JP3981100B2 - Reflective optical components - Google Patents
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Description
本発明は、光通信システムに用いられる反射型光サーキュレータや反射型光アイソレータなどの反射型光部品に関する。 The present invention relates to a reflective optical component such as a reflective optical circulator or a reflective optical isolator used in an optical communication system.
光通信システムに用いられる光部品として、光サーキュレータや光アイソレータがある。光サーキュレータや光アイソレータは、数多くの構成が知られている。光ファイバを片側のみに配置し、反対側に反射板を配置した反射型の光サーキュレータや光アイソレータは、装置内に配置した場合の光ファイバの収容スペースを透過型に比較して小さくできるので、装置全体の小型化に有効である。 Optical components used in optical communication systems include optical circulators and optical isolators. Many configurations of optical circulators and optical isolators are known. Reflective optical circulators and optical isolators in which the optical fiber is arranged only on one side and the reflector is arranged on the opposite side can reduce the optical fiber housing space when arranged in the device compared to the transmission type, This is effective for downsizing the entire device.
図31は、特許文献1に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示している。図31(a)、(b)に示すように、この反射型光サーキュレータは、3組の光ファイバ100及びレンズ102、複屈折板104、2枚の1/2波長板106、107、ファラデー回転子108、複屈折板110、ファラデー回転子112、及び反射ミラー114を有している。図31(a)、(b)に示す構成では、反射ミラー114とレンズ102を除いて3種類で6枚の光学素子(2枚の複屈折板104、110、2枚の1/2波長板106、107、及び2枚のファラデー回転子108、112)が必要になり、反射型光サーキュレータの素子構成が複雑になる。このため、反射型光サーキュレータの小型化及び低価格化が困難になってしまうという問題が生じる。また、図31(a)、(b)に示す構成では、複屈折板104を常光として通過した光は、反射ミラー114で反射して戻るときにも複屈折板104を常光として通過する。一方、複屈折板104を異常光として通過した光は、反射ミラー114で反射して戻るときにも複屈折板104を異常光として通過する。常光として通過する場合と異常光として通過する場合とでは光路長が異なるため、この構成では偏波モード分散(PMD;Polarization Mode Dispersion)値が0(ゼロ)にならず大きくなってしまう。
FIG. 31 shows a configuration of a conventional reflective optical circulator described in
図32は、特許文献1に記載された従来の他の反射型光サーキュレータの構成を示している。図32(a)、(b)に示すように、この反射型光サーキュレータは、3組の光ファイバ100及びレンズ102、複屈折板104、ファラデー回転子108、2枚の複屈折板110a、110b、ファラデー回転子112、及び反射ミラー114を有している。図32(a)、(b)に示す構成では、図31に示した構成よりも素子構成が簡素化するものの、上記と同様の理由でPMD値がゼロにならないという問題が生じる。
FIG. 32 shows a configuration of another conventional reflective optical circulator described in
図33は、特許文献2に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示している。図33に示すように、この反射型光サーキュレータは、3本の光ファイバ100、複屈折板104、4枚の1/2波長板106(図33では2枚のみ示している)、ファラデー回転子108、複屈折板110、レンズ102、及び反射ミラー114を有している。図33に示す構成では、反射ミラー114とレンズ102を除いて3種類で7枚の光学素子(2枚の複屈折板104、110、4枚の1/2波長板106、及び1枚のファラデー回転子108)が必要になり、反射型光サーキュレータの素子構成が複雑になる。このため、反射型光サーキュレータの小型化及び低価格化が困難になってしまうという問題が生じる。また、上記と同様の理由で、PMD値がゼロにならないという問題が生じる。
FIG. 33 shows the configuration of a conventional reflective optical circulator described in
図34は、特許文献3に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示している。図34(a)、(b)に示すように、この反射型光サーキュレータは、複屈折板104、複屈折板105、2枚のファラデー回転子108a、108b、複屈折板110、2枚のファラデー回転子112a、112b、及び反射ミラー114を有している。この構成では、複屈折板104を常光として通過した光は複屈折板105を異常光として通過し、さらに反射ミラー114で反射して戻るときには複屈折板105を異常光として通過し、複屈折板104を常光として通過する。一方、複屈折板104を異常光として通過した光は複屈折板105を常光として通過し、さらに反射ミラー114で反射して戻るときには複屈折板105を常光として通過し、複屈折板104を異常光として通過する。このため、図34(a)、(b)に示す構成ではPMD値がゼロになる。このような2枚の複屈折板104、105の組合せは、サバール板として知られている。サバール板は、互いに直交する2つの偏光成分に対して位相差なく横ずらしを与える素子として用いられる。しかしながら、サバール板を用いた図34(a)、(b)に示す構成では、反射ミラー114とレンズ(図示せず)を除いて7枚の光学素子(3枚の複屈折板104、105、110、及び4枚のファラデー回転子108a、108b、112a、112b)が必要になり、反射型光サーキュレータの素子構成が複雑になってしまう。このため、反射型光サーキュレータの小型化及び低価格化が困難になってしまうという問題が生じる。
FIG. 34 shows the configuration of a conventional reflective optical circulator described in
以上のように、従来の反射型光サーキュレータは、素子構成が複雑になり小型化及び低価格化が困難になってしまうか、又はPMD値がゼロにならないかの少なくともいずれか一方の問題を有している。
本発明の目的は、素子構成を簡素化でき、良好な光学特性の得られる反射型光部品を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a reflective optical component that can simplify the element configuration and obtain good optical characteristics.
上記目的は、第1のポートから入射した光を常光成分の第1の光と異常光成分の第2の光とに分離して出射する第1の偏光分離合波部と、前記第1の光の偏光方位を45°回転させて第3の光として出射する第1のファラデー回転部と、前記第2の光の偏光方位を逆向きに45°回転させて前記第3の光の偏光方位に略平行な偏光方位を有する第4の光として出射する第2のファラデー回転部と、前記第3及び第4の光を透過させる偏光子と、前記第3及び第4の光を反射する反射部と、前記反射部で反射して前記偏光子及び第3のファラデー回転部を通過した前記第3の光を異常光として透過させ、前記反射部で反射して前記偏光子及び第4のファラデー回転部を通過した前記第4の光を常光として透過させて、前記第3及び前記第4の光を合波して第2のポートから出射させる第2の偏光分離合波部とを有することを特徴とする反射型光部品によって達成される。 The above object is achieved by separating the light incident from the first port into the first light of the ordinary light component and the second light of the extraordinary light component, and emitting the first polarization separation and multiplexing unit, A first Faraday rotator that rotates the polarization direction of light by 45 ° and emits it as third light, and a polarization direction of the third light by rotating the polarization direction of the second light in the opposite direction by 45 ° A second Faraday rotator that emits as fourth light having a polarization direction substantially parallel to the light, a polarizer that transmits the third and fourth light, and a reflection that reflects the third and fourth light. And the third light reflected by the reflecting part and passing through the polarizer and the third Faraday rotating part as an extraordinary light, and reflected by the reflecting part and reflected by the polarizer and the fourth Faraday The fourth light that has passed through the rotating part is transmitted as ordinary light, and the third and fourth lights are transmitted. This is achieved by a reflection type optical component having a second polarization separation / multiplexing unit that multiplexes and emits the light from the second port.
上記本発明の反射型光部品であって、前記第1乃至第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子により構成されていることを特徴とする。 In the reflection-type optical component of the present invention, the first to fourth Faraday rotators are formed of the same magneto-optical element.
上記本発明の反射型光部品であって、前記第1の偏光分離合波部は、第1の複屈折板により構成され、前記第2の偏光分離合波部は、第2の複屈折板により構成され、前記第1及び第3のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、前記第2及び第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていることを特徴とする。 In the reflection-type optical component of the present invention, the first polarization separation / combination unit is configured by a first birefringence plate, and the second polarization separation / combination unit is a second birefringence plate. The first and third Faraday rotators are configured by the same region of the same magneto-optical element, and the second and fourth Faraday rotators are configured by the same region of the same magneto-optical element. It is characterized by being.
上記本発明の反射型光部品であって、前記第1の複屈折板と前記第2の複屈折板は同一仕様の素子であることを特徴とする。 The reflection type optical component according to the invention is characterized in that the first birefringent plate and the second birefringent plate are elements having the same specifications.
上記本発明の反射型光部品であって、前記偏光子は第3の複屈折板であり、前記反射部は2面反射体であることを特徴とする。 In the reflective optical component according to the present invention, the polarizer is a third birefringent plate, and the reflecting portion is a two-surface reflector.
上記本発明の反射型光部品であって、前記偏光子は、くさび複屈折結晶であることを特徴とする。 The reflective optical component according to the invention is characterized in that the polarizer is a wedge birefringent crystal.
上記本発明の反射型光部品であって、前記第1及び第2の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成され、前記第1及び第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、前記第2及び第3のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていることを特徴とする。 In the reflection-type optical component of the present invention, the first and second polarization separation / combining units are configured by the same birefringence plate, and the first and fourth Faraday rotation units are configured by the same magnetic field. The second and third Faraday rotators are configured by the same region of the same magneto-optical element.
上記本発明の反射型光部品であって、偏光方位を90°回転させる少なくとも1枚の1/2波長板を含むとともに、前記反射部はレンズと反射膜により構成されていることを特徴とする。 The reflection-type optical component according to the invention is characterized in that it includes at least one half-wave plate whose rotation direction is rotated by 90 °, and the reflection part is composed of a lens and a reflection film. .
上記本発明の反射型光部品であって、前記第1のファラデー回転部と前記第2のファラデー回転部は、同じ材料組成を有し、磁化の向きが互いに逆向きであるファラデー回転子をそれぞれ有することを特徴とする。 The reflection-type optical component of the present invention, wherein the first Faraday rotator and the second Faraday rotator have Faraday rotators having the same material composition and having opposite magnetization directions. It is characterized by having.
上記本発明の反射型光部品であって、前記第1のファラデー回転部は、ファラデー回転子の一領域で磁化を一様に一方向にした磁区Aを有し、前記第2のファラデー回転部は、前記ファラデー回転子の他領域で前記磁区Aとは逆方向に磁化を一様にした磁区Bを有していることを特徴とする。 The reflection type optical component of the present invention, wherein the first Faraday rotator has a magnetic domain A in which magnetization is uniformly made in one direction in a region of the Faraday rotator, and the second Faraday rotator Has a magnetic domain B in which magnetization is made uniform in the opposite direction to the magnetic domain A in the other region of the Faraday rotator.
上記本発明の反射型光部品であって、前記第1及び第2の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成されていることを特徴とする。 In the reflection-type optical component of the present invention, the first and second polarization separation / combining sections are formed of the same birefringent plate.
本発明によれば、素子構成を簡素化でき、良好な光学特性の得られる反射型光部品を実現できる。 According to the present invention, it is possible to realize a reflective optical component that can simplify the element configuration and obtain good optical characteristics.
〔第1の実施の形態〕
本発明の第1の実施の形態による反射型光部品について図1乃至図6を用いて説明する。図1は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの構成を模式的に示している。図1では、光の進行方向にZ軸をとり、外部からの光が反射型光サーキュレータの備える2面反射体(反射部)32に向かう方向を+Z方向としている。また、Z軸に直交する面内で互いに直交する2方向にX軸及びY軸をとっている。図1(a)は反射型光サーキュレータを−Y方向に見た構成を示し、図1(b)は反射型光サーキュレータを−X方向に見た構成を示している。
[First Embodiment]
A reflective optical component according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows the configuration of a reflective optical circulator according to this embodiment. In FIG. 1, the Z-axis is taken in the light traveling direction, and the direction in which the light from the outside is directed to the two-surface reflector (reflecting portion) 32 provided in the reflective optical circulator is the + Z direction. Further, the X axis and the Y axis are taken in two directions orthogonal to each other in a plane orthogonal to the Z axis. FIG. 1A shows a configuration of the reflective optical circulator viewed in the −Y direction, and FIG. 1B shows a configuration of the reflective optical circulator viewed in the −X direction.
図1に示すように、反射型光サーキュレータ1は、4本の光ファイバ41、42、43、44に接続されている。各光ファイバ41、42、43、44の−Z側の端部は、外部から光が入射し、又は外部に光を出射する4つの光入出射ポートP1、P2、P3、P4(図中ではそれぞれ(1)〜(4)の数字で示している)になっている。各光ファイバ41、42、43、44の+Z方向には、光ファイバ41、42、43、44から出射した発散光を平行光に変換するレンズ51、52、53、54がそれぞれ配置されている。反射型光サーキュレータ1やそれを収容する装置を小型化するためには、レンズ51、52、53、54の小型化が重要になる。
As shown in FIG. 1, the reflective
図2(a)は、小型化が可能なレンズの構成の例を示している。図2(a)に示すように、シングルモードの光ファイバ40の先端部には、光ファイバ40と同軸の円柱形状を有する屈折率分布レンズ(GI(Gradient Index)レンズ)50が融着されている。GIレンズ50は、シングルモードの光ファイバ40の直径とほぼ等しい直径(例えば125μm)を有している。光ファイバ40及びGIレンズ50は、互いに一体化されてレンズ付き光ファイバとして機能する。GIレンズ50は、その円柱軸に垂直な端面50aを有している。光ファイバ40からGIレンズ50に入射した光は平行光に変換され、端面50aから端面50aに垂直な方向(光ファイバ40及びGIレンズ50の円柱軸に平行な方向)に出射する。GIレンズ50は、球面レンズ等と比較して外径を小さくできるため、図1に示す本実施の形態の反射型光サーキュレータ1のレンズ51、52、53、54として用いるのに適している。
FIG. 2A shows an example of a lens configuration that can be miniaturized. As shown in FIG. 2A, a gradient index lens (GI (Gradient Index) lens) 50 having a cylindrical shape coaxial with the
図2(b)は、レンズの構成の変形例を示している。図2(b)に示すように、GIレンズ50の代わりに小型の球レンズ55を光ファイバ40に固着したレンズ付き光ファイバも本実施の形態に好適である。これらの構成以外にも、コアが拡大されてレンズと同様の機能を有するコア拡大領域を先端近傍に備えるコア拡大(TEC;Thermal Expand Core)ファイバを用いることもできる。
FIG. 2B shows a modification of the lens configuration. As shown in FIG. 2B, an optical fiber with a lens in which a small
図1に戻り、レンズ51、53の+Z方向には複屈折板(偏光分離合波部)11が配置され、レンズ52、54の+Z方向には複屈折板12が配置されている。2つの複屈折板11、12はXY面に平行に隣接配置されて、Z軸に垂直な光入出射面を有している。ここで、光学では「光入射面」を入射光線と境界面の法線を含む面と定義する場合があるが、本明細書での「光入出射面」はこの定義ではなく、複屈折板11、12(あるいは他の光学素子)において光が入射/出射する面のことを意味する。
Returning to FIG. 1, the birefringent plate (polarization separating / combining unit) 11 is disposed in the + Z direction of the
図3は、複屈折板11の光学軸について説明する図である。図3(a)は複屈折板11を−Z方向に見た構成を示し、図3(b)は複屈折板11を−X方向に見た構成を示している。図3(a)、(b)に示すように、複屈折板11の光学軸OAはYZ面に平行に配置されている。光学軸OAとXZ面とのなす角度は、−X方向に見てX軸について時計回りに約45°になっている。光入出射面(本例ではXY面に平行)11aに垂直に入射した光は、常光と異常光とに分離して、互いに異なる光路上に出射する。このとき、異常光は常光に対して例えば図3(b)に示すように下方(−Y方向)に軸ずれする。以下、図3(a)のように複屈折板11を−Z方向に見た図では、+Z方向に入射した光の異常光が下方に軸ずれすることを下向きの片矢印Cで表すことにする。一方、複屈折板12は、光学軸OAとXZ面とのなす角度が−X方向に見てX軸について反時計回りに45°になるように配置されるので、異常光は常光に対して図3(b)中上方に軸ずれする(不図示)。したがって、複屈折板12を−Z方向に見た場合は、+Z方向に入射した光の異常光が上方に軸ずれすることを上向きの片矢印Cで表すことにする。複屈折板11、12を構成する結晶としては、ルチル(TiO2)やイットリウム・バナデート(YVO4)等が用いられる。複屈折板11、12は、例えば同一の結晶から同一形状に切り出した同一仕様の素子であり、光学軸OAがYZ面に平行で異常光の軸ずれの方向が逆になるようにして隣接して配置されている。なお、複屈折性結晶の光学特性により、図3(b)に示す光学軸OAの配置で図中上方に軸ずれする複屈折板11を組み合わせて用いるようにしてもよい。
FIG. 3 is a diagram for explaining the optical axis of the
図1に戻り、複屈折板11、12の+Z方向には、非相反性を有する磁気光学素子であるファラデー回転子20が配置されている。ファラデー回転子20は、例えば液相エピタキシャル(LPE)法により育成され、膜成長面に垂直な方向に磁化容易軸が現れる垂直磁化性を備えた磁性ガーネット単結晶膜を用いて形成されている。ファラデー回転子20の+Y方向端部には永久磁石61が配置され、−Y方向端部には永久磁石62が配置されている。永久磁石61、62は互いに逆向きの磁極を有している。例えば、図中矢印で示すように、永久磁石61の磁極の向きは+Z方向であり、永久磁石62の磁極の向きは−Z方向である。ファラデー回転子20のほぼ中央から+Y側の領域に印加される磁界は永久磁石61による−Z方向の磁界成分が支配的になる。一方、ファラデー回転子20のほぼ中央から−Y側の領域に印加される磁界は永久磁石62による+Z方向の磁界成分が支配的になる。双方の領域に印加する磁界の強さをファラデー回転子の飽和磁界以上にすることにより、−Z方向の磁界が印加されている領域には磁化を一様に一方向にした磁区Aが形成され、+Z方向の磁界が印加されている領域には磁化を磁区Aとは逆方向に一様にした磁区Bが形成される。磁区Aと磁区Bとの境界面には磁壁Iが形成されている。本例での磁区Aのファラデー回転角は、例えば−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°であり、磁区Bのファラデー回転角は、同様にして反時計回りに45°である。ファラデー回転子20は非相反性を有しているので、ファラデー回転子20の2つの光入出射面のいずれから光が入射しても上記回転角の条件は保たれる。なお、1つのファラデー回転子20を2つのファラデー回転部として機能させるのではなく、一方のファラデー回転部として機能するファラデー回転子と、他方のファラデー回転部として機能する別のファラデー回転子とをY方向に隣接させて配置してもよい。この場合、両ファラデー回転子は例えば同一の材料組成を有するようにする。また、永久磁石61、62に代えて、永久磁石より保磁力が小さく磁化を反転できる半硬質磁石を用いることももちろん可能である。
Returning to FIG. 1, a
ファラデー回転子20の+Z方向には、複屈折板13が配置されている。複屈折板13は例えば複屈折板11、12と同一の結晶を用いて作製されている。複屈折板13の光学軸は、図1及び図3に示す座標系を用いて示すと、−Y方向に見てY軸についてYZ面を反時計回りに45度回転させた平面に平行であり、少なくとも複屈折板11及び複屈折板12の光学軸に平行な平面に含まれない。また、複屈折板13に+Z方向に入射した光の異常光は−X方向及び−Y方向の双方向に軸ずれする。複屈折板13の+Z側には、例えば直角プリズム等の2面反射体32が配置されている。2面反射体32は、2面反射により光路を変更する機能を有する。2面反射体32は、図1に示すような直角プリズム以外に、2枚の反射鏡(反射板)を組み合わせた構造でもよい。
A
本実施の形態では、4枚の光学素子(3枚の複屈折板11、12、13、及び1枚のファラデー回転子20)を用いて反射型光サーキュレータ1を構成できる。ファラデー回転子20の磁区構造を利用せず、2つのファラデー回転子を用いる場合であっても、5枚の光学素子を用いて反射型光サーキュレータ1を構成できる。また、複屈折板11、12として、例えば同一の結晶から切り出された同一仕様の素子を使用できる。したがって本実施の形態によれば、反射型光サーキュレータ1の素子構成が単純になり小型化及び低価格化が容易になる。
なお、図1では光を各素子に垂直入射させているが、各境界面からの反射光が元に戻るのを防止するため、各素子を入射光に対して斜めに配置するのが望ましい。
In the present embodiment, the reflective
In FIG. 1, light is vertically incident on each element. However, in order to prevent the reflected light from each boundary surface from returning to its original state, it is desirable to dispose each element obliquely with respect to the incident light.
次に、本実施の形態による反射型光サーキュレータの動作について図4乃至図6を用いて説明する。図4乃至図6は、反射型光サーキュレータ1を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Z方向に見た図である。図4乃至図6の(a)は、図1に示すように、複屈折板11、12の−Z側の光入出射面Z1での光の偏光状態を示している。図4乃至図6の(b)は、複屈折板11、12の+Z側の光入出射面Z2での光の偏光状態を示している。図4乃至図6の(c)は、複屈折板13の−Z側の光入出射面Z3での光の偏光状態を示している。図4乃至図6の(d)は、複屈折板13の+Z側の光入出射面Z4での光の偏光状態を示している。
Next, the operation of the reflective optical circulator according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 6 are diagrams in which the polarization state of the light passing through each optical element constituting the reflective
図4乃至図6では、理解を容易にするために、複屈折板11、12、ファラデー回転子20、及び複屈折板13を−Z方向に見た状態と、2面反射体32を−Y方向に見た状態とを併せて模式的に図示している。
4 to 6, for easy understanding, the
図4は、図1(a)の実線で示す光線のように、光入出射ポートP1から入射して光入出射ポートP2から外部に出射する光を示している。図4(a)の左側に示すように、光入出射ポートP1から入射した光L1は、複屈折板(第1の複屈折板)11に入射して、図4(b)の左側に示すように、常光L2aと−Y方向に軸ずれした異常光L2bとに分離し、複屈折板11から出射する。次いで、常光成分の光L2aはファラデー回転子20の磁区A(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L2bはファラデー回転子20の磁区B(第2のファラデー回転部)に入射する。ファラデー回転子20の磁区Aのファラデー回転角は例えば−Z方向に見てZ軸について+45°とし、磁区Bのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について−45°とする。図4(c)の左側に示すように、光L2aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L3aとしてファラデー回転子20から出射し、光L2bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L3bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L3a、L3bの偏光方位は、光L3a、L3bの進行方向に平行な直線と複屈折板(偏光子)13の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。次いで、図4(d)の左側に示すように、光L3a、L3bは複屈折板13の一方の表面に入射して異常光として透過し、それぞれ軸ずれして複屈折板13の他方の表面から光L4a、L4bとして出射する。光L4a、L4bは2面反射体32で反射して、図4(d)の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光L5a、L5bとして複屈折板13の他方の表面に入射する。
FIG. 4 shows light that enters from the light incident / exit port P1 and exits to the outside from the light incident / exit port P2, as indicated by the solid line in FIG. As shown on the left side of FIG. 4A, the light L1 incident from the light incident / exit port P1 enters the birefringent plate (first birefringent plate) 11 and is shown on the left side of FIG. 4B. As described above, the light is separated into the ordinary light L2a and the extraordinary light L2b shifted in the -Y direction, and is emitted from the
図4(c)の右側に示すように、光L5a、L5bは、それぞれ軸ずれして複屈折板13の一方の表面から光L6a、L6bとして出射する。光L6aはファラデー回転子20の磁区A(光L2aが入射した領域と同一の領域)に入射し、光L6bはファラデー回転子20の磁区B(光L2bが入射した領域と同一の領域)に入射する。図4(b)の右側に示すように、光L6aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L7aとしてファラデー回転子20から出射し、光L6bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L7bとしてファラデー回転子20から出射する。光L7aは複屈折板(第2の複屈折板)12に入射して異常光となり、光L7bは複屈折板12に入射して常光となる。図4(a)の右側に示すように、光L7aは軸ずれして光L7bと合波し、光L8として複屈折板12から出射する。光L8は、光入出射ポートP2に入射して外部に出射する。
As shown on the right side of FIG. 4C, the light beams L5a and L5b are emitted as light beams L6a and L6b from one surface of the
図5は、図1(a)の破線で示す光線のように、光入出射ポートP2から入射して光入出射ポートP3から外部に出射する光を示している。図5(a)の右側に示すように、光入出射ポートP2から入射した光L11は、複屈折板(第1の複屈折板)12に入射して、図5(b)の右側に示すように、常光L12aと+Y方向に軸ずれした異常光L12bとに分離し、複屈折板12から出射する。次いで、常光成分の光L12aはファラデー回転子20の磁区B(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L12bはファラデー回転子20の磁区A(第2のファラデー回転部)に入射する。図5(c)の右側に示すように、光L12aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L13aとしてファラデー回転子20から出射し、光L12bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L13bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L13a、L13bの偏光方位は、光L13a、L13bの進行方向に平行な直線と複屈折板(偏光子)13の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。したがって、光L13a、L13bは複屈折板13の一方の表面に入射して常光となり、図5(d)の右側に示すように、軸ずれせずに複屈折板13の他方の表面から光L14a、L14bとして出射する。光L14a、L14bは2面反射体32で反射して、図5(d)の左側に示すように、それぞれ光路が変更された光L15a、L15bとして複屈折板13の他方の表面に入射する。
FIG. 5 shows light that enters from the light incident / exit port P2 and exits to the outside from the light incident / exit port P3, like a light beam indicated by a broken line in FIG. As shown on the right side of FIG. 5A, the light L11 incident from the light incident / exit port P2 enters the birefringent plate (first birefringent plate) 12 and is shown on the right side of FIG. 5B. As described above, the light is separated into the ordinary light L12a and the extraordinary light L12b whose axis is shifted in the + Y direction, and is emitted from the
光L15a、L15bは、複屈折板13の他方の表面に入射して常光となり、図5(c)の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板13の一方の表面から光L16a、L16bとして出射する。光L16aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、光L16bは磁区Aに入射する。図5(b)の左側に示すように、光L16aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L17aとしてファラデー回転子20から出射し、光L16bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L17bとしてファラデー回転子20から出射する。光L17aは複屈折板(第2の複屈折板)11に入射して異常光となり、光L17bは複屈折板11に入射して常光となる。図5(a)の左側に示すように、光L17aは軸ずれして光L17bと合波し、光L18として複屈折板11から出射する。光L18は、光入出射ポートP1の隣に配置された光入出射ポートP3に入射して外部に出射する。
Lights L15a and L15b are incident on the other surface of the
図6は、図1(a)の一点鎖線で示す光線のように、光入出射ポートP3から入射して光入出射ポートP4から外部に出射する光を示している。図6(a)の左側に示すように、光入出射ポートP3から入射した光L21は、複屈折板(第1の複屈折板)11に入射して、図6(b)の左側に示すように、常光L22aと−Y方向に軸ずれした異常光L22bとに分離し、複屈折板11から出射する。次いで、常光成分の光L22aはファラデー回転子20の磁区A(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L22bはファラデー回転子20の磁区B(第2のファラデー回転部)に入射する。図6(c)の左側に示すように、光L22aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L23aとしてファラデー回転子20から出射し、光L22bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L23bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L23a、L23bの偏光方位は、光L23a、L23bの進行方向に平行な直線と複屈折板(偏光子)13の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。次いで、図6(d)の左側に示すように、光L23a、L23bは複屈折板13の一方の表面に入射して異常光となって、それぞれ軸ずれして複屈折板13の他方の表面から光L24a、L24bとして出射する。光L24a、L24bは2面反射体32で反射して、図6(d)の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光L25a、L25bとして複屈折板13の他方の表面に入射する。
FIG. 6 shows light that enters from the light incident / exit port P3 and exits to the outside from the light incident / exit port P4, like a light beam indicated by a one-dot chain line in FIG. As shown on the left side of FIG. 6A, the light L21 incident from the light incident / exit port P3 enters the birefringent plate (first birefringent plate) 11 and is shown on the left side of FIG. 6B. As described above, the light is separated into the ordinary light L22a and the extraordinary light L22b whose axis is shifted in the -Y direction, and is emitted from the
図6(c)の右側に示すように、光L25a、L25bは、それぞれ軸ずれして複屈折板13の一方の表面から光L26a、L26bとして出射する。光L26aはファラデー回転子20の磁区Aに入射し、光L26bは磁区Bに入射する。図6(b)の右側に示すように、光L26aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L27aとしてファラデー回転子20から出射し、光L26bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L27bとしてファラデー回転子20から出射する。光L27aは複屈折板(第2の複屈折板)12に入射して異常光となり、光L27bは複屈折板12に入射して常光となる。図6(a)の右側に示すように、光L27aは軸ずれして光L27bと合波し、光L28として複屈折板12から出射する。光L28は、光入出射ポートP2の隣に配置された光入出射ポートP4に入射して外部に出射する。
As shown on the right side of FIG. 6C, the light beams L25a and L25b are emitted as light beams L26a and L26b from one surface of the
このように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ1では、光入出射ポートP1からの入力光は光入出射ポートP2から出力し、光入出射ポートP2からの入力光は光入出射ポートP3から出力し、光入出射ポートP3からの入力光は光入出射ポートP4から出力するようになっている。
Thus, in the reflection type
本実施の形態では、互いに同一の光学特性を有する複屈折板11、12のうち一方を常光として通過した光は、2面反射体32で反射して戻るときに他方を異常光として通過し、逆に複屈折板11、12のうち一方を異常光として通過した光は、2面反射体32で反射して戻るときに他方を常光として通過する。また、ファラデー回転子20を通過した後、2面反射体32で反射してファラデー回転子20に再度入射するまでの間は、分離した2つの光の偏光方位は同一になっている。したがって、本実施の形態による反射型光サーキュレータ1によれば、PMD値をゼロにすることができる。
In the present embodiment, light that has passed through one of the
〔第2の実施の形態〕
次に、本発明の第2の実施の形態による反射型光部品について図7乃至図12を用いて説明する。図7は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの構成を模式的に示している。図7では図1と同様に座標系をとっている。図7(a)は反射型光サーキュレータを−Y方向に見た構成を示し、図7(b)は反射型光サーキュレータを−X方向に見た構成を示している。図7(a)、(b)に示すように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ1’は、一列に配列した光ファイバ41、42、43、44に接続されている。各光ファイバ41、42、43、44の−Z側の端部は、4つの光入出射ポートP1、P2、P3、P4(図中ではそれぞれ(1)〜(4)の数字で示している)になっている。光ファイバ41、42、43、44と、光ファイバ41、42、43、44の+Z側の端部に融着されたGIレンズ71、72、73、74とは、それぞれ一体化されてレンズ付き光ファイバとして機能している。GIレンズ71、72、73、74の+Z方向には1枚の複屈折板14が配置されている。複屈折板14の光学軸は、図7に示す座標系を用いて示すと、−Y方向に見てYZ面をY軸について時計回りに45度回転させた平面に平行である。複屈折板14に+Z方向に入射した光の異常光は、+X方向及び−Y方向の双方向に軸ずれする。
[Second Embodiment]
Next, a reflective optical component according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 schematically shows the configuration of the reflective optical circulator according to the present embodiment. In FIG. 7, the coordinate system is taken as in FIG. FIG. 7A shows a configuration of the reflective optical circulator viewed in the −Y direction, and FIG. 7B shows a configuration of the reflective optical circulator viewed in the −X direction. As shown in FIGS. 7A and 7B, the reflective
複屈折板14の+Z方向であって光入出射ポートP2、P4に対応する位置には、光の偏光方位を90°回転させる1/2波長板22が配置されている。1/2波長板22の+Z方向には、ファラデー回転子20が配置されている。ファラデー回転子20の+Y方向端部には永久磁石61が配置され、−Y方向端部には永久磁石62が配置されている。永久磁石61、62は互いに逆向きの磁極を有している。例えば、図中矢印で示すように、永久磁石61の磁極の向きは+Z方向であり、永久磁石62の磁極の向きは−Z方向である。ファラデー回転子20の−Z方向の磁界が印加されている領域には磁化を一様に一方向にした磁区Aが形成され、+Z方向の磁界が印加されている領域には磁化を磁区Aとは逆方向に一様にした磁区Bが形成される。磁区Aと磁区Bとの境界面には磁壁Iが形成されている。本例での磁区Aのファラデー回転角は、例えば−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°であり、磁区Bのファラデー回転角は、同様にして反時計回りに45°である。ファラデー回転子20の+Z方向には、複屈折板15が配置されている。複屈折板15の光学軸は、図7に示す座標系を用いて示すと、XZ面に平行である。複屈折板15に+Z方向に入射した光の異常光は、−X方向に軸ずれする。複屈折板15の+Z方向には、反射部としてレンズ34及び反射鏡36が配置されている。レンズ34には、屈折率分布型のロッドレンズ、球レンズ、非球面レンズなどが用いられる。反射鏡36は、ガラス板に全反射膜を形成して作製され、レンズ34の+Z方向に配置されている。反射鏡36は、平行光がレンズ34に入射した場合の焦点を含み、平行光の進行方向に垂直な面内に配置される。これにより、ある光路上を通る平行光がレンズ34及び反射鏡36に入射すると、反射光の光路は、上記の焦点を含み平行光の進行方向に平行な直線に対して対称な位置に変換される。反射鏡36に代えて、レンズ34に直接全反射膜を形成してもよい。
A half-
本実施の形態では、4枚の光学素子(2枚の複屈折板14、15、1枚の1/2波長板22、及び1枚のファラデー回転子20)を用いて反射型光サーキュレータ1’を構成できる。ファラデー回転子20の磁区構造を利用せず、2つのファラデー回転子を用いる場合であっても、5枚の光学素子を用いて反射型光サーキュレータ1’を構成できる。したがって本実施の形態によれば、反射型光サーキュレータ1’の素子構成が単純になり小型化及び低価格化が容易になる。
また、本実施の形態では4つの光入出射ポートP1〜P4(光ファイバ41〜44)を一列に配置できるため、組立てが容易になるという利点がある。
In the present embodiment, the reflection type
Moreover, in this Embodiment, since four light incident / exit ports P1-P4 (optical fiber 41-44) can be arrange | positioned in a row, there exists an advantage that an assembly becomes easy.
次に、本実施の形態による反射型光サーキュレータの動作について説明する。図8乃至図10は、反射型光サーキュレータ1’を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Z方向に見た図である。図8乃至図10の(a)は、図7に示す複屈折板14の−Z側の光入出射面Z1での光の偏光状態を示している。図8乃至図10の(b)は、複屈折板14の+Z側の光入出射面Z2での光の偏光状態を示している。図8乃至図10の(c)は、複屈折板15の−Z側の光入出射面Z3での光の偏光状態を示している。図8乃至図10の(d)は、複屈折板15の+Z側の光入出射面Z4での光の偏光状態を示している。図8乃至図10では、理解を容易にするために、複屈折板14、1/2波長板22、ファラデー回転子20、複屈折板15、及び反射部(レンズ34及び反射鏡36)を−Z方向に見た状態を併せて模式的に図示している。
Next, the operation of the reflective optical circulator according to this embodiment will be described. 8 to 10 are views of the polarization state of the light passing through the optical elements constituting the reflective
図8は、図7(a)の実線で示す光線のように、光入出射ポートP1から入射して光入出射ポートP2から外部に出射する光を示している。図8(a)の左側に示すように、光入出射ポートP1から入射した光L51は、複屈折板14に入射して、図8(b)の左側に示すように常光L52aと+X方向及び−Y方向の双方向に軸ずれした異常光L52bとに分離し、複屈折板14から出射する。次いで、常光成分の光L52aはファラデー回転子20の磁区A(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L52bはファラデー回転子20の磁区B(第2のファラデー回転部)に入射する。ここで光L52a、L52bは、いずれも1/2波長板22を通過しない。ファラデー回転子20の磁区Aのファラデー回転角は例えば−Z方向に見てZ軸について+45°とし、磁区Bのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について−45°とする。図8(c)の左側に示すように、光L52aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L53aとしてファラデー回転子20から出射し、光L52bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L53bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L53a、L53bの偏光方位は、光L53a、L53bの進行方向に平行な直線と複屈折板15の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。したがって、光L53a、L53bは複屈折板15の一方の表面に入射して常光となり、図8(d)の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板15の他方の表面から光L54a、L54bとして出射する。光L54a、L54bはレンズ34を通過して反射鏡36で反射し、図8(d)の右側に示すように光路が変換された光L55a、L55bとして複屈折板15の他方の表面に入射する。
FIG. 8 shows light that enters from the light incident / exit port P1 and exits to the outside from the light incident / exit port P2, as indicated by the solid line in FIG. 7A. As shown on the left side of FIG. 8 (a), the light L51 incident from the light incident / exit port P1 enters the
光L55a、L55bは、複屈折板15の他方の表面に入射して常光となり、図8(c)の右側に示すように、軸ずれせずに複屈折板15の一方の表面から光L56a、L56bとして出射する。光L56aはファラデー回転子20の磁区B(光L52bが入射した領域と同一の領域)に入射し、光L56bはファラデー回転子20の磁区A(光L52aが入射した領域と同一の領域)に入射する。光L56aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板22に入射して、図8(b)の右側に示すように偏光方位がZ軸について90°回転した光L57aとして出射する。光L56bは、偏光方位が時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板22に入射して、偏光方位がZ軸について90°回転した光L57bとして出射する。光L57aは複屈折板14に入射して異常光となり、光L57bは複屈折板14に入射して常光となる。図8(a)の右側に示すように、光L57aは軸ずれして光L57bと合波し、光L58として複屈折板14から出射する。光L58は、光入出射ポートP2に入射して外部に出射する。
The lights L55a and L55b are incident on the other surface of the
図9は、図7(a)の破線で示す光線のように、光入出射ポートP2から入射して光入出射ポートP3から外部に出射する光を示している。図9(a)の右側に示すように、光入出射ポートP2から入射した光L61は、複屈折板14に入射して、図9(b)の右側に示すように常光L62aと+X方向及び−Y方向の双方向に軸ずれした異常光L62bとに分離し、複屈折板14から出射する。次いで、常光成分の光L62aは、1/2波長板22に入射し、偏光方位がZ軸について90°回転した光として1/2波長板22から出射して、さらにファラデー回転子20の磁区A(第1のファラデー回転部)に入射する。異常光成分の光L62bは、1/2波長板22に入射し、偏光方位がZ軸について90°回転した光として1/2波長板22から出射して、さらにファラデー回転子20の磁区B(第2のファラデー回転部)に入射する。ファラデー回転子20の磁区Aのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について+45°とし、磁区Bのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について−45°とする。図9(c)の右側に示すように、ファラデー回転子20の磁区Aに入射した光は偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L63aとしてファラデー回転子20から出射し、磁区Bに入射した光は偏光方位が反時計回りに45°回転した光L63bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L63a、L63bの偏光方位は、光L63a、L63bの進行方向に平行な直線と複屈折板15の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。したがって、光L63a、L63bは複屈折板15の一方の表面に入射して異常光となり、図9(d)の右側に示すように、それぞれ軸ずれして複屈折板15の他方の表面から光L64a、L64bとして出射する。光L64a、L64bはレンズ34を通過して反射鏡36で反射し、図9(d)の左側に示すように光路が変換された光L65a、L65bとして複屈折板15の他方の表面に入射する。
FIG. 9 shows light that enters from the light incident / exit port P2 and exits to the outside from the light incident / exit port P3, like a light beam indicated by a broken line in FIG. As shown on the right side of FIG. 9A, the light L61 incident from the light incident / exit port P2 enters the
光L65a、L65bは、複屈折板15の他方の表面に入射して異常光となり、図9(c)の左側に示すように、それぞれ軸ずれして複屈折板15の一方の表面から光L66a、L66bとして出射する。光L66aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、光L66bは磁区Aに入射する。図9(b)の左側に示すように、光L66aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L67aとしてファラデー回転子20から出射し、光L66bは、偏光方位が時計回りに45°回転した光L67bとしてファラデー回転子20から出射する。ここで光L67a、L67bは、いずれも1/2波長板22を通過しない。光L67aは複屈折板14に入射して異常光となり、光L67bは複屈折板14に入射して常光となる。図9(a)の左側に示すように、光L67aは軸ずれして光L67bと合波し、光L68として複屈折板14から出射する。光L68は、光入出射ポートP1の隣に配置された光入出射ポートP3に入射して外部に出射する。
Lights L65a and L65b are incident on the other surface of the
図10は、図7(a)の一点鎖線で示す光線のように、光入出射ポートP3から入射して光入出射ポートP4から外部に出射する光を示している。図10(a)の左側に示すように、光入出射ポートP3から入射した光L71は、複屈折板14に入射して、図10(b)の左側に示すように常光L72aと+X方向及び−Y方向の双方向に軸ずれした異常光L72bとに分離し、複屈折板14から出射する。次いで、常光成分の光L72aはファラデー回転子20の磁区A(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L72bはファラデー回転子20の磁区B(第2のファラデー回転部)に入射する。ここで光L72a、L72bは、いずれも1/2波長板22を通過しない。ファラデー回転子20の磁区Aのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について+45°とし、磁区Bのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について−45°とする。図10(c)の左側に示すように、光L72aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L73aとしてファラデー回転子20から出射し、光L72bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L73bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L73a、L73bの偏光方位は、光L73a、L73bの進行方向に平行な直線と複屈折板15の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。したがって、光L73a、L73bは複屈折板15の一方の表面に入射して常光となり、図10(d)の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板15の他方の表面から光L74a、L74bとして出射する。光L74a、L74bはレンズ34を通過して反射鏡36で反射し、図10(d)の右側に示すように光路が変換された光L75a、L75bとして複屈折板15の他方の表面に入射する。
FIG. 10 shows light that enters from the light incident / exit port P3 and exits to the outside from the light incident / exit port P4, like a light beam indicated by a one-dot chain line in FIG. As shown on the left side of FIG. 10 (a), the light L71 incident from the light incident / exit port P3 enters the
光L75a、L75bは、複屈折板15の他方の表面に入射して常光となり、図10(c)の右側に示すように、軸ずれせずに複屈折板15の一方の表面から光L76a、L76bとして出射する。光L76aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、光L76bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。光L76aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板22に入射して、図10(b)の右側に示すように偏光方位がZ軸について90°回転した光L77aとして出射する。光L76bは、偏光方位が時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板22に入射して、偏光方位がZ軸について90°回転した光L77bとして出射する。光L77aは複屈折板14に入射して異常光となり、光L77bは複屈折板14に入射して常光となる。図10(a)の右側に示すように、光L77aは軸ずれして光L77bと合波し、光L78として複屈折板14から出射する。光L78は、光入出射ポートP2の隣に配置された光入出射ポートP4に入射して外部に出射する。
The lights L75a and L75b are incident on the other surface of the
このように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ1’では、光入出射ポートP1からの入力光は光入出射ポートP2から出力し、光入出射ポートP2からの入力光は光入出射ポートP3から出力し、光入出射ポートP3からの入力光は光入出射ポートP4から出力するようになっている。
Thus, in the reflection type
本実施の形態では、レンズ34及び反射鏡36による光路変換によって、2つのファラデー回転部(ファラデー回転子20の磁区A及び磁区B)のうち一方を通過した入射光は、反射鏡36で反射して反射光として戻るときに他方を通過する。両ファラデー回転部のファラデー回転角は大きさが同じで符号が互いに異なるので、光の偏光方位は結局元に戻ることになる。複屈折板14とファラデー回転子20との間の入射光路上又は反射光路上のいずれかには1/2波長板22が配置されているため、複屈折板14から出射する光L52a、L62a、L72a(又は光L52b、L62b、L72b)の偏光方位と複屈折板14に入射する光L57a、L67a、L77a(又は光L57b、L67b、L77b)の偏光方位とはそれぞれ互いに直交する。したがって、複屈折板14を常光として通過した光は、反射鏡36で反射して戻るときに異常光として通過し、逆に複屈折板14を異常光として通過した光は、反射鏡36で反射して戻るときに常光として通過する。また、ファラデー回転子20を通過した後、反射鏡36で反射してファラデー回転子20に再度入射するまでの間は、分離した2つの光の偏光方位は同一になっている。したがって、本実施の形態による反射型光サーキュレータ1’によれば、PMD値をゼロにすることができる。なお1/2波長板22は、複屈折板14とファラデー回転子20との間ではなくファラデー回転子20と複屈折板15との間に配置してもよい。また1/2波長板22は、光入出射ポートP1、P3から入射した光の反射光路上(光入出射ポートP2から入射した光の入射光路上)に配置されているが、光入出射ポートP1、P3から入射した光の入射光路上(光入出射ポートP2から入射した光の反射光路上)に配置してもよい。
In the present embodiment, incident light that has passed through one of the two Faraday rotators (the magnetic domains A and B of the Faraday rotator 20) is reflected by the reflecting
本実施の形態では、各光ファイバ41〜44の先端にGIレンズ71〜74がそれぞれ融着されたレンズ付き光ファイバが用いられている。GIレンズ71〜74が融着されていない光ファイバ41〜44を用いると、光ファイバ41〜44の端部から出射する光の拡がり角度が大きくなり各光入出射ポートP1〜P4からの光が重なってしまうおそれがある。このため、光ファイバ41〜44にレンズ機能を付加して光の拡がり角度を抑えるのが望ましい。GIレンズ71〜74を融着する代わりに、光ファイバ41〜44の先端のコアを拡大してもよい。また、図1に示すようにレンズ51〜54を別途設けてももちろんよい。
In the present embodiment, an optical fiber with a lens in which
また本実施の形態では、複屈折板14の軸ずれ量は複屈折板15の軸ずれ量の2√2倍に設定されているが、これに限定する必要はなく、複屈折板14、15の軸ずれ量を互いに独立に設定できる。
本実施の形態による構成を光アイソレータとして機能させる際には、複屈折板15に代えて偏光ガラスを偏光子として用いることができる。
In this embodiment, the amount of axial deviation of the
When the configuration according to the present embodiment functions as an optical isolator, polarizing glass can be used as a polarizer instead of the
図11及び図12は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの変形例を示し、図8及び図9にそれぞれ対応している。図11及び図12に示すように、本変形例による反射型光サーキュレータは、複屈折板14とは光学軸の向きが異なる複屈折板14’を有している。複屈折板14’に+Z方向に入射した光の異常光は、−Y方向に軸ずれする。複屈折板14’の+Z方向には、2枚の1/2波長板23、24が配置されている。1/2波長板23は、光入出射ポートP1、P3に対応する位置に配置され、+Z方向に入射した光の偏光方位を−Z方向に見て時計回りに45°回転させるようになっている。1/2波長板24は、光入出射ポートP2、P4に対応する位置に配置され、+Z方向に入射した光の偏光方位を上記の逆方向に45°回転させるようになっている。
11 and 12 show modifications of the reflective optical circulator according to the present embodiment, and correspond to FIGS. 8 and 9, respectively. As shown in FIGS. 11 and 12, the reflective optical circulator according to the present modification includes a
図11は、光入出射ポートP1から入射して光入出射ポートP2から外部に出射する光を示している。図11(a)の左側に示すように、光入出射ポートP1から入射した光L81は、複屈折板14’に入射して、図11(b)の左側に示すように常光L82aと−Y方向に軸ずれした異常光L82bとに分離し、複屈折板14’から出射する。常光成分の光L82aは、1/2波長板23に入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光として1/2波長板23から出射し、ファラデー回転子20の磁区Aに入射する。図11(c)の左側に示すように、磁区Aに入射した光は、偏光方位が時計回りにさらに45°回転した光L83aとしてファラデー回転子20から出射する。異常光成分の光L82bは、1/2波長板23に入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光として1/2波長板23から出射し、ファラデー回転子20の磁区Bに入射する。磁区Bに入射した光は、偏光方位が反時計回りに45°回転した光L83bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L83a、L83bの偏光方位は、光L83a、L83bの進行方向に平行な直線と複屈折板15の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。従って、光L83a、L83bは複屈折板15の一方の表面に入射して常光となり、図11(d)の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板15の他方の表面から光L84a、L84bとして出射する。光L84a、L84bはレンズ34を通過して反射鏡36で反射し、図11(d)の右側に示すように光路が変換された光L85a、L85bとして複屈折板15の他方の表面に入射する。
FIG. 11 shows light that enters from the light incident / exit port P1 and exits to the outside from the light incident / exit port P2. As shown on the left side of FIG. 11 (a), the light L81 incident from the light incident / exit port P1 enters the
光L85a、L85bは、複屈折板15の他方の表面に入射して常光となり、図11(c)の右側に示すように、軸ずれせずに複屈折板15の一方の表面から光L86a、L86bとして出射する。光L86aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、光L86bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。光L86aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板24に入射して、図11(b)の右側に示すように偏光方位が時計回りに45°回転した光L87aとして出射する。光L86bは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板22に入射して、偏光方位がZ軸について時計回りに45°回転した光L87bとして出射する。光L87aは複屈折板14’に入射して異常光となり、光L87bは複屈折板14’に入射して常光となる。図11(a)の右側に示すように、光L87aは軸ずれして光L87bと合波し、光L88として複屈折板14’から出射する。光L88は、光入出射ポートP2に入射して外部に出射する。
The lights L85a and L85b are incident on the other surface of the
図12は、光入出射ポートP2から入射して光入出射ポートP3から外部に出射する光を示している。図12(a)の右側に示すように、光入出射ポートP2から入射した光L91は、複屈折板14’に入射して、図12(b)の右側に示すように常光L92aと−Y方向に軸ずれした異常光L92bとに分離し、複屈折板14’から出射する。常光成分の光L92aは、1/2波長板24に入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光として1/2波長板24から出射し、ファラデー回転子20の磁区Aに入射する。図12(c)の右側に示すように、磁区Aに入射した光は、偏光方位が時計回りに45°回転した光L93aとしてファラデー回転子20から出射する。異常光成分の光L92bは、1/2波長板24に入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光として1/2波長板24から出射し、ファラデー回転子20の磁区Bに入射する。磁区Bに入射した光は、偏光方位が反時計回りにさらに45°回転した光L93bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L93a、L93bの偏光方位は、光L93a、L93bの進行方向に平行な直線と複屈折板15の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。したがって、光L93a、L93bは複屈折板15の一方の表面に入射して異常光となり、図12(d)の右側に示すように、それぞれ−X方向に軸ずれして複屈折板15の他方の表面から光L94a、L94bとして出射する。光L94a、L94bはレンズ34を通過して反射鏡36で反射し、図12(d)の左側に示すように光路が変換された光L95a、L95bとして複屈折板15の他方の表面に入射する。
FIG. 12 shows light that enters from the light incident / exit port P2 and exits to the outside from the light incident / exit port P3. As shown on the right side of FIG. 12 (a), the light L91 incident from the light incident / exit port P2 enters the
光L95a、L95bは、複屈折板15の他方の表面に入射して異常光となり、図12(c)の左側に示すように、それぞれ+X方向に軸ずれして複屈折板15の一方の表面から光L96a、L96bとして出射する。光L96aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、光L96bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。光L96aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板23に入射して、図12(b)の左側に示すように偏光方位が反時計回りにさらに45°回転した光L97aとして出射する。光L96bは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板23に入射して、偏光方位が反時計回りに45°回転した光L97bとして出射する。光L97aは複屈折板14’に入射して異常光となり、光L97bは複屈折板14’に入射して常光となる。図12(a)の左側に示すように、光L97aは軸ずれして光L97bと合波し、光L98として複屈折板14’から出射する。光L98は、光入出射ポートP3に入射して外部に出射する。
The lights L95a and L95b are incident on the other surface of the
このように、本変形例による反射型光サーキュレータでは、光入出射ポートP1からの入力光は光入出射ポートP2から出力し、光入出射ポートP2からの入力光は光入出射ポートP3から出力するようになっている。また、図示及び説明を省略しているが、光入出射ポートP3からの入力光は光入出射ポートP4から出力するようになっている。 Thus, in the reflection type optical circulator according to this modification, the input light from the light incident / exit port P1 is output from the light incident / exit port P2, and the input light from the light incident / exit port P2 is output from the light incident / exit port P3. It is supposed to be. Although not shown and described, input light from the light incident / exit port P3 is output from the light incident / exit port P4.
本変形例による反射型光サーキュレータでは、図7乃至図10に示す反射型光サーキュレータと同様に、各光入出射ポートを一列に等間隔で配置できる。このため、反射型光サーキュレータの組立てが容易になる。
また本変形例では、偏光分離した2つの光はレンズ34内での光路長がほぼ等しいため、図7乃至図10に示す反射型光サーキュレータと比較して偏波依存損失(PDL;Polarization Dependent Loss)をより低減できる。
In the reflection-type optical circulator according to this modification, the light incident / exit ports can be arranged in a line at equal intervals, as in the reflection-type optical circulator shown in FIGS. This facilitates assembly of the reflective optical circulator.
Further, in this modification, the two light beams separated by polarization have almost the same optical path length in the
〔第3の実施の形態〕
次に、本発明の第3の実施の形態による反射型光部品について図13乃至図18を用いて説明する。図13は、本実施の形態による反射型光アイソレータの構成を模式的に示している。図13では、反射型光アイソレータが備える反射膜(反射部)30表面に直交する方向にZ軸をとり、外部からの光が反射膜30に向かう方向を+Z方向としている。また、Z軸に直交する面内で互いに直交する2方向にX軸及びY軸をとっている。図13(a)は反射型光アイソレータを−Y方向に見た構成を示し、図13(b)は反射型光アイソレータを−X方向に見た構成を示している。
[Third Embodiment]
Next, a reflective optical component according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 13 schematically shows the configuration of a reflective optical isolator according to this embodiment. In FIG. 13, the Z-axis is taken in the direction orthogonal to the surface of the reflection film (reflection part) 30 provided in the reflection type optical isolator, and the direction in which light from the outside is directed to the
図13に示すように、反射型光アイソレータ2は、2本の光ファイバ41、42に接続されている。光ファイバ41の−Z側の端部は、外部から光が入射する光入射ポートP1(図中では(1)の数字で示している)になっている。光ファイバ42の−Z側の端部は、外部に光を出射する光出射ポートP2(図中では(2)の数字で示している)になっている。光ファイバ41の+Z方向には光ファイバ41から出射した発散光を平行光に変換するレンズ51が配置され、光ファイバ42の+Z方向には平行光を収束光に変換して光ファイバ42に入射させるレンズ52が配置されている。
As shown in FIG. 13, the reflective
レンズ51の+Z方向には複屈折板11が配置され、レンズ52の+Z方向には複屈折板12が配置されている。複屈折板11、12の+Z方向には、ファラデー回転子20が配置されている。ファラデー回転子20の+Y方向端部には永久磁石61が配置され、−Y方向端部には永久磁石62が配置されている。永久磁石61、62は互いに逆向きの磁極を有している。例えば、図中矢印で示すように、永久磁石61の磁極の向きは+Z方向であり、永久磁石62の磁極の向きは−Z方向である。ファラデー回転子20の−Z方向の磁界が印加されている領域には磁化を一様に一方向にした磁区Aが形成され、+Z方向の磁界が印加されている領域には磁化を磁区Aとは逆方向に一様にした磁区Bが形成される。磁区Aと磁区Bとの境界面には磁壁Iが形成されている。本例での磁区Aのファラデー回転角は、例えば−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°であり、磁区Bのファラデー回転角は、同様にして反時計回りに45°である。ファラデー回転子20は非相反性を有しているので、ファラデー回転子20の2つの光入出射面のいずれから光が入射しても上記回転角の条件は保たれる。
The
ファラデー回転子20の+Z方向には、偏光ガラス(偏光子)16が配置されている。偏光ガラス16は、所定の直線偏光を透過し、それと直交する直線偏光を吸収するようになっている。偏光ガラス16の透過軸は、−Z方向に見てX軸をZ軸について時計回りに45°傾けた方向に平行である。偏光ガラス16の+Z方向には反射部が配置されている。本例では光路を変更する機能は必要ないので、例えばガラス基板面に誘電体多層膜又はアルミニウム等の金属薄膜を反射膜30として蒸着した反射ミラーを反射部として用いることができる。なお、反射ミラーに代えて、反射膜30を偏光ガラス16の+Z側の表面に形成してもよい。
A polarizing glass (polarizer) 16 is arranged in the + Z direction of the
本実施の形態では、4枚の光学素子(2枚の複屈折板11、12、1枚の偏光ガラス16、及び1枚のファラデー回転子20)を用いて反射型光アイソレータ2を構成できる。ファラデー回転子20の磁区構造を利用せず、2つのファラデー回転子を用いる場合であっても、5枚の光学素子を用いて反射型光アイソレータ2を構成できる。また、複屈折板11、12として、例えば同一の結晶から切り出された同一仕様の素子を使用できる。したがって本実施の形態によれば、反射型光アイソレータ2の素子構成が単純になり小型化及び低価格化が容易になる。
In the present embodiment, the reflective
次に、本実施の形態による反射型光アイソレータの動作について図14及び図15を用いて説明する。図14及び図15は、反射型光アイソレータ2を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Z方向に見た図である。図14及び図15の(a)は、図13に示すように、複屈折板11、12の−Z側の光入出射面Z1での光の偏光状態を示している。図14及び図15の(b)は、複屈折板11、12の+Z側の光入出射面Z2での光の偏光状態を示している。図14及び図15の(c)は、偏光ガラス16の−Z側の光入出射面Z3での光の偏光状態を示している。図14及び図15では、理解を容易にするために、複屈折板11、12、ファラデー回転子20、偏光ガラス16、及び反射膜30を−Z方向に見た状態を併せて模式的に図示している。
Next, the operation of the reflective optical isolator according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 14 and 15 are views of the polarization state of light passing through each optical element constituting the reflective
図14は、光入射ポートP1から入射して光出射ポートP2から外部に出射する光を示している。図14(a)の左側に示すように、光入射ポートP1から入射した光L31は、複屈折板(第1の複屈折板)11に入射して、図14(b)の左側に示すように常光L32aと−Y方向に軸ずれした異常光L32bとに分離し、複屈折板11から出射する。次いで、常光成分の光L32aはファラデー回転子20の磁区A(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L32bはファラデー回転子20の磁区B(第2のファラデー回転部)に入射する。ファラデー回転子20の磁区Aのファラデー回転角は例えば−Z方向に見てZ軸について+45°とし、磁区Bのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について−45°とする。図14(c)の左側に示すように、光L32aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L33aとしてファラデー回転子20から出射し、光L32bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L33bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L33a、L33bの偏光方位は、偏光ガラス(偏光子)16の透過軸(図中両矢印で示す)に平行になる。したがって、光L33a、L33bは偏光ガラス16を透過して反射膜30で反射し、再度偏光ガラス16を透過して図14(c)の右側に示す光L34a、L34bとしてそれぞれ出射する。
FIG. 14 shows light that enters from the light incident port P1 and exits to the outside from the light exit port P2. As shown on the left side of FIG. 14A, the light L31 incident from the light incident port P1 enters the birefringent plate (first birefringent plate) 11 and is shown on the left side of FIG. 14B. Are separated into the ordinary light L32a and the extraordinary light L32b whose axis is shifted in the -Y direction. Next, the ordinary light component light L32a is incident on the magnetic domain A (first Faraday rotator) of the
光L34aはファラデー回転子20の磁区Aに入射し、光L34bはファラデー回転子20の磁区Bに入射する。図14(b)の右側に示すように、光L34aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L35aとしてファラデー回転子20から出射し、光L34bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L35bとしてファラデー回転子20から出射する。光L35aは複屈折板(第2の複屈折板)12に入射して異常光となり、光L35bは複屈折板12に入射して常光となる。図14(a)の右側に示すように、光L35aは軸ずれして光L35bと合波し、光L36として複屈折板12から出射する。光L36は、光出射ポートP2に入射して外部に出射する。
The light L34a is incident on the magnetic domain A of the
図15は、光出射ポートP2から入射する光を示している。図15(a)の右側に示すように、光出射ポートP2から入射した光L41は、複屈折板(第1の複屈折板)12に入射して、図15(b)の右側に示すように、常光L42aと+Y方向に軸ずれした異常光L42bとに分離し、複屈折板12から出射する。次いで、常光成分の光L42aはファラデー回転子20の磁区B(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L42bはファラデー回転子20の磁区A(第2のファラデー回転部)に入射する。図15(c)の右側に示すように、光L42aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L43aとしてファラデー回転子20から出射し、光L42bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L43bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L43a、L43bの偏光方位は、偏光ガラス(偏光子)16の透過軸に垂直になる。したがって、光L43a、L43bは共に偏光ガラス16で吸収され、偏光ガラス16を透過しない。
FIG. 15 shows light incident from the light output port P2. As shown on the right side of FIG. 15 (a), the light L41 incident from the light exit port P2 enters the birefringent plate (first birefringent plate) 12, and as shown on the right side of FIG. 15 (b). Then, the light is separated into the ordinary light L42a and the extraordinary light L42b shifted in the + Y direction and emitted from the
ここで、ファラデー回転子20の作製誤差や温度波長変化に伴うファラデー回転角の角度ずれ、又は複屈折板12の光学軸の角度ずれ等によって、光L43a、L43bの偏光方位が偏光ガラス16の透過軸に垂直にならず、一部の光が偏光ガラス16を透過してしまうこともあり得る。図15(c)の左側に示すように、偏光ガラス16を透過し、反射膜30で反射して再び偏光ガラス16を透過した光L44aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、同様に再び偏光ガラス16を透過した光L44bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。図15(b)の左側に示すように、光L44aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L45aとしてファラデー回転子20から出射し、光L44bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L45bとしてファラデー回転子20から出射する。光L45aは複屈折板(第2の複屈折板)11に入射して常光となり、光L45bは複屈折板11に入射して異常光となる。図15(a)の左側に示すように、光L45aは軸ずれせずに光L46aとして複屈折板11から出射し、光L45bは軸ずれして光L46bとして複屈折板11から出射する。光L46a、L46bは、いずれも光入射ポートP1には入射しない。したがって、一部の光が偏光ガラス16を透過したとしても、透過した光が光入射ポートP1に入射してしまうことはない。このように、本実施の形態の反射型光アイソレータ2は、2段型の光アイソレータとして機能していることがわかる。
Here, the polarization directions of the light L43a and L43b are transmitted through the
また本実施の形態では、互いに同一の光学特性を有する複屈折板11、12のうち一方を常光として通過した光は、反射膜30で反射して戻るときに他方を異常光として通過し、逆に複屈折板11、12のうち一方を異常光として通過した光は、反射膜30で反射して戻るときに他方を常光として通過する。また、ファラデー回転子20を通過した後、反射膜30で反射してファラデー回転子20に再度入射するまでの間は、分離した2つの光の偏光方位は同一になっている。したがって、本実施の形態による反射型光アイソレータ2によれば、PMD値をゼロにすることができるとともに、2段型の構成となっており高いアイソレーション特性が得られる。
In the present embodiment, light that has passed through one of the
なお、図13では偏光ガラス16と反射膜30とが互いに平行であるように示しているが、実際には偏光ガラス16と反射膜30とは互いに非平行に配置されている。図16は、偏光ガラス16と反射膜30とが互いに平行に配置された反射型光アイソレータ2’を示している。図16に示すように、偏光ガラス16と反射膜30とを互いに平行に配置すると、光出射ポートP2からの光が、偏光ガラス16の光入出射面で反射した反射光や偏光ガラス16で散乱した散乱光として光入射ポートP1に入射してしまう(図16の光L201、L202)。このため、反射型光アイソレータ2’では、高いアイソレーション特性が得られないという問題が生じる。
In FIG. 13, the
また反射型光アイソレータ2’には、偏光ガラス16の光入出射面で反射した反射光や偏光ガラス16で散乱した散乱光と、反射膜30で反射した反射光との間に干渉が生じ、波長特性が不安定になってしまうという問題もある。図17は、反射型光アイソレータ2、2’の逆方向損失の波長特性を示すグラフである。図17の横軸は波長(nm)を表し、縦軸は逆方向損失(dB)を表している。グラフ中の線aは、偏光ガラス16の+Z側の表面と反射膜30の光反射面との間の距離を0mmとし、偏光ガラス16と反射膜30とを平行に配置した反射型光アイソレータ2’の逆方向損失の波長特性を示している。また線bは、偏光ガラス16の+Z側の表面と反射膜30の光反射面との間の距離を0.16mmとし、偏光ガラス16と反射膜30とを互いになす角度が5°になるように配置した反射型光アイソレータ2の逆方向損失の波長特性を示している。図17に示すように、反射型光アイソレータ2では、総じて反射型光アイソレータ2’の逆方向損失よりも高い逆方向損失が得られている。また、線aで示す波形にはリップルが生じており、反射型光アイソレータ2’の逆方向損失の波長特性が不安定になっているのに対し、反射型光アイソレータ2の逆方向損失の波長特性は比較的安定している。
Further, in the reflection type
このように、高いアイソレーション特性を得るためには、偏光ガラス16と反射膜30とは互いに非平行に配置するとともに、互いの間隔をできるだけ広くすることが必要になる。
Thus, in order to obtain high isolation characteristics, it is necessary to dispose the
次に、本実施の形態による反射型光アイソレータの構成の変形例について説明する。図18は、本変形例による反射型光アイソレータ2’’を示している。図18に示すように本変形例では、偏光ガラス16に代えて、くさび形状を有するくさび複屈折結晶18を偏光子として用いている。くさび複屈折結晶18の−Z側の表面は複屈折板11、12及びファラデー回転子20の光入出射面にほぼ平行に配置されている。くさび複屈折結晶18の+Z側の表面には反射膜30が配置され、反射膜30は例えばくさび複屈折結晶18の+Z側の表面に直接成膜されている。くさび複屈折結晶18の+Z側の表面と−Z側の表面とは非平行であるため、反射膜30の光反射面と複屈折板11、12及びファラデー回転子20の光入出射面とは非平行になっている。くさび複屈折結晶18の−Z側表面に入射した光は、常光と異常光とに分離される。常光及び異常光は反射膜30で反射し、くさび複屈折結晶18の−Z側表面から互いに異なる方向に出射する。これにより一方の偏光成分のみを取り出すことができるため、くさび複屈折結晶18は偏光子として機能する。
Next, a modified example of the configuration of the reflective optical isolator according to the present embodiment will be described. FIG. 18 shows a reflective optical isolator 2 '' according to this modification. As shown in FIG. 18, in this modification, a wedge
本変形例では、複屈折板11、12の光入出射面、ファラデー回転子の光入出射面、及びくさび複屈折結晶18の−Z側の表面を互いに平行に配置しても、反射膜30の光反射面はこれらと非平行になる。したがって、光出射ポートP2からの光が反射膜30で反射した反射光L211と、複屈折板12の−Z側の光入出射面で反射した反射光L212、ファラデー回転子20の−Z側の光入出射面で反射した反射光L213、及びくさび複屈折結晶18の−Z側の表面で反射した反射光L214等とは、進む方向が互いに異なる。このため、干渉等の問題が生じることはなく、高いアイソレーション特性を有する反射型光アイソレータ2’’が得られる。また本変形例では、くさび複屈折結晶18の+Z側表面に直接反射膜30を形成できる。このため本変形例は、反射型光アイソレータ2’’の部材点数の削減及び小型化にも有効である。
In this modification, even if the light incident / exit surfaces of the
〔第4の実施の形態〕
次に、本発明の第4の実施の形態による反射型光部品について図19乃至図22を用いて説明する。図19は、本実施の形態による反射型光アイソレータの構成を模式的に示している。図19では、光の進行方向にZ軸をとり、外部からの光が反射型光アイソレータの備える反射板(反射部)36a、36bに向かう方向を+Z方向としている。また、Z軸に直交する面内で互いに直交する2方向にX軸及びY軸をとっている。
[Fourth Embodiment]
Next, a reflective optical component according to a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 19 schematically shows the configuration of a reflective optical isolator according to this embodiment. In FIG. 19, the Z-axis is set in the traveling direction of light, and the direction in which the light from the outside is directed to the reflecting plates (reflecting portions) 36a and 36b provided in the reflective optical isolator is the + Z direction. Further, the X axis and the Y axis are taken in two directions orthogonal to each other in a plane orthogonal to the Z axis.
図19に示すように、反射型光アイソレータ4は、2本の光ファイバ41、42に接続されている。光ファイバ41の−Z側の端部は、外部から光が入射する光入射ポートP1(1)になっている。光ファイバ42の−Z側の端部は、外部に光を出射する光出射ポートP2(2)になっている。光ファイバ41の+Z方向には光ファイバ41から出射した発散光を平行光に変換するレンズ51が配置され、光ファイバ42の+Z方向には平行光を収束光に変換して光ファイバ42に入射させるレンズ52が配置されている。
As shown in FIG. 19, the reflective
レンズ51、52の+Z方向には、複屈折板17が配置されている。複屈折板17は、+Y方向に見てX軸をY軸について反時計回りに45°傾けた方向に平行な光学軸OAを有している。複屈折板17の+Z方向には、ファラデー回転子20が配置されている。ファラデー回転子20に例えば近接して、ファラデー回転子20に所定の磁界を印加する永久磁石が配置されている。
A
図20は、ファラデー回転子及び永久磁石の配置を示している。図20(a)はファラデー回転子及び永久磁石を+Y方向に見た配置を示し、図20(b)はファラデー回転子及び永久磁石を+Z方向に見た配置を示している。図20(a)、(b)では永久磁石の磁化の向きを併せて示している。図20(a)、(b)に示すように、ファラデー回転子20の+Y方向に近接して、3つの永久磁石63、64、65が配置されている。永久磁石63、64、65は、+X側からこの順に配列している。永久磁石63、65の磁化の向きは+Z方向であり、永久磁石64の磁化の向きは−Z方向である。これにより、図19に示すように、ファラデー回転子20の+X側及び−X側には、磁化を一様に−Z方向にした磁区Aが形成され、ファラデー回転子20の中央部近傍には、磁化を一様に+Z方向にした磁区Bが形成される(図19中の矢印は磁化の向きを示している)。すなわち、ファラデー回転子20は、磁区Bを挟んで両側に磁区Aが形成された3磁区構造を有している。光入射ポートP1から入射し、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射するようになっている。また、光出射ポートP2から入射し、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射するようになっている。
FIG. 20 shows the arrangement of the Faraday rotator and the permanent magnet. FIG. 20A shows an arrangement of the Faraday rotator and permanent magnet viewed in the + Y direction, and FIG. 20B shows an arrangement of the Faraday rotator and permanent magnet viewed in the + Z direction. 20A and 20B also show the magnetization direction of the permanent magnet. As shown in FIGS. 20A and 20B, three
ファラデー回転子20の+Z方向には、偏光ガラス(偏光子)16が配置されている。偏光ガラス16は、所定の直線偏光を透過し、それと直交する直線偏光を吸収するようになっている。偏光ガラス16の透過軸は、−Z方向に見てX軸をZ軸について時計回りに45°傾けた方向にほぼ平行である。偏光ガラス16の+Z方向には反射部が配置されている。反射部は、入射した光の光路を2面反射によって変更するように、それぞれの光反射面が互いにほぼ垂直に配置された2つの反射板36a、36bを有している。反射板36aの光反射面は、+Y方向に見てYZ面をY軸について反時計回りに45°傾けた面にほぼ平行に配置され、反射板36bの光反射面は、+Y方向に見てYZ面をY軸について時計回りに45°傾けた面にほぼ平行に配置されている。
A polarizing glass (polarizer) 16 is arranged in the + Z direction of the
次に、本実施の形態による反射型光アイソレータの動作について図21及び図22を用いて説明する。図21及び図22は、反射型光アイソレータ4を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Z方向に見た図である。図21及び図22の(a)は、図19に示す複屈折板17の−Z側の光入出射面Z1での光の偏光状態を示している。図21及び図22の(b)は、複屈折板17の+Z側の光入出射面Z2での光の偏光状態を示している。図21及び図22の(c)は、偏光ガラス16の−Z側の光入出射面Z3での光の偏光状態を示している。図21及び図22では、理解を容易にするために、複屈折板17、ファラデー回転子20、及び偏光ガラス16を−Z方向に見た状態と、反射板36a、36bを+Y方向に見た状態とを併せて模式的に図示している。
Next, the operation of the reflective optical isolator according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 21 and 22 are diagrams in which the polarization state of light passing through each optical element constituting the reflective
図21は、図19の実線で示す光線のように、光入射ポートP1から入射して光出射ポートP2から外部に出射する光を示している。図21(a)の下側に示すように、光入射ポートP1から入射した光L101は、複屈折板17に入射する。光L101は、図21(b)の下側に示すように、常光L102aと+X方向に軸ずれした異常光L102bとに分離し、複屈折板17から出射する。常光成分の光L102aはファラデー回転子20の磁区B(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L102bはファラデー回転子20の磁区A(第2のファラデー回転部)に入射する。ファラデー回転子20の磁区Aのファラデー回転角は例えば−Z方向に見てZ軸について+45°とし、磁区Bのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について−45°とする。図21(c)の下側に示すように、光L102aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L103aとしてファラデー回転子20から出射し、光L102bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L103bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L103a、L103bの偏光方位は、偏光ガラス16の透過軸(図中両矢印で示す)に平行になる。したがって、光L103a、L103bは、偏光ガラス16を透過して反射板36a、36bで順に反射し、再度偏光ガラス16を透過して図21(c)の上側に示す光L104a、L104bとしてそれぞれ出射する。
FIG. 21 shows light that enters from the light incident port P1 and exits to the outside from the light exit port P2, as indicated by the solid line in FIG. As shown in the lower side of FIG. 21A, the light L101 incident from the light incident port P1 enters the
光L104aはファラデー回転子20の磁区B(第3のファラデー回転部)に入射し、光L104bはファラデー回転子20の磁区A(第4のファラデー回転部)に入射する。ここで、光L104aが入射する磁区Bは、光L102aが入射した磁区Bと同一の領域に形成され、光L104bが入射する磁区Aは、光L102bが入射した磁区Aとは別の領域に形成されている。図21(b)の上側に示すように、光L104aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L105aとしてファラデー回転子20から出射し、光L104bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L105bとしてファラデー回転子20から出射する。光L105a、L105bはそれぞれ複屈折板17に入射して、光L105aは複屈折板17を異常光として通過し、光L105bは複屈折板17を常光として通過する。図21(a)の上側に示すように、光L105aは−X方向に軸ずれして光L105bと合波し、光L106として複屈折板17から出射する。光L106は、光出射ポートP2に入射して外部に出射する。
The light L104a is incident on the magnetic domain B (third Faraday rotator) of the
図22は、図19の破線で示す光線のように光出射ポートP2から入射する光を示している。図22(a)の上側に示すように、光出射ポートP2から入射した光L111は、複屈折板17に入射する。光L111は、図22(b)の上側に示すように、常光L112aと+X方向に軸ずれした異常光L112bとに分離し、複屈折板17から出射する。常光成分の光L112aはファラデー回転子20の磁区Aに入射し、異常光成分の光L112bはファラデー回転子20の磁区Bに入射する。図22(c)の上側に示すように、光L112aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L113aとしてファラデー回転子20から出射し、光L112bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L113bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L113a、L113bの偏光方位は、偏光ガラス16の透過軸に垂直になる。したがって、光L113a、L113bは共に偏光ガラス16で吸収され、偏光ガラス16を透過しない。
FIG. 22 shows light incident from the light exit port P2 like a light beam indicated by a broken line in FIG. As shown in the upper side of FIG. 22A, the light L111 incident from the light exit port P2 enters the
ここで、ファラデー回転子20の作製誤差や温度波長変化に伴うファラデー回転角の角度ずれ、又は複屈折板17の光学軸の角度ずれ等によって、光L113a、L113bの偏光方位が偏光ガラス16の透過軸に垂直にならず、一部の光が偏光ガラス16を透過してしまうこともあり得る。図22(c)の下側に示すように、偏光ガラス16を透過し、反射板36b、36aで反射して再び偏光ガラス16を透過した光L114aはファラデー回転子20の磁区Aに入射し、同様に再び偏光ガラス16を透過した光L114bはファラデー回転子20の磁区Bに入射する。図22(b)の下側に示すように、光L114aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L115aとしてファラデー回転子20から出射し、光L114bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L115bとしてファラデー回転子20から出射する。光L115a、L115bはそれぞれ複屈折板17に入射して、光L115aは複屈折板17を常光として通過し、光L115bは複屈折板17を異常光として通過する。図22(a)の下側に示すように、光L115aは軸ずれせずに光L116aとして複屈折板17から出射し、光L115bは−X方向に軸ずれして光L116bとして複屈折板17から出射する。光L116a、L116bは、いずれも光入射ポートP1には入射しない。したがって、一部の光が偏光ガラス16を透過したとしても、透過した光が光入射ポートP1に入射してしまうことはない。このように、本実施の形態の反射型光アイソレータ4は、2段型の光アイソレータとして機能していることがわかる。
Here, the polarization directions of the light L113a and L113b are transmitted through the
本実施の形態では、3枚の光学素子(1枚の複屈折板17、1枚のファラデー回転子20、及び1枚の偏光ガラス16)を用いて反射型光アイソレータ4を構成できる。したがって、本実施の形態によれば反射型光アイソレータ4の素子構成が単純になり、小型化及び低価格化が容易になる。上記第3の実施の形態による反射型光アイソレータ2と比較すると、2面反射を行う2つの反射板36a、36bが必要になるものの、複屈折板の枚数が1枚になる。また、各ポートP1、P2から入出射する光の複屈折板17に対する入出射角度がほぼ等しくなるため、光ファイバ41、42を互いにほぼ平行に配置できる。したがって、反射型光アイソレータ4をさらに小型化できる。また、本実施の形態による反射型光アイソレータ4は、素子構成が単純であるのにもかかわらず2段型の構成を有している。このため、アイソレーション特性の高い反射型光アイソレータ4が実現できる。
In the present embodiment, the reflective
また本実施の形態では、複屈折板17を常光として通過した光は、反射板36a、36bで反射して戻るときに複屈折板17を異常光として通過し、逆に複屈折板17を異常光として通過した光は、反射板36a、36bで反射して戻るときに複屈折板17を常光として通過する。また、ファラデー回転子20を通過した後、反射板36a、36bで反射してファラデー回転子20に再度入射するまでの間は、分離した2つの光の偏光方位は同一になっている。したがって、本実施の形態によれば、PMD値を極めて小さくすることができ、偏波無依存型の反射型光アイソレータ4が実現できる。
In the present embodiment, the light that has passed through the
〔第5の実施の形態〕
次に、本発明の第5の実施の形態による反射型光部品について図23乃至図26を用いて説明する。図23は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの構成を模式的に示している。図23に示すように、反射型光サーキュレータ5は、4本の光ファイバ41、42、43、44に接続されている。各光ファイバ41、42、43、44はXZ面に平行な面内に配置され、互いにほぼ平行に配置されている。最も+X側に光ファイバ43が配置され、光ファイバ43の−X側に光ファイバ41、42、44が例えば等間隔でこの順に配列している。各光ファイバ41、42、43、44の−Z側の端部は、4つの光入出射ポートP1、P2、P3、P4(図中ではそれぞれ(1)〜(4)の数字で示している)になっている。各光ファイバ41、42、43、44の+Z側の端部には、レンズ51、52、53、54がそれぞれ融着されている。光ファイバ41及びレンズ51は、互いに一体化されてレンズ付き光ファイバとして機能する。同様に、光ファイバ42、43、44及びレンズ52、53、54は、それぞれ互いに一体化されてレンズ付き光ファイバとして機能する。
[Fifth Embodiment]
Next, a reflective optical component according to a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 23 schematically shows the configuration of a reflective optical circulator according to this embodiment. As shown in FIG. 23, the reflective
レンズ51、52、53、54の+Z方向には、複屈折板17が配置されている。複屈折板17は、−Y方向に見てX軸をY軸について反時計回りに45°傾けた方向に平行な光学軸OAを有している。
A
複屈折板17の+Z方向には、ファラデー回転子20が配置されている。図示していないが、ファラデー回転子20に例えば隣接して、ファラデー回転子20に所定の分布の磁界を印加する永久磁石が配置されている。永久磁石により印加される磁界によって、ファラデー回転子20には7磁区構造が形成されている。光入出射ポートP1から入射して、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射するようになっている。光入出射ポートP2から入射して、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射するようになっている。光入出射ポートP3から入射して、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射するようになっている。光入出射ポートP4から入射して、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射するようになっている。
A
ファラデー回転子20の+Z方向には、複屈折板19が配置されている。複屈折板19の光学軸OAは、−Z方向に見てXZ面をZ軸について反時計回りに45°傾けた面に平行である。複屈折板19の+Z方向には、2面反射により光路を変換する反射板36a、36bが配置されている。
A
次に、本実施の形態による反射型光サーキュレータの動作について説明する。図24乃至図26は、反射型光サーキュレータ5を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Z方向に見た図である。図24乃至図26の(a)は、図23に示すように、複屈折板17の−Z側の光入出射面Z1での光の偏光状態を示している。図24乃至図26の(b)は、複屈折板17の+Z側の光入出射面Z2での光の偏光状態を示している。図24乃至図26の(c)は、複屈折板19の−Z側の光入出射面Z3での光の偏光状態を示している。図24乃至図26の(d)は、複屈折板19の+Z側の光入出射面Z4での光の偏光状態を示している。図24乃至図26では、理解を容易にするために、複屈折板17、ファラデー回転子20、及び複屈折板19を−Z方向に見た状態と、反射板36a、36bを−Y方向に見た状態とを併せて模式的に図示している。
Next, the operation of the reflective optical circulator according to this embodiment will be described. 24 to 26 are diagrams in which the polarization state of the light passing through each optical element constituting the reflective
図24は、図23の実線で示す光線のように、光入出射ポートP1から入射して光入出射ポートP2から外部に出射する光を示している。図24(a)の左側に示すように、光入出射ポートP1から入射した光L121は、複屈折板17に入射する。図24(b)の左側に示すように、光L121は常光L122aと+X方向に軸ずれした異常光L122bとに分離し、複屈折板17から出射する。常光成分の光L122aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、異常光成分の光L122bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。ファラデー回転子20の磁区Aのファラデー回転角は例えば−Z方向に見てZ軸について+45°とし、磁区Bのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について−45°とする。図24(c)の左側に示すように、光L122aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L123aとしてファラデー回転子20から出射し、光L122bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L123bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L123a、L123bの偏光方位は、光L123a、L123bの進行方向に平行な直線と複屈折板19の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。光L123a、L123bは複屈折板19の一方の表面に常光として入射し、図24(d)の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板19の他方の表面から光L124a、L124bとして出射する。光L124a、L124bは反射板36a、36bで反射して、図24(d)の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光L125a、L125bとして複屈折板19の他方の表面に入射する。
FIG. 24 shows light that enters from the light incident / exit port P1 and exits to the outside from the light incident / exit port P2, as indicated by the solid line in FIG. As shown on the left side of FIG. 24A, the light L <b> 121 incident from the light incident / exit port P <b> 1 enters the
図24(c)の右側に示すように、光L125a、L125bは軸ずれせずに複屈折板19の一方の表面から光L126a、L126bとして出射する。光L126aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、光L126bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。ここで、光L126aが入射する磁区Bは、光L122aが入射した磁区Bと同一の領域に形成され、光L126bが入射する磁区Aは、光L122bが入射した磁区Aとは別の領域に形成されている。図24(b)の右側に示すように、光L126aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L127aとしてファラデー回転子20から出射し、光L126bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L127bとしてファラデー回転子20から出射する。光L127a、L127bはそれぞれ複屈折板17に入射して、光L127aは複屈折板17を異常光として通過し、光L127bは複屈折板17を常光として通過する。図24(a)の右側に示すように、光L127aは−X方向に軸ずれして光L127bと合波し、光L128として複屈折板17から出射する。光L128は、光入出射ポートP2に入射して外部に出射する。
As shown on the right side of FIG. 24C, the lights L125a and L125b are emitted as light L126a and L126b from one surface of the
図25は、図23の破線で示す光線のように、光入出射ポートP2から入射して光入出射ポートP3から外部に出射する光を示している。図25(a)の右側に示すように、光入出射ポートP2から入射した光L131は、複屈折板17に入射する。図25(b)の右側に示すように、光L131は常光L132aと+X方向に軸ずれした異常光L132bとに分離し、複屈折板17から出射する。常光成分の光L132aはファラデー回転子20の磁区Aに入射し、異常光成分の光L132bはファラデー回転子20の磁区Bに入射する。図25(c)の右側に示すように、光L132aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L133aとしてファラデー回転子20から出射し、光L132bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L133bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L133a、L133bの偏光方位は、光L133a、L133bの進行方向に平行な直線と複屈折板19の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。光L133a、L133bは複屈折板19の一方の表面に異常光として入射し、図25(d)の右側に示すように、−X方向及び+Y方向の双方向に軸ずれして、複屈折板19の他方の表面から光L134a、L134bとしてそれぞれ出射する。光L134a、L134bは反射板36b、36aで反射して、図25(d)の左側に示すように、それぞれ光路が変更された光L135a、L135bとして複屈折板19の他方の表面に入射する。
FIG. 25 shows light that enters from the light incident / exit port P2 and exits to the outside from the light incident / exit port P3, like a light beam indicated by a broken line in FIG. As shown on the right side of FIG. 25A, the light L131 incident from the light incident / exit port P2 enters the
図25(c)の左側に示すように、光L135a、L135bは+X方向及び−Y方向の双方向に軸ずれし、複屈折板19の一方の表面から光L136a、L136bとして出射する。光L136aはファラデー回転子20の磁区Aに入射し、光L136bはファラデー回転子20の磁区Bに入射する。ここで、光L136aが入射する磁区Aは、光L132aが入射した磁区Aとは別の領域に形成され、光L136bが入射する磁区Bは、光L132bが入射した磁区Bとは別の領域に形成されている。図25(b)の左側に示すように、光L136aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L137aとしてファラデー回転子20から出射し、光L136bは偏光方位が反時計回りに45°回転した光L137bとしてファラデー回転子20から出射する。光L137a、L137bはそれぞれ複屈折板17に入射して、光L137aは複屈折板17を異常光として通過し、光L137bは複屈折板17を常光として通過する。図25(a)の左側に示すように、光L137aは−X方向に軸ずれして光L137bと合波し、光L138として複屈折板17から出射する。光L138は、光入出射ポートP1の隣に配置された光入出射ポートP3に入射して外部に出射する。
As shown on the left side of FIG. 25 (c), the lights L135a and L135b are offset in both directions of the + X direction and the −Y direction, and are emitted as light L136a and L136b from one surface of the
図26は、図23の一点鎖線で示す光線のように、光入出射ポートP3から入射して光入出射ポートP4から外部に出射する光を示している。図26(a)の左側に示すように、光入出射ポートP3から入射した光L141は、複屈折板17に入射する。図26(b)の左側に示すように、光L141は常光L142aと+X方向に軸ずれした異常光L142bとに分離し、複屈折板17から出射する。常光成分の光L142aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、異常光成分の光L142bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。図26(c)の左側に示すように、光L142aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L143aとしてファラデー回転子20から出射し、光L142bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L143bとしてファラデー回転子20から出射する。これにより、光L143a、L143bの偏光方位は、光L143a、L143bの進行方向に平行な直線と複屈折板19の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。光L143a、L143bは複屈折板19の一方の表面に常光として入射し、図26(d)の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板19の他方の表面から光L144a、L144bとして出射する。光L144a、L144bは反射板36a、36bで反射して、図26(d)の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光L145a、L145bとして複屈折板19の他方の表面に入射する。
FIG. 26 shows light that enters from the light incident / exit port P3 and exits to the outside from the light incident / exit port P4, like a light beam indicated by a one-dot chain line in FIG. As shown on the left side of FIG. 26A, the light L141 incident from the light incident / exit port P3 enters the
図26(c)の右側に示すように、光L145a、L145bは軸ずれせずに複屈折板19の一方の表面から光L146a、L146bとして出射する。光L146aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、光L146bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。ここで、光L146aが入射する磁区Bは、光L142aが入射した磁区Bとは別の領域に形成され、光L146bが入射する磁区Aは、光L142bが入射した磁区Aとは別の領域に形成されている。図26(b)の右側に示すように、光L146aは偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L147aとしてファラデー回転子20から出射し、光L146bは偏光方位が時計回りに45°回転した光L147bとしてファラデー回転子20から出射する。光L147a、L147bはそれぞれ複屈折板17に入射して、光L147aは複屈折板17を異常光として通過し、光L147bは複屈折板17を常光として通過する。図26(a)の右側に示すように、光L147aは−X方向に軸ずれして光L147bと合波し、光L148として複屈折板17から出射する。光L148は、光入出射ポートP2の隣に配置された光入出射ポートP4に入射して外部に出射する。
As shown on the right side of FIG. 26 (c), the light beams L145a and L145b are emitted as light beams L146a and L146b from one surface of the
このように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ5では、光入出射ポートP1からの入力光は光入出射ポートP2から出力し、光入出射ポートP2からの入力光は光入出射ポートP3から出力し、光入出射ポートP3からの入力光は光入出射ポートP4から出力するようになっている。
Thus, in the reflective
本実施の形態では、3枚の光学素子(2枚の複屈折板17、19、及び1枚のファラデー回転子20)を用いて反射型光サーキュレータ5を構成できる。したがって、本実施の形態によれば反射型光サーキュレータ5の素子構成が極めて単純になり、小型化及び低価格化が容易になる。また、光ファイバ41、42、43、44を互いに平行でかつ同一平面内に配置できるため、複数の反射型光サーキュレータ5を例えば±Y方向に隣接して配列するアレイ化が可能になる。
In the present embodiment, the reflective
なお、本実施の形態による反射型光サーキュレータ5は、4つの光入出射ポートP1〜P4に接続された構成を有しているが、3つ又は5つ以上の光入出射ポートに接続された構成であってもよい。例えば3つの光入出射ポートに接続された構成では、ファラデー回転子20に5磁区構造を形成すればよい。
The reflective
〔第6の実施の形態〕
次に、本発明の第6の実施の形態による反射型光部品について図27乃至図30を用いて説明する。図27は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの構成を模式的に示している。図27に示すように、反射型光サーキュレータ6は、4本の光ファイバ41、42、43、44に接続されている。第5の実施の形態と同様に、各光ファイバ41、42、43、44はXZ面に平行な面内に配置され、互いにほぼ平行に配置されている。最も+X側に光ファイバ43が配置され、光ファイバ43の−X側に光ファイバ41、42、44が例えば等間隔でこの順に配列している。各光ファイバ41、42、43、44の−Z側の端部は、4つの光入出射ポートP1、P2、P3、P4(図中ではそれぞれ(1)〜(4)の数字で示している)になっている。各光ファイバ41、42、43、44の+Z側の端部には、レンズ51、52、53、54がそれぞれ融着されている。
[Sixth Embodiment]
Next, a reflective optical component according to a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 27 schematically shows the configuration of a reflective optical circulator according to this embodiment. As shown in FIG. 27, the reflective optical circulator 6 is connected to four
レンズ51、52、53、54の+Z方向には、複屈折板17が配置されている。複屈折板17は、−Y方向に見てX軸をY軸について反時計回りに45°傾けた方向に平行な光学軸OAを有している(図27では光学軸OAの向きを両矢印で示している)。
A
複屈折板17の+Z方向には、ファラデー回転子20が配置されている。ファラデー回転子20には、不図示の永久磁石により印加される磁界によって7磁区構造が形成されている。光入出射ポートP1から入射して、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射するようになっている。光入出射ポートP2から入射して、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射するようになっている。光入出射ポートP3から入射して、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射するようになっている。光入出射ポートP4から入射して、複屈折板17を常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Aに入射し、複屈折板17を異常光として通過した光はファラデー回転子20の磁区Bに入射するようになっている。
A
ファラデー回転子20の+Z方向には、1/2波長板25が配置されている。1/2波長板25は、+Z方向に入射した光の偏光方位を−Z方向に見て時計回りに45°回転させるように配置されている。1/2波長板25の+Z方向には、複屈折板27が配置されている。複屈折板27は、−Y方向に見てX軸をY軸について時計回りに45°傾けた方向に平行な光学軸OAを有している。複屈折板27には、複屈折板17と同一仕様の素子が用いられる。複屈折板27の+Z方向には、2面反射により光路を変換する反射板36a、36bが配置されている。
A half-
次に、本実施の形態による反射型光サーキュレータの動作について説明する。図28乃至図30は、反射型光サーキュレータ6を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Z方向に見た図である。図28乃至図30の(a)は、図27に示すように、複屈折板17の−Z側の光入出射面Z1での光の偏光状態を示している。図28乃至図30の(b)は、複屈折板17の+Z側の光入出射面Z2での光の偏光状態を示している。図28乃至図30の(c)は、複屈折板27の−Z側の光入出射面Z3での光の偏光状態を示している。図28乃至図30の(d)は、複屈折板27の+Z側の光入出射面Z4での光の偏光状態を示している。図28乃至図30では、理解を容易にするために、複屈折板17、ファラデー回転子20、1/2波長板25、及び複屈折板27を−Z方向に見た状態と、反射板36a、36bを−Y方向に見た状態とを併せて模式的に図示している。
Next, the operation of the reflective optical circulator according to this embodiment will be described. FIG. 28 to FIG. 30 are diagrams in which the polarization state of light passing through each optical element constituting the reflective optical circulator 6 is viewed in the −Z direction. (A) of FIG. 28 thru | or 30 has shown the polarization state of the light in the light entrance / exit surface Z1 of the -Z side of the
図28は、図27の実線で示す光線のように、光入出射ポートP1から入射して光入出射ポートP2から外部に出射する光を示している。図28(a)の左側に示すように、光入出射ポートP1から入射した光L151は、複屈折板17に入射する。図28(b)の左側に示すように、光L151は常光L152aと+X方向に軸ずれした異常光L152bとに分離し、複屈折板17から出射する。常光成分の光L152aはファラデー回転子20の磁区B(第1のファラデー回転部)に入射し、異常光成分の光L152bはファラデー回転子20の磁区A(第2のファラデー回転部)に入射する。ファラデー回転子20の磁区Aのファラデー回転角は例えば−Z方向に見てZ軸について+45°とし、磁区Bのファラデー回転角は−Z方向に見てZ軸について−45°とする。光L152aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板25に入射して、図28(c)の左側に示すように偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L153aとして出射する。光L152bは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板25に入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L153bとして出射する。これにより、光L153a、L153bの偏光方位は、光L153a、L153bの進行方向に平行な直線と複屈折板27の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。光L153a、L153bは複屈折板27の一方の表面に常光として入射し、図28(d)の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板27の他方の表面から光L154a、L154bとして出射する。光L154a、L154bは反射板36a、36bで反射して、図28(d)の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光L155a、L155bとして複屈折板27の他方の表面に入射する。
FIG. 28 shows light that enters from the light incident / exit port P1 and exits to the outside from the light incident / exit port P2, as indicated by the solid line in FIG. As shown on the left side of FIG. 28A, the light L151 incident from the light incident / exit port P1 enters the
図28(c)の右側に示すように、光L155a、L155bは軸ずれせずに複屈折板27の一方の表面から光L156a、L156bとして出射して、1/2波長板25に入射する。光L156aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光として1/2波長板25から出射し、さらにファラデー回転子20の磁区Bに入射して、図28(b)の右側に示すように偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L157aとして出射する。光L156bは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光として1/2波長板25から出射し、さらにファラデー回転子20の磁区Aに入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L157bとして出射する。ここで、光L156aが入射する磁区Bは、光L152aが入射した磁区Bと同一の領域に形成され、光L156bが入射する磁区Aは、光L152bが入射した磁区Aとは別の領域に形成されている。光L157a、L157bはそれぞれ複屈折板17に入射して、光L157aは複屈折板17を異常光として通過し、光L157bは複屈折板17を常光として通過する。図28(a)の右側に示すように、光L157aは−X方向に軸ずれして光L157bと合波し、光L158として複屈折板17から出射する。光L158は、光入出射ポートP2に入射して外部に出射する。
As shown on the right side of FIG. 28 (c), the lights L 155 a and L 155 b are emitted as light L 156 a and L 156 b from one surface of the
図29は、図27の破線で示す光線のように、光入出射ポートP2から入射して光入出射ポートP3から外部に出射する光を示している。図29(a)の右側に示すように、光入出射ポートP2から入射した光L161は、複屈折板17に入射する。図29(b)の右側に示すように、光L161は常光L162aと+X方向に軸ずれした異常光L162bとに分離し、複屈折板17から出射する。常光成分の光L162aはファラデー回転子20の磁区Aに入射し、異常光成分の光L162bはファラデー回転子20の磁区Bに入射する。光L162aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板25に入射して、図29(c)の右側に示すように偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L163aとして出射する。光L162bは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板25に入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L163bとして出射する。これにより、光L163a、L163bの偏光方位は、光L163a、L163bの進行方向に平行な直線と複屈折板27の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。光L163a、L163bは複屈折板27の一方の表面に異常光として入射し、図29(d)の右側に示すように、−X方向に軸ずれして複屈折板27の他方の表面から光L164a、L164bとして出射する。光L164a、L164bは反射板36b、36aで反射して、図29(d)の左側に示すように、それぞれ光路が変更された光L165a、L165bとして複屈折板27の他方の表面に入射する。
FIG. 29 shows light that enters from the light incident / exit port P2 and exits to the outside from the light incident / exit port P3, as shown by a broken line in FIG. As shown on the right side of FIG. 29A, the light L161 incident from the light incident / exit port P2 enters the
図29(c)の左側に示すように、光L165a、L165bは+X方向に軸ずれして複屈折板27の一方の表面から光L166a、L166bとして出射して、1/2波長板25に入射する。光L166aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光として1/2波長板25から出射し、さらにファラデー回転子20の磁区Aに入射して、図29(b)の左側に示すように偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L167aとして出射する。光L166bは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光として1/2波長板25から出射し、さらにファラデー回転子20の磁区Bに入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L167bとして出射する。ここで、光L166aが入射する磁区Aは、光L162aが入射した磁区Aとは別の領域に形成され、光L166bが入射する磁区Bは、光L162bが入射した磁区Bとは別の領域に形成されている。光L167a、L167bはそれぞれ複屈折板17に入射して、光L167aは複屈折板17を異常光として通過し、光L167bは複屈折板17を常光として通過する。図29(a)の左側に示すように、光L167aは−X方向に軸ずれして光L167bと合波し、光L168として複屈折板17から出射する。光L168は、光入出射ポートP1の隣に配置された光入出射ポートP3に入射して外部に出射する。
As shown on the left side of FIG. 29 (c), the lights L165a and L165b are off-axis in the + X direction and are emitted as light L166a and L166b from one surface of the
図30は、図27の一点鎖線で示す光線のように、光入出射ポートP3から入射して光入出射ポートP4から外部に出射する光を示している。図30(a)の左側に示すように、光入出射ポートP3から入射した光L171は、複屈折板17に入射する。図30(b)の左側に示すように、光L171は常光L172aと+X方向に軸ずれした異常光L172bとに分離し、複屈折板17から出射する。常光成分の光L172aはファラデー回転子20の磁区Bに入射し、異常光成分の光L172bはファラデー回転子20の磁区Aに入射する。光L172aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板25に入射して、図30(c)の左側に示すように偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L173aとして出射する。光L172bは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光としてファラデー回転子20から出射し、さらに1/2波長板25に入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L173bとして出射する。これにより、光L173a、L173bの偏光方位は、光L173a、L173bの進行方向に平行な直線と複屈折板27の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。光L173a、L173bは複屈折板27の一方の表面に常光として入射し、図30(d)の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板27の他方の表面から光L174a、L174bとして出射する。光L174a、L174bは反射板36a、36bで反射して、図30(d)の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光L175a、L175bとして複屈折板27の他方の表面に入射する。
FIG. 30 shows light that enters from the light incident / exit port P3 and exits to the outside from the light incident / exit port P4, like a light beam indicated by a one-dot chain line in FIG. As shown on the left side of FIG. 30A, the light L171 incident from the light incident / exit port P3 enters the
図30(c)の右側に示すように、光L175a、L175bは軸ずれせずに複屈折板27の一方の表面から光L176a、L176bとして出射して、1/2波長板25に入射する。光L176aは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光として1/2波長板25から出射し、さらにファラデー回転子20の磁区Bに入射して、図30(b)の右側に示すように偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光L177aとして出射する。光L176bは、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について反時計回りに45°回転した光として1/2波長板25から出射し、さらにファラデー回転子20の磁区Aに入射して、偏光方位が−Z方向に見てZ軸について時計回りに45°回転した光L177bとして出射する。ここで、光L176aが入射する磁区Bは、光L172aが入射した磁区Bとは別の領域に形成され、光L176bが入射する磁区Aは、光L172bが入射した磁区Aとは別の領域に形成されている。光L177a、L177bはそれぞれ複屈折板17に入射して、光L177aは複屈折板17を異常光として通過し、光L177bは複屈折板17を常光として通過する。図30(a)の右側に示すように、光L177aは−X方向に軸ずれして光L177bと合波し、光L178として複屈折板17から出射する。光L178は、光入出射ポートP2の隣に配置された光入出射ポートP4に入射して外部に出射する。
As shown on the right side of FIG. 30 (c), the lights L 175 a and L 175 b are emitted as light L 176 a and L 176 b from one surface of the
このように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ6では、光入出射ポートP1からの入力光は光入出射ポートP2から出力し、光入出射ポートP2からの入力光は光入出射ポートP3から出力し、光入出射ポートP3からの入力光は光入出射ポートP4から出力するようになっている。 Thus, in the reflective optical circulator 6 according to the present embodiment, the input light from the light incident / exit port P1 is output from the light incident / exit port P2, and the input light from the light incident / exit port P2 is output to the light incident / exit port P3. The input light from the light incident / exit port P3 is output from the light incident / exit port P4.
本実施の形態では、4枚の光学素子(2枚の複屈折板17、27、1枚のファラデー回転子20、1枚の1/2波長板25)を用いて反射型光サーキュレータ6を構成できる。反射型光サーキュレータ6は、第5の実施の形態による反射型光サーキュレータ5と比較すると1/2波長板25が新たに必要になるものの、2枚の複屈折板17、27として同一仕様の素子を用いることができる。したがって、本実施の形態によれば反射型光サーキュレータ6の素子構成が極めて単純になり、小型化及び低価格化が容易になる。また、光ファイバ41、42、43、44を互いに平行でかつ同一平面内に配置できるため、複数の反射型光サーキュレータ6を例えば±Y方向に隣接して配列するアレイ化が可能になる。
In the present embodiment, the reflective optical circulator 6 is configured using four optical elements (two
なお、本実施の形態による反射型光サーキュレータ5は、4つの光入出射ポートP1〜P4に接続された構成を有しているが、3つ又は5つ以上の光入出射ポートに接続された構成であってもよい。例えば3つの光入出射ポートに接続された構成では、ファラデー回転子20に5磁区構造を形成すればよい。
The reflective
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、反射型光部品として反射型光サーキュレータ1、1’、5、6及び反射型光アイソレータ2、4を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、ファラデー回転子20の磁化を反転させる機構を付加することにより光スイッチにも適用できる。
The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made.
For example, in the above embodiment, the reflection type
また、上記第1及び第2の実施の形態では、光入出射ポートを4つ設けているが、本発明はこれに限らず、光入出射ポートを3つ又は5つ以上設けることももちろん可能である。 In the first and second embodiments, four light incident / exit ports are provided. However, the present invention is not limited to this, and it is of course possible to provide three or five or more light incident / exit ports. It is.
さらに、上記第1乃至第3の実施の形態では、光ファイバ41、42、43、44と複屈折板11、12(又は14、14’)との間にレンズ51、52、53、54を配置しているが、レンズ51、52、53、54を設けず、反射ミラーの反射膜30の形成されている面を球面状に形成してレンズ機能を持たせてもよい。また反射ミラーにレンズ機能を持たせるとともにレンズ51、52、53、54を併せて設けてもよい。
Further, in the first to third embodiments, the
また、上記実施の形態では、反射型光サーキュレータ及び反射型光アイソレータが永久磁石61、62を有しているが、保持力の比較的高い材料を用いてラッチングタイプのファラデー回転子20を作製して予め2磁区構造を形成することにより、永久磁石61、62を用いずに反射型光サーキュレータ及び反射型光アイソレータを構成してもよい。この場合、例えば図1(b)に示すようにファラデー回転子20近傍に永久磁石61、62を配置して2磁区構造を形成した後、永久磁石61、62を取り去るようにする。これによって、永久磁石61、62が不要になり反射型光サーキュレータ及び反射型光アイソレータを大幅に小型化できる。
In the above embodiment, the reflective optical circulator and the reflective optical isolator have the
さらに、上記実施の形態では、偏光分離合波部として複屈折板が用いられているが、偏光ビームスプリッタ等を偏光分離合波部として用いることもできる。 Further, in the above embodiment, a birefringent plate is used as the polarization separation / combination unit, but a polarization beam splitter or the like can also be used as the polarization separation / combination unit.
1、1’、5、6 反射型光サーキュレータ
2、2’、2’’、4 反射型光アイソレータ
11、12、13、14、14’、15、17、19、27 複屈折板
11a 光入出射面
16 偏光ガラス
18 くさび複屈折結晶
20 ファラデー回転子
22、23、24、25 1/2波長板
30 反射膜
32 2面反射体
34 レンズ
36 反射鏡
36a、36b 反射板
40、41、42、43、44 光ファイバ
50、71、72、73、74 GIレンズ
50a 端面
51、52、53、54 レンズ
55 球レンズ
61、62、63、64、65 永久磁石
P1、P2、P3、P4 光入出射ポート
1, 1 ′, 5, 6 Reflective
Claims (22)
前記第1の光の偏光方位を45°回転させて第3の光として出射する第1のファラデー回転部と、
前記第2の光の偏光方位を逆向きに45°回転させて前記第3の光の偏光方位に略平行な偏光方位を有する第4の光として出射する第2のファラデー回転部と、
前記第3及び第4の光を常光又は異常光のいずれか一方として透過させる第1の複屈折板と、
前記第1の複屈折板を透過した前記第3及び第4の光を反射して、前記第1の複屈折板に再度入射させる反射部と、
前記反射部で反射して前記第1の複屈折板及び第3のファラデー回転部を通過した前記第3の光を異常光として透過させ、前記反射部で反射して前記第1の複屈折板及び第4のファラデー回転部を通過した前記第4の光を常光として透過させて、前記第3及び前記第4の光を合波して第2のポートから出射させる第2の偏光分離合波部と
を有することを特徴とする反射型光サーキュレータ。 A first polarization separation / multiplexing unit that separates and emits light incident from the first port into first light of an ordinary light component and second light of an extraordinary light component;
A first Faraday rotator that rotates the polarization direction of the first light by 45 ° and emits it as third light;
A second Faraday rotator for rotating the polarization direction of the second light in the opposite direction by 45 ° and emitting it as a fourth light having a polarization direction substantially parallel to the polarization direction of the third light;
A first birefringent plate that transmits the third and fourth lights as either ordinary light or extraordinary light ;
A reflection unit that reflects the third and fourth light beams transmitted through the first birefringent plate and re-enters the first birefringent plate ;
The reflected by the reflecting portion of the light as the extraordinary light of the third light transmitted through the first birefringent plate and the third Faraday rotation portion, said first birefringent plate is reflected by the reflective portion And the fourth polarization separation and multiplexing that transmits the fourth light that has passed through the fourth Faraday rotator as ordinary light, combines the third and fourth lights, and emits them from the second port. And a reflection type optical circulator .
前記第1乃至第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子により構成されていること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 The reflective optical circulator according to claim 1,
The reflection type optical circulator, wherein the first to fourth Faraday rotators are composed of the same magneto-optical element.
前記第1の偏光分離合波部は、第2の複屈折板により構成され、
前記第2の偏光分離合波部は、第3の複屈折板により構成され、
前記第1及び第3のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、
前記第2及び第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 A reflective optical circulator according to claim 1 or 2,
The first polarization separating / combining unit is configured by a second birefringent plate ,
The second polarization separating / combining portion is constituted by a third birefringent plate ,
The first and third Faraday rotators are constituted by the same region of the same magneto-optical element,
The reflection type optical circulator, wherein the second and fourth Faraday rotators are constituted by the same region of the same magneto-optical element.
前記第2及び第3の複屈折板は、同一仕様の素子であること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 A reflective optical circulator according to claim 3,
The reflection type optical circulator, wherein the second and third birefringent plates are elements having the same specifications.
前記反射部は2面反射体であること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 A reflection type optical circulator according to claim 3 or 4,
The reflection type optical circulator, wherein the reflection part is a two-surface reflector.
前記第1及び第2の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成され、
前記第1及び第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、
前記第2及び第3のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 A reflective optical circulator according to claim 1 or 2,
The first and second polarization separation / multiplexing units are configured by the same birefringent plate,
The first and fourth Faraday rotators are constituted by the same region of the same magneto-optical element,
The reflection type optical circulator, wherein the second and third Faraday rotators are constituted by the same region of the same magneto-optical element.
偏光方位を90°回転させる少なくとも1枚の1/2波長板を含むとともに、
前記反射部はレンズと反射膜により構成されていること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 The reflective optical circulator according to claim 6 ,
Including at least one half-wave plate that rotates the polarization orientation by 90 °;
Reflective optical circulator, wherein the reflective portion is configured by a lens and the reflective film.
前記第1のファラデー回転部と前記第2のファラデー回転部は、同じ材料組成を有し、磁化の向きが互いに逆向きであるファラデー回転子をそれぞれ有すること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 A reflection type optical circulator according to any one of claims 3 to 7 ,
The reflection type optical circulator, wherein the first Faraday rotator and the second Faraday rotator each have a Faraday rotator having the same material composition and having opposite magnetization directions.
前記第1のファラデー回転部は、ファラデー回転子の一領域で磁化を一様に一方向にした磁区Aを有し、
前記第2のファラデー回転部は、前記ファラデー回転子の他領域で前記磁区Aとは逆方向に磁化を一様にした磁区Bを有していること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 A reflection type optical circulator according to any one of claims 3 to 7 ,
The first Faraday rotator has a magnetic domain A in which magnetization is uniformly made in one direction in a region of the Faraday rotator,
The reflection type optical circulator, wherein the second Faraday rotator has a magnetic domain B in which magnetization is uniform in a direction opposite to the magnetic domain A in the other region of the Faraday rotator.
前記第1及び第2の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成されていること
を特徴とする反射型光サーキュレータ。 A reflective optical circulator according to claim 1 or 2,
The reflection-type optical circulator, wherein the first and second polarization separation / combining sections are formed of the same birefringent plate.
前記第1の光の偏光方位を45°回転させて第3の光として出射する第1のファラデー回転部と、 A first Faraday rotator that rotates the polarization direction of the first light by 45 ° and emits it as third light;
前記第2の光の偏光方位を逆向きに45°回転させて前記第3の光の偏光方位に略平行な偏光方位を有する第4の光として出射する第2のファラデー回転部と、 A second Faraday rotator that rotates the polarization direction of the second light in the opposite direction by 45 ° and emits it as a fourth light having a polarization direction substantially parallel to the polarization direction of the third light;
前記第3及び第4の光の前記偏光方位に平行な透過軸を有し、前記第3及び第4の光を透過させる偏光子と、 A polarizer having a transmission axis parallel to the polarization orientation of the third and fourth lights and transmitting the third and fourth lights;
前記偏光子を透過した前記第3及び第4の光を反射して、前記偏光子に再度入射させる反射部と、 A reflection unit that reflects the third and fourth lights transmitted through the polarizer and re-enters the polarizer;
前記反射部で反射して前記偏光子及び第3のファラデー回転部を通過した前記第3の光を異常光として透過させ、前記反射部で反射して前記偏光子及び第4のファラデー回転部を通過した前記第4の光を常光として透過させて、前記第3及び前記第4の光を合波して第2のポートから出射させる第2の偏光分離合波部と The third light reflected by the reflection unit and passed through the polarizer and the third Faraday rotation unit is transmitted as abnormal light, reflected by the reflection unit, and the polarizer and the fourth Faraday rotation unit are transmitted. A second polarization separating / combining unit that transmits the passed fourth light as ordinary light, combines the third light and the fourth light, and emits the light from the second port;
を有することを特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflective optical isolator characterized by comprising:
前記第1の光の偏光方位を45°回転させて第3の光として出射する第1のファラデー回転部と、 A first Faraday rotator that rotates the polarization direction of the first light by 45 ° and emits it as third light;
前記第2の光の偏光方位を逆向きに45°回転させて前記第3の光の偏光方位に略平行な偏光方位を有する第4の光として出射する第2のファラデー回転部と、 A second Faraday rotator that rotates the polarization direction of the second light in the opposite direction by 45 ° and emits it as a fourth light having a polarization direction substantially parallel to the polarization direction of the third light;
複屈折板で構成され、前記第3及び第4の光のそれぞれを常光と異常光とに分離して透過させる偏光子と、 A polarizer made of a birefringent plate, which separates and transmits each of the third and fourth lights into ordinary light and extraordinary light;
前記偏光子を透過した前記第3及び第4の光を反射して、前記偏光子に再度入射させる反射部と、 A reflection unit that reflects the third and fourth lights transmitted through the polarizer and re-enters the polarizer;
前記反射部で反射して前記偏光子及び第3のファラデー回転部を通過した前記第3の光を異常光として透過させ、前記反射部で反射して前記偏光子及び第4のファラデー回転部を通過した前記第4の光を常光として透過させて、前記第3及び前記第4の光を合波して第2のポートから出射させる第2の偏光分離合波部と The third light reflected by the reflection unit and passed through the polarizer and the third Faraday rotation unit is transmitted as abnormal light, reflected by the reflection unit, and the polarizer and the fourth Faraday rotation unit are transmitted. A second polarization separating / combining unit that transmits the passed fourth light as ordinary light, combines the third light and the fourth light, and emits the light from the second port;
を有することを特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflective optical isolator characterized by comprising:
前記第1乃至第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子により構成されていること The first to fourth Faraday rotators are composed of the same magneto-optical element.
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
前記第1の偏光分離合波部は、第1の複屈折板により構成され、 The first polarization separation / combination unit is constituted by a first birefringent plate,
前記第2の偏光分離合波部は、第2の複屈折板により構成され、 The second polarization separating / combining unit is constituted by a second birefringent plate,
前記第1及び第3のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、 The first and third Faraday rotators are constituted by the same region of the same magneto-optical element,
前記第2及び第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていること The second and fourth Faraday rotators are configured by the same region of the same magneto-optical element.
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
前記第1及び第2の複屈折板は、同一仕様の素子であること The first and second birefringent plates are elements having the same specifications.
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
前記反射部は2面反射体であること The reflector is a two-sided reflector
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
前記第1の偏光分離合波部は、第1の複屈折板により構成され、 The first polarization separation / combination unit is constituted by a first birefringent plate,
前記第2の偏光分離合波部は、第2の複屈折板により構成され、 The second polarization separating / combining unit is constituted by a second birefringent plate,
前記第1及び第3のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、 The first and third Faraday rotators are constituted by the same region of the same magneto-optical element,
前記第2及び第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、 The second and fourth Faraday rotators are constituted by the same region of the same magneto-optical element,
前記偏光子は、くさび複屈折結晶であること The polarizer is a wedge birefringent crystal
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
前記第1及び第2の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成され、 The first and second polarization separation / multiplexing units are configured by the same birefringent plate,
前記第1及び第4のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、 The first and fourth Faraday rotators are constituted by the same region of the same magneto-optical element,
前記第2及び第3のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていること The second and third Faraday rotators are configured by the same region of the same magneto-optical element.
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
偏光方位を90°回転させる少なくとも1枚の1/2波長板を含むとともに、 Including at least one half-wave plate that rotates the polarization orientation by 90 °;
前記反射部はレンズと反射膜により構成されていること The reflection part is composed of a lens and a reflection film.
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
前記第1のファラデー回転部と前記第2のファラデー回転部は、同じ材料組成を有し、磁化の向きが互いに逆向きであるファラデー回転子をそれぞれ有すること The first Faraday rotator and the second Faraday rotator each have a Faraday rotator having the same material composition and having opposite magnetization directions.
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
前記第1のファラデー回転部は、ファラデー回転子の一領域で磁化を一様に一方向にした磁区Aを有し、 The first Faraday rotator has a magnetic domain A in which magnetization is uniformly made in one direction in a region of the Faraday rotator,
前記第2のファラデー回転部は、前記ファラデー回転子の他領域で前記磁区Aとは逆方向に磁化を一様にした磁区Bを有していること The second Faraday rotator has a magnetic domain B in which magnetization is made uniform in the opposite direction to the magnetic domain A in the other region of the Faraday rotator.
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
前記第1及び第2の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成されていること The first and second polarization separation / combining sections are configured by the same birefringent plate.
を特徴とする反射型光アイソレータ。 A reflection type optical isolator characterized by the above.
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