものとなつてしまい、光通信
システムを様々な分野で広く発展させていくうえ
で非常に大きな問題であつた。
本発明は、上記のような従来技術の実情に鑑み
なされたもので、その目的は、磁気光学材料と、
それにほぼ等しい屈折率の等方性透明体との組合
せにより良好な光アイソレータ機能を呈し、その
外部には偏光子を全く設置する必要がないように
し、それによつて装置の大幅な低廉化を図ること
ができるような光アイソレータを提供することに
ある。
なされたもので、その目的は、磁気光学材料と、
それにほぼ等しい屈折率の等方性透明体との組合
せにより良好な光アイソレータ機能を呈し、その
外部には偏光子を全く設置する必要がないように
し、それによつて装置の大幅な低廉化を図ること
ができるような光アイソレータを提供することに
ある。
上記の目的を達成すべく案出された本発明は、
磁気光学材料の表面機能を巧みに応用し、磁気光
学材料自身が偏光子としての機能をも具備し、か
つ入射光軸と出射光軸とが平行となるように工夫
したもので、両端面にブリユースター角の余角に
切断された傾斜面を有し、その傾斜面で偏光作用
を生じるようにした２個の磁気光学材料間に、そ
れらと等しい屈折率をもつ等方性透明体を組込み
互いに密着一体化するように構成されている。た
だし、ここで注意すべきことは、磁気光学材料の
両端面がともにブリユースター角の余角に切断さ
れているとはいえ、両端面のブリユースター角は
同じではない。一方は通常空気と接するが、他方
は同じ屈折率の等方性透明体に接するからであ
る。
磁気光学材料の表面機能を巧みに応用し、磁気光
学材料自身が偏光子としての機能をも具備し、か
つ入射光軸と出射光軸とが平行となるように工夫
したもので、両端面にブリユースター角の余角に
切断された傾斜面を有し、その傾斜面で偏光作用
を生じるようにした２個の磁気光学材料間に、そ
れらと等しい屈折率をもつ等方性透明体を組込み
互いに密着一体化するように構成されている。た
だし、ここで注意すべきことは、磁気光学材料の
両端面がともにブリユースター角の余角に切断さ
れているとはいえ、両端面のブリユースター角は
同じではない。一方は通常空気と接するが、他方
は同じ屈折率の等方性透明体に接するからであ
る。
従つて本発明では両磁気光学材料の傾斜した端
面に関しては、そこでの反射による光の光軸方向
への逆行が生じないから、傾斜面には無反射コー
トを施す必要がなく、製作し易くなるし、光軸方
向への光の逆行によるアイソレーシヨン特性の劣
化を防止できる。
面に関しては、そこでの反射による光の光軸方向
への逆行が生じないから、傾斜面には無反射コー
トを施す必要がなく、製作し易くなるし、光軸方
向への光の逆行によるアイソレーシヨン特性の劣
化を防止できる。
以下、図面に基づき本発明について詳述する。
第２図は本発明の一実施例を模式的に示す説明図
である。同図に示されているように、本発明に係
る光アイソレータ１０は、２個の磁気光学効果を
呈する材料（例えばイツトリウム−鉄−ガーネツ
ト単結晶）１２ａ，１２ｂと、それらの間に介在
する等方性透明体１４とからなる。第１の磁気光
学材料１２ａは、その一方の端面が、軸方向に対
し材料の相対屈折率（それに接する媒質は空気で
ある）に依存するブリユースター角φの余角（即
ち90度−φ）に切断した傾斜面Ａで、他方の端面
も同様に軸方向に対して接する媒体との相対屈折
率に依存するブリユースター角の余角となるよう
切断した傾斜面Ｂであるが、前記傾斜面Ａと傾斜
面Ｂとは光軸に関し相対的に45゜フアラデー回転
方向に回転させたとき面方位が対応する関係にあ
り、外部磁界Haの作用により入射した光の偏光
面を光軸に関し45度回転させうる光路長LPをも
つ素子である。ここで注意すべき点は、一方の端
面Ａは通常空気に接するに対し、他方の端面Ｂは
透明体１４（厳密には接着剤）に接するというこ
とである。従つて、ブリユスター角の余角といつ
ても、両端面Ａ，Ｂでの角度は相違することにな
る。
第２図は本発明の一実施例を模式的に示す説明図
である。同図に示されているように、本発明に係
る光アイソレータ１０は、２個の磁気光学効果を
呈する材料（例えばイツトリウム−鉄−ガーネツ
ト単結晶）１２ａ，１２ｂと、それらの間に介在
する等方性透明体１４とからなる。第１の磁気光
学材料１２ａは、その一方の端面が、軸方向に対
し材料の相対屈折率（それに接する媒質は空気で
ある）に依存するブリユースター角φの余角（即
ち90度−φ）に切断した傾斜面Ａで、他方の端面
も同様に軸方向に対して接する媒体との相対屈折
率に依存するブリユースター角の余角となるよう
切断した傾斜面Ｂであるが、前記傾斜面Ａと傾斜
面Ｂとは光軸に関し相対的に45゜フアラデー回転
方向に回転させたとき面方位が対応する関係にあ
り、外部磁界Haの作用により入射した光の偏光
面を光軸に関し45度回転させうる光路長LPをも
つ素子である。ここで注意すべき点は、一方の端
面Ａは通常空気に接するに対し、他方の端面Ｂは
透明体１４（厳密には接着剤）に接するというこ
とである。従つて、ブリユスター角の余角といつ
ても、両端面Ａ，Ｂでの角度は相違することにな
る。
また、第２の磁気光学材料１２ｂも、前記第１
の磁気光学材料１２ａと全く同じ形状のものであ
つてよい。ここで、第２の磁気光学材料１２ｂの
両端の傾斜面をそれぞれＣ，Ｄで表わす。第１の
磁気光学材料１２ａと第２の磁気光学材料１２ｂ
とは、それらの傾斜面Ｂ，Ｃが互いに平行とな
り、かつ対向する如く直列に（光軸がほぼ一致す
るように）配される。そして、それらの間に等方
性透明体１４が介装される。従つて、該等方性透
明体１４の両端面は、互いに平行で、かつブリユ
ースター角の余角に切断された傾斜面をもち、そ
れぞれ傾斜面Ｂ，Ｃに密着する。外部磁界の向き
は、第１の磁気光学材料１２ａと第２の磁気光学
材料１２ｂとで互いに逆であり、これは磁石の配
列によつて容易に実現しうる。例えば、Ｓ極を丁
度透明体１４の近傍に位置させ、Ｎ極をその両端
に位置させることによつて、両磁気光学材料に対
し良好な外部磁界Ha，Hbを印加しうる。勿論、
両磁気光学材料１２ａ，１２ｂの外周にソレノイ
ドコイルを配して電流の向きによつて所定の磁界
を形成するようにしてもよい。
の磁気光学材料１２ａと全く同じ形状のものであ
つてよい。ここで、第２の磁気光学材料１２ｂの
両端の傾斜面をそれぞれＣ，Ｄで表わす。第１の
磁気光学材料１２ａと第２の磁気光学材料１２ｂ
とは、それらの傾斜面Ｂ，Ｃが互いに平行とな
り、かつ対向する如く直列に（光軸がほぼ一致す
るように）配される。そして、それらの間に等方
性透明体１４が介装される。従つて、該等方性透
明体１４の両端面は、互いに平行で、かつブリユ
ースター角の余角に切断された傾斜面をもち、そ
れぞれ傾斜面Ｂ，Ｃに密着する。外部磁界の向き
は、第１の磁気光学材料１２ａと第２の磁気光学
材料１２ｂとで互いに逆であり、これは磁石の配
列によつて容易に実現しうる。例えば、Ｓ極を丁
度透明体１４の近傍に位置させ、Ｎ極をその両端
に位置させることによつて、両磁気光学材料に対
し良好な外部磁界Ha，Hbを印加しうる。勿論、
両磁気光学材料１２ａ，１２ｂの外周にソレノイ
ドコイルを配して電流の向きによつて所定の磁界
を形成するようにしてもよい。
なお、これら３個の部材は、透明接着剤により
接合一体化される。一体化された光アイソレータ
１０の両端面は綺麗に研磨しておく必要がある
が、従来のものと異なり特に無反射コートを施す
必要はない。
接合一体化される。一体化された光アイソレータ
１０の両端面は綺麗に研磨しておく必要がある
が、従来のものと異なり特に無反射コートを施す
必要はない。
磁気光学材料が例えばYIG（イツトリウム−鉄
−ガーネツト単結晶）の場合、その屈折率ｎは約
2.2程度であるから、本発明において使用可能な
等方性透明体の材料としては、酸化チタン（ｎ＝
2.25）、チタン酸ストロンチウム（ｎ＝2.21）、あ
るいはTl−ClとTl−Brとの混合物（ｎ＝2.19）
等がある。
−ガーネツト単結晶）の場合、その屈折率ｎは約
2.2程度であるから、本発明において使用可能な
等方性透明体の材料としては、酸化チタン（ｎ＝
2.25）、チタン酸ストロンチウム（ｎ＝2.21）、あ
るいはTl−ClとTl−Brとの混合物（ｎ＝2.19）
等がある。
この様な構成の光アイソレータの動作は次の如
くである。第２図の場合、光アイソレータ１０の
第１の磁気光学材料１２ａの傾斜面Ａが半導体レ
ーザー４の方を向くよう配置されている。先ず、
同図に示すように、半導体レーザー４から放射さ
れる光Ｌ１０は、光アイソレータ１０の第１の磁
気光学材料１２ａの傾斜面Ａに対しブリユースタ
ー角φで入射する。このとき、入射面（入射光線
の伝播方向と入射点に立てた傾斜面Ａの法線とを
含む面）内で偏光している成分は全てブリユース
ター角φの余角をなして屈折し、入射面とは垂直
に偏光している成分はその大部分が反射されてし
まうことになる。つまり、ブリユースター角φの
余角に切断した傾斜面Ａは偏光子としての機能を
果し、入射面内で偏光している成分のみを光アイ
ソレータ１０の内部に導き入れるのである。傾斜
面Ａで屈折して光アイソレータ１０の内部に導入
された光は、外部磁界Haの作用によつてその偏
光面が例えば光軸Ｘに関し時計方向に回転する。
そのとき前述の如く、第１の磁気光学材料１２ａ
の傾斜面Ａの入射点から傾斜面Ｂ迄の長さが、入
射した光の偏光面を45度回転させる長さに設定さ
れているので、傾斜面Ｂの出射点に達した光は、
その進行方向に対して時計方向に45度回転した偏
光面をもつ直線偏光となる。前述の如く、傾斜面
Ｂは、光軸Ｘに関し傾斜面Ａの面方位を45度フア
ラデー回転方向に回転させた面方位に対応するブ
リユスター角の余角に設定されており、かつ第１
の磁気光学材料１２ａの傾斜面Ｂに接して、それ
とほぼ等しい屈折率の等方性透明体１４が位置し
ているので、前記第２の傾斜面Ｂの出射点に達し
た光は、そのまま直進して透明体１４内に入る。
くである。第２図の場合、光アイソレータ１０の
第１の磁気光学材料１２ａの傾斜面Ａが半導体レ
ーザー４の方を向くよう配置されている。先ず、
同図に示すように、半導体レーザー４から放射さ
れる光Ｌ１０は、光アイソレータ１０の第１の磁
気光学材料１２ａの傾斜面Ａに対しブリユースタ
ー角φで入射する。このとき、入射面（入射光線
の伝播方向と入射点に立てた傾斜面Ａの法線とを
含む面）内で偏光している成分は全てブリユース
ター角φの余角をなして屈折し、入射面とは垂直
に偏光している成分はその大部分が反射されてし
まうことになる。つまり、ブリユースター角φの
余角に切断した傾斜面Ａは偏光子としての機能を
果し、入射面内で偏光している成分のみを光アイ
ソレータ１０の内部に導き入れるのである。傾斜
面Ａで屈折して光アイソレータ１０の内部に導入
された光は、外部磁界Haの作用によつてその偏
光面が例えば光軸Ｘに関し時計方向に回転する。
そのとき前述の如く、第１の磁気光学材料１２ａ
の傾斜面Ａの入射点から傾斜面Ｂ迄の長さが、入
射した光の偏光面を45度回転させる長さに設定さ
れているので、傾斜面Ｂの出射点に達した光は、
その進行方向に対して時計方向に45度回転した偏
光面をもつ直線偏光となる。前述の如く、傾斜面
Ｂは、光軸Ｘに関し傾斜面Ａの面方位を45度フア
ラデー回転方向に回転させた面方位に対応するブ
リユスター角の余角に設定されており、かつ第１
の磁気光学材料１２ａの傾斜面Ｂに接して、それ
とほぼ等しい屈折率の等方性透明体１４が位置し
ているので、前記第２の傾斜面Ｂの出射点に達し
た光は、そのまま直進して透明体１４内に入る。
その後、光は透明体１４中を直進して第２の磁
気光学材料１２ｂに入り、そのとき更に偏光作用
を受けて好ましからざる偏光成分が除去され、逆
向きの外部磁界Hbの作用によつてその偏光面が
光軸Ｘに関し反時計方向に回転する。そのとき前
述の如く、第２の磁気光学材料１２ｂの傾斜面Ｃ
の入射点から傾斜面Ｄ迄の長さが、入射した光の
偏光面を45度回転させる長さに設定されているの
で、傾斜面Ｄの出射点に達した光は、その進行方
向に対して反時計方向に45度回転した偏光面をも
つ直線偏光となる。傾斜面Ｄは、光軸Ｘに関し傾
斜面Ｃの面方位を45度フアラデー回転方向に回転
させた面方位に対応するブリユスター角の余角に
設定されているので、傾斜面Ｄの出射点に達した
光は、そのまま通過して光フアイバー５に達す
る。
気光学材料１２ｂに入り、そのとき更に偏光作用
を受けて好ましからざる偏光成分が除去され、逆
向きの外部磁界Hbの作用によつてその偏光面が
光軸Ｘに関し反時計方向に回転する。そのとき前
述の如く、第２の磁気光学材料１２ｂの傾斜面Ｃ
の入射点から傾斜面Ｄ迄の長さが、入射した光の
偏光面を45度回転させる長さに設定されているの
で、傾斜面Ｄの出射点に達した光は、その進行方
向に対して反時計方向に45度回転した偏光面をも
つ直線偏光となる。傾斜面Ｄは、光軸Ｘに関し傾
斜面Ｃの面方位を45度フアラデー回転方向に回転
させた面方位に対応するブリユスター角の余角に
設定されているので、傾斜面Ｄの出射点に達した
光は、そのまま通過して光フアイバー５に達す
る。
反射されなかつた僅かな残留成分は、透明体１
４を通過し第１の磁気光学材料１２ａに入射し侵
入するが、その傾斜面Ａで再び偏光作用を受け、
反射されてしまう。
４を通過し第１の磁気光学材料１２ａに入射し侵
入するが、その傾斜面Ａで再び偏光作用を受け、
反射されてしまう。
光フアイバー５は、通常石英ガラスからなり、
極めて細いものであるから、その端面に無反射コ
ーテイングを施すことが不可能で、そのため通常
約４％程度の光が端面で反射するとされている。
このため、光フアイバー５の端面で反射した光
は、半導体レーザー４の方に向かつて逆行するこ
とになる。この反射光は光アイソレータ１０の第
２の磁気光学材料１２ｂの傾斜面Ｄに入射し、屈
折して光アイソレータ１０の内部に入る。そして
光アイソレータ１０の内部において、外部磁界
Hbの作用を受けて、光軸Ｘに対し今度はその偏
光面が時計回りに回転することになる。偏光面が
45度回転して傾斜面Ｃに達した直線偏光は、前記
順方向の場合と比較したとき丁度90度回転してお
り、このため前記第１の傾斜面Ｃで反射して反射
光となる。かくして光フアイバー５で反射した戻
り光は光アイソレータ１０の第２の磁気光学材料
１２ｂの傾斜面Ｃで反射されるため半導体レーザ
ー４の方には殆んど戻らなくなる。反射されなか
つた僅かな残留成分は、透明体１４を通過し第１
の磁気光学材料１２ａに入射し侵入するが、その
傾斜面Ａで再び偏光作用を受け、反射されてしま
う。このようにして、上記のような特定構造の２
個の磁気光学材料と透明体との組合せにより、光
アイソレータを構成することが出来るのである。
極めて細いものであるから、その端面に無反射コ
ーテイングを施すことが不可能で、そのため通常
約４％程度の光が端面で反射するとされている。
このため、光フアイバー５の端面で反射した光
は、半導体レーザー４の方に向かつて逆行するこ
とになる。この反射光は光アイソレータ１０の第
２の磁気光学材料１２ｂの傾斜面Ｄに入射し、屈
折して光アイソレータ１０の内部に入る。そして
光アイソレータ１０の内部において、外部磁界
Hbの作用を受けて、光軸Ｘに対し今度はその偏
光面が時計回りに回転することになる。偏光面が
45度回転して傾斜面Ｃに達した直線偏光は、前記
順方向の場合と比較したとき丁度90度回転してお
り、このため前記第１の傾斜面Ｃで反射して反射
光となる。かくして光フアイバー５で反射した戻
り光は光アイソレータ１０の第２の磁気光学材料
１２ｂの傾斜面Ｃで反射されるため半導体レーザ
ー４の方には殆んど戻らなくなる。反射されなか
つた僅かな残留成分は、透明体１４を通過し第１
の磁気光学材料１２ａに入射し侵入するが、その
傾斜面Ａで再び偏光作用を受け、反射されてしま
う。このようにして、上記のような特定構造の２
個の磁気光学材料と透明体との組合せにより、光
アイソレータを構成することが出来るのである。
なお、第２図において、黒丸並びに小さな矢印
は偏光方向を模式的に示すものであり、黒丸は入
射面と垂直な偏波を示し、光軸に垂直な小矢印は
入射面内での偏波をそれぞれ示している。
は偏光方向を模式的に示すものであり、黒丸は入
射面と垂直な偏波を示し、光軸に垂直な小矢印は
入射面内での偏波をそれぞれ示している。
ところで、磁気光学材料におけるフアラデー回
転角（゜／cm）は、光の波長の関数であり、しか
も本発明では光アイソレータ素子の端面が傾斜し
ているので光軸の入射位置をずらすことによつて
光の波長が変化した場合でも偏光面を45度回転さ
せることができる。このことはある決つた形状の
光アイソレータ素子を、別の波長の光アイソレー
タに応用することが出来ることを意味し、広帯域
化でき、また部品点数を低減できる点においても
極めて有効である。
転角（゜／cm）は、光の波長の関数であり、しか
も本発明では光アイソレータ素子の端面が傾斜し
ているので光軸の入射位置をずらすことによつて
光の波長が変化した場合でも偏光面を45度回転さ
せることができる。このことはある決つた形状の
光アイソレータ素子を、別の波長の光アイソレー
タに応用することが出来ることを意味し、広帯域
化でき、また部品点数を低減できる点においても
極めて有効である。
またこのような構成にすると、光アイソレータ
１０を通るレーザ光の一部が傾斜面Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄで反射されても光軸方向には逆行せず分離され
るから、アイソレーシヨン特性の劣化を防止でき
る。従つて各傾斜面には無反射コートを施さなく
てもよい。
１０を通るレーザ光の一部が傾斜面Ａ，Ｂ，Ｃ，
Ｄで反射されても光軸方向には逆行せず分離され
るから、アイソレーシヨン特性の劣化を防止でき
る。従つて各傾斜面には無反射コートを施さなく
てもよい。
上記実施例は、光アイソレータの傾斜面Ｂ，Ｄ
の面方位を傾斜面Ａ，Ｃの面方位に対して光軸に
関し相対的に45度フアラデー回転方向に回転させ
た構造の例であるが、第３図に示すように、相対
的に225度フアラデー回転方向に回転させた構造
としてもよい。その場合の光アイソレータとして
の動作は第２図の場合と同様であるので、対応す
る部分には同一符号を付し、それらについての記
載は省略する。
の面方位を傾斜面Ａ，Ｃの面方位に対して光軸に
関し相対的に45度フアラデー回転方向に回転させ
た構造の例であるが、第３図に示すように、相対
的に225度フアラデー回転方向に回転させた構造
としてもよい。その場合の光アイソレータとして
の動作は第２図の場合と同様であるので、対応す
る部分には同一符号を付し、それらについての記
載は省略する。
本発明は、上記のように構成した光アイソレー
タであるから、高価な偏光子は全く不要となり、
安価に製作できるし、また構造も比較的簡単で小
型化、軽量化に適し、更には磁気光学材料の端面
は傾斜面であるので無反射コートが不要であり製
作しやすいし、入射光と出射光とを同一面内で平
行にすることができ、それ故、光デバイスとして
各種の装置に組込み易く、しかも光の遮断率を２
倍にすることができるなど数々の優れた効果を奏
しうるものである。
タであるから、高価な偏光子は全く不要となり、
安価に製作できるし、また構造も比較的簡単で小
型化、軽量化に適し、更には磁気光学材料の端面
は傾斜面であるので無反射コートが不要であり製
作しやすいし、入射光と出射光とを同一面内で平
行にすることができ、それ故、光デバイスとして
各種の装置に組込み易く、しかも光の遮断率を２
倍にすることができるなど数々の優れた効果を奏
しうるものである。
第１図Ａ，Ｂは従来技術の説明図、第２図は本
発明に係る光アイソレータの一実施例を示す説明
図、第３図は他の実施例を示す説明図である。 １……第１の偏光子、２……フアラデー回転素
子、３……第２の偏光子、４……半導体レーザ
ー、５……光フアイバー、１０……光アイソレー
タ、１２ａ，１２ｂ……磁気光学材料、１４……
等方性透明体。
発明に係る光アイソレータの一実施例を示す説明
図、第３図は他の実施例を示す説明図である。 １……第１の偏光子、２……フアラデー回転素
子、３……第２の偏光子、４……半導体レーザ
ー、５……光フアイバー、１０……光アイソレー
タ、１２ａ，１２ｂ……磁気光学材料、１４……
等方性透明体。
Claims (1)
- １ 両端面はともにブリユースター角の余角に切
断した傾斜面であるが、両傾斜面は光軸に関し相
対的に45度もしくは225度フアラデー回転方向に
回転させたとき面方位が対応する関係を有し、外
部磁場の作用により偏光面を45度回転させうる光
路長をもつ磁気光学材料を２個直列に配し、両磁
気光学材料の間にそれらとほぼ等しい屈折率をも
つ等方性透明体を介在させ密着一体化したことを
特徴とする光アイソレータ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8469084A JPS60227222A (ja) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | 光アイソレ−タ |
| GB08417899A GB2143337B (en) | 1983-07-15 | 1984-07-13 | Optical isolator |
| NL8402233A NL192407C (nl) | 1983-07-15 | 1984-07-13 | Optische isolator. |
| FR8411193A FR2549246B1 (fr) | 1983-07-15 | 1984-07-13 | Isolateur optique |
| DE19843426138 DE3426138C2 (de) | 1983-07-15 | 1984-07-16 | Optische Einwegleitung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8469084A JPS60227222A (ja) | 1984-04-26 | 1984-04-26 | 光アイソレ−タ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60227222A JPS60227222A (ja) | 1985-11-12 |
| JPS6257971B2 true JPS6257971B2 (ja) | 1987-12-03 |
Family
ID=13837664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8469084A Granted JPS60227222A (ja) | 1983-07-15 | 1984-04-26 | 光アイソレ−タ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60227222A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS635320A (ja) * | 1986-06-25 | 1988-01-11 | Hoya Corp | フアラデ−ロ−テ−タと光アイソレ−タ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55138711A (en) * | 1979-04-18 | 1980-10-29 | Fujitsu Ltd | Light isolator |
| JPS5762024A (en) * | 1980-09-30 | 1982-04-14 | Natl Aerospace Lab | Optical rectifier for bidirectional travelling light beam |
-
1984
- 1984-04-26 JP JP8469084A patent/JPS60227222A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60227222A (ja) | 1985-11-12 |
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