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JP3981100B2 - Reflective optical components - Google Patents

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JP3981100B2
JP3981100B2 JP2004133953A JP2004133953A JP3981100B2 JP 3981100 B2 JP3981100 B2 JP 3981100B2 JP 2004133953 A JP2004133953 A JP 2004133953A JP 2004133953 A JP2004133953 A JP 2004133953A JP 3981100 B2 JP3981100 B2 JP 3981100B2
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faraday rotator
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birefringent plate
faraday
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信治 岩塚
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TDK Corp
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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 Patent Document 1. As shown in FIGS. 31A and 31B, this reflection type optical circulator includes three sets of optical fiber 100 and lens 102, birefringent plate 104, two half-wave plates 106 and 107, and Faraday rotation. It has a child 108, a birefringent plate 110, a Faraday rotator 112, and a reflecting mirror 114. In the configuration shown in FIGS. 31A and 31B, there are three types of optical elements (two birefringent plates 104 and 110 and two half-wave plates except for the reflecting mirror 114 and the lens 102). 106, 107 and two Faraday rotators 108, 112) are required, and the element configuration of the reflective optical circulator becomes complicated. For this reason, there arises a problem that it is difficult to reduce the size and price of the reflective optical circulator. 31A and 31B, the light that has passed through the birefringent plate 104 as ordinary light passes through the birefringent plate 104 as ordinary light even when reflected by the reflection mirror 114 and returned. On the other hand, the light passing through the birefringent plate 104 as extraordinary light also passes through the birefringent plate 104 as extraordinary light even when reflected by the reflection mirror 114 and returned. Since the optical path length differs between the case of passing as ordinary light and the case of passing as extraordinary light, in this configuration, the polarization mode dispersion (PMD) value does not become 0 (zero) and becomes large.

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 Patent Document 1. In FIG. As shown in FIGS. 32A and 32B, this reflective optical circulator includes three sets of optical fiber 100 and lens 102, birefringent plate 104, Faraday rotator 108, and two birefringent plates 110a and 110b. , A Faraday rotator 112, and a reflection mirror 114. In the configuration shown in FIGS. 32A and 32B, the element configuration is simplified as compared with the configuration shown in FIG. 31, but the PMD value does not become zero for the same reason as described above.

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 Patent Document 2. As shown in FIG. 33, this reflective optical circulator includes three optical fibers 100, a birefringent plate 104, four half-wave plates 106 (only two are shown in FIG. 33), a Faraday rotator. 108, a birefringent plate 110, a lens 102, and a reflecting mirror 114. In the configuration shown in FIG. 33, three types of optical elements (two birefringent plates 104 and 110, four half-wave plates 106, and one Faraday plate) except for the reflecting mirror 114 and the lens 102 are used. The rotor 108) is required, and the element configuration of the reflective optical circulator is complicated. For this reason, there arises a problem that it is difficult to reduce the size and price of the reflective optical circulator. Further, for the same reason as described above, there arises a problem that the PMD value does not become zero.

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 Patent Document 3. As shown in FIGS. 34A and 34B, this reflection type optical circulator includes a birefringent plate 104, a birefringent plate 105, two Faraday rotators 108a and 108b, a birefringent plate 110, and two Faraday plates. Rotors 112a and 112b and a reflecting mirror 114 are provided. In this configuration, the light that has passed through the birefringent plate 104 as ordinary light passes through the birefringent plate 105 as extraordinary light, and further passes through the birefringent plate 105 as extraordinary light when reflected back by the reflecting mirror 114, thereby causing 104 passes through as ordinary light. On the other hand, light that has passed through the birefringent plate 104 as extraordinary light passes through the birefringent plate 105 as ordinary light, and further passes through the birefringent plate 105 as ordinary light when reflected by the reflection mirror 114 and returns to the birefringent plate 104. It passes as light. For this reason, the PMD value becomes zero in the configuration shown in FIGS. Such a combination of two birefringent plates 104 and 105 is known as a Savart plate. The Savart plate is used as an element that gives a lateral shift with no phase difference between two polarization components orthogonal to each other. However, in the configuration shown in FIGS. 34 (a) and 34 (b) using a Savart plate, seven optical elements (three birefringent plates 104 and 105, except for the reflection mirror 114 and the lens (not shown)) are used. 110 and four Faraday rotators 108a, 108b, 112a, 112b) are required, and the element configuration of the reflective optical circulator becomes complicated. For this reason, there arises a problem that it is difficult to reduce the size and price of the reflective optical circulator.

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。
米国特許第5471340号明細書 米国特許第5930422号明細書 米国特許第6111695号明細書
As described above, the conventional reflection type optical circulator has at least one of the problems that the element configuration becomes complicated and it becomes difficult to reduce the size and cost, or the PMD value does not become zero. is doing.
US Pat. No. 5,471,340 US Pat. No. 5,930,422 US Pat. No. 6,111,695

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 optical circulator 1 is connected to four optical fibers 41, 42, 43, 44. At the end of each optical fiber 41, 42, 43, 44 on the −Z side, four light incident / exit ports P1, P2, P3, P4 through which light enters or emits light from the outside (in the drawing) (Indicated by the numbers (1) to (4)). In the + Z direction of each of the optical fibers 41, 42, 43, and 44, lenses 51, 52, 53, and 54 that convert the divergent light emitted from the optical fibers 41, 42, 43, and 44 into parallel light are respectively disposed. . In order to reduce the size of the reflection-type optical circulator 1 and the apparatus that accommodates it, it is important to reduce the size of the lenses 51, 52, 53, and 54.

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 optical fiber 40 is fused to the tip of the single-mode optical fiber 40. Yes. The GI lens 50 has a diameter (for example, 125 μm) substantially equal to the diameter of the single mode optical fiber 40. The optical fiber 40 and the GI lens 50 are integrated with each other and function as an optical fiber with a lens. The GI lens 50 has an end face 50a perpendicular to its cylindrical axis. The light that has entered the GI lens 50 from the optical fiber 40 is converted into parallel light, and is emitted from the end face 50a in a direction perpendicular to the end face 50a (a direction parallel to the cylindrical axes of the optical fiber 40 and the GI lens 50). The GI lens 50 can be used as the lenses 51, 52, 53, and 54 of the reflective optical circulator 1 of the present embodiment shown in FIG.

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 spherical lens 55 is fixed to the optical fiber 40 instead of the GI lens 50 is also suitable for this embodiment. In addition to these configurations, it is also possible to use a core expansion (TEC; Thermal Expand Core) fiber that has a core expansion region in the vicinity of the tip that has a function similar to that of the lens.

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 lenses 51 and 53, and the birefringent plate 12 is disposed in the + Z direction of the lenses 52 and 54. The two birefringent plates 11 and 12 are disposed adjacent to each other in parallel to the XY plane and have a light incident / exit surface perpendicular to the Z axis. Here, in optics, the “light incident surface” may be defined as a surface including the normal of the incident light ray and the boundary surface, but the “light incident / exit surface” in this specification is not this definition, but a birefringent plate. 11 and 12 (or other optical elements) means surfaces on which light is incident / exited.

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 birefringent plate 11. FIG. 3A shows a configuration of the birefringent plate 11 viewed in the −Z direction, and FIG. 3B shows a configuration of the birefringent plate 11 viewed in the −X direction. As shown in FIGS. 3A and 3B, the optical axis OA of the birefringent plate 11 is arranged parallel to the YZ plane. The angle formed by the optical axis OA and the XZ plane is about 45 ° clockwise with respect to the X axis when viewed in the −X direction. The light incident perpendicularly to the light incident / exit surface (parallel to the XY plane in this example) 11a is separated into ordinary light and abnormal light and emitted onto different optical paths. At this time, the extraordinary light is axially shifted downward (−Y direction), for example, as shown in FIG. Hereinafter, in the view of the birefringent plate 11 in the −Z direction as shown in FIG. 3A, the downward one-side arrow C indicates that the abnormal light of the light incident in the + Z direction is shifted downward. To do. On the other hand, since the birefringent plate 12 is arranged such that the angle formed by the optical axis OA and the XZ plane is 45 ° counterclockwise with respect to the X axis when viewed in the −X direction, the extraordinary light is compared with the ordinary light. The axis is shifted upward in FIG. 3B (not shown). Therefore, when the birefringent plate 12 is viewed in the −Z direction, an upward single arrow C indicates that the extraordinary light of the light incident in the + Z direction is displaced upward. As the crystals constituting the birefringent plates 11 and 12, rutile (TiO 2 ), yttrium vanadate (YVO 4 ), or the like is used. The birefringent plates 11 and 12 are, for example, elements of the same specification cut out from the same crystal into the same shape, and are adjacent so that the optical axis OA is parallel to the YZ plane and the direction of the axis deviation of the extraordinary light is reversed. Are arranged. Depending on the optical characteristics of the birefringent crystal, a birefringent plate 11 that is axially displaced upward in the drawing in the arrangement of the optical axis OA shown in FIG. 3B may be used in combination.

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 Faraday rotator 20, which is a magneto-optical element having nonreciprocity, is disposed in the + Z direction of the birefringent plates 11 and 12. The Faraday rotator 20 is formed by using, for example, a magnetic garnet single crystal film that is grown by a liquid phase epitaxy (LPE) method and has a perpendicular magnetization property in which an easy axis of magnetization appears in a direction perpendicular to the film growth surface. A permanent magnet 61 is disposed at the + Y direction end of the Faraday rotator 20, and a permanent magnet 62 is disposed at the −Y direction end. The permanent magnets 61 and 62 have magnetic poles opposite to each other. For example, as indicated by an arrow in the figure, the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 61 is the + Z direction, and the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 62 is the -Z direction. The magnetic field component applied to the region on the + Y side from approximately the center of the Faraday rotator 20 is dominated by the magnetic field component in the −Z direction by the permanent magnet 61. On the other hand, the magnetic field component applied to the region on the −Y side from approximately the center of the Faraday rotator 20 is dominated by the magnetic field component in the + Z direction by the permanent magnet 62. By setting the strength of the magnetic field applied to both regions to be equal to or higher than the saturation magnetic field of the Faraday rotator, a magnetic domain A having a uniform magnetization in one direction is formed in the region where the magnetic field in the -Z direction is applied. In the region to which a magnetic field in the + Z direction is applied, a magnetic domain B having a uniform magnetization in the direction opposite to the magnetic domain A is formed. A domain wall I is formed on the boundary surface between the magnetic domain A and the magnetic domain B. In this example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A is, for example, 45 ° clockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is similarly 45 ° counterclockwise. Since the Faraday rotator 20 has nonreciprocity, the condition of the rotation angle is maintained even if light enters from either of the two light incident / exit surfaces of the Faraday rotator 20. Instead of causing one Faraday rotator 20 to function as two Faraday rotators, a Faraday rotator that functions as one Faraday rotator and another Faraday rotator that functions as the other Faraday rotator You may arrange | position adjacent to a direction. In this case, both Faraday rotators have, for example, the same material composition. Moreover, it is of course possible to use a semi-hard magnet that has a coercive force smaller than that of the permanent magnet and can reverse the magnetization instead of the permanent magnets 61 and 62.

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 birefringent plate 13 is disposed in the + Z direction of the Faraday rotator 20. The birefringent plate 13 is produced using, for example, the same crystal as the birefringent plates 11 and 12. The optical axis of the birefringent plate 13 is parallel to a plane obtained by rotating the YZ plane 45 degrees counterclockwise about the Y axis when viewed in the −Y direction, using the coordinate system shown in FIGS. 1 and 3. , At least not included in a plane parallel to the optical axis of the birefringent plate 11 and the birefringent plate 12. Further, the extraordinary light of the light incident on the birefringent plate 13 in the + Z direction is misaligned in both the −X direction and the −Y direction. On the + Z side of the birefringent plate 13, a two-surface reflector 32 such as a right-angle prism is disposed. The two-surface reflector 32 has a function of changing the optical path by two-surface reflection. The two-surface reflector 32 may have a structure in which two reflecting mirrors (reflecting plates) are combined in addition to the right-angle prism as shown in FIG.

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 optical circulator 1 can be configured by using four optical elements (three birefringent plates 11, 12, 13 and one Faraday rotator 20). Even when two Faraday rotators are used without using the magnetic domain structure of the Faraday rotator 20, the reflective optical circulator 1 can be configured using five optical elements. Further, as the birefringent plates 11 and 12, for example, elements of the same specification cut out from the same crystal can be used. Therefore, according to the present embodiment, the element configuration of the reflective optical circulator 1 is simplified, and the miniaturization and the cost reduction are facilitated.
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 optical circulator 1 is viewed in the −Z direction. 4A to 6A show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z1 on the −Z side of the birefringent plates 11 and 12, as shown in FIG. 4B to 6B show the polarization state of the light on the light incident / exit surface Z2 on the + Z side of the birefringent plates 11 and 12. FIG. FIGS. 4C to 6C show the polarization state of the light on the light incident / exit surface Z3 on the −Z side of the birefringent plate 13. FIG. 4 to FIG. 6D show the polarization state of the light on the light incident / exit surface Z4 on the + Z side of the birefringent plate 13.

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 birefringent plates 11 and 12, the Faraday rotator 20, and the birefringent plate 13 are viewed in the −Z direction, and the two-surface reflector 32 is −Y. The state seen in the direction is schematically shown together.

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 birefringent plate 11. Next, the ordinary light component light L2a enters the magnetic domain A (first Faraday rotator) of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L2b enters the magnetic domain B (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. Incident. For example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is + 45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is −45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. As shown on the left side of FIG. 4C, the light L2a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L3a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L2b is polarized direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L3b rotated by 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization azimuth | direction of light L3a and L3b is parallel to the plane formed by the straight line parallel to the advancing direction of light L3a and L3b, and the straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate (polarizer) 13 crossing. become. Next, as shown on the left side of FIG. 4 (d), the lights L3a and L3b are incident on one surface of the birefringent plate 13 and are transmitted as extraordinary light. Are emitted as light L4a and L4b. The lights L4a and L4b are reflected by the two-surface reflector 32 and enter the other surface of the birefringent plate 13 as lights L5a and L5b whose optical paths are changed as shown on the right side of FIG.

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 birefringent plate 13 with their axes shifted from each other. The light L6a is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 (the same region as the region where the light L2a is incident), and the light L6b is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20 (the same region as the region where the light L2b is incident). To do. As shown on the right side of FIG. 4B, the light L6a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L7a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L6b is polarized direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L7b rotated 45 ° counterclockwise. The light L7a enters the birefringent plate (second birefringent plate) 12 and becomes extraordinary light, and the light L7b enters the birefringent plate 12 and becomes ordinary light. As shown on the right side of FIG. 4A, the light L7a is off-axis and combined with the light L7b, and is emitted from the birefringent plate 12 as light L8. The light L8 enters the light incident / exit port P2 and exits to the outside.

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 birefringent plate 12. Next, the ordinary light component light L12a enters the magnetic domain B (first Faraday rotator) of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L12b enters the magnetic domain A (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. Incident. As shown on the right side of FIG. 5C, the light L12a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L13a rotated 45 ° counterclockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L12b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L13b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. Thereby, the polarization directions of the lights L13a and L13b are perpendicular to a plane formed by intersecting a straight line parallel to the traveling direction of the lights L13a and L13b and a straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate (polarizer) 13. become. Therefore, the lights L13a and L13b are incident on one surface of the birefringent plate 13 and become ordinary light, and the light L14a is transmitted from the other surface of the birefringent plate 13 without being misaligned as shown on the right side of FIG. , L14b. The lights L14a and L14b are reflected by the two-surface reflector 32 and enter the other surface of the birefringent plate 13 as lights L15a and L15b whose optical paths are changed as shown on the left side of FIG.

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 birefringent plate 13 and become ordinary light. As shown on the left side of FIG. 5C, light L16a, The light is emitted as L16b. The light L16a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the light L16b is incident on the magnetic domain A. As shown on the left side of FIG. 5B, the light L16a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L17a whose polarization direction is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L16b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L17b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. The light L17a enters the birefringent plate (second birefringent plate) 11 and becomes extraordinary light, and the light L17b enters the birefringent plate 11 and becomes ordinary light. As shown on the left side of FIG. 5A, the light L17a is off-axis and combined with the light L17b, and is emitted from the birefringent plate 11 as light L18. The light L18 is incident on the light incident / exit port P3 disposed next to the light incident / exit port P1 and is emitted to the outside.

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 birefringent plate 11. Next, the ordinary light component light L22a enters the magnetic domain A (first Faraday rotator) of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L22b enters the magnetic domain B (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. Incident. As shown on the left side of FIG. 6C, the light L22a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L23a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L22b is polarized direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L23b rotated by 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization azimuth | direction of light L23a and L23b is parallel to the plane formed by the straight line parallel to the advancing direction of light L23a and L23b, and the straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate (polarizer) 13 crossing. become. Next, as shown on the left side of FIG. 6 (d), the lights L23a and L23b are incident on one surface of the birefringent plate 13 and become extraordinary light. Are emitted as light L24a and L24b. The lights L24a and L24b are reflected by the two-surface reflector 32 and enter the other surface of the birefringent plate 13 as lights L25a and L25b whose optical paths are changed as shown on the right side of FIG. 6 (d).

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 birefringent plate 13 with their axes shifted from each other. The light L26a enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and the light L26b enters the magnetic domain B. As shown on the right side of FIG. 6B, the light L26a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L27a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L26b is polarized direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L27b rotated 45 ° counterclockwise. The light L27a enters the birefringent plate (second birefringent plate) 12 and becomes extraordinary light, and the light L27b enters the birefringent plate 12 and becomes ordinary light. As shown on the right side of FIG. 6A, the light L27a is off-axis and combined with the light L27b, and is emitted from the birefringent plate 12 as light L28. The light L28 enters the light incident / exit port P4 disposed next to the light incident / exit port P2, and exits to the outside.

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 optical circulator 1 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 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、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 birefringent plates 11 and 12 having the same optical characteristics as ordinary light passes through the other as abnormal light when reflected by the two-surface reflector 32 and returned. Conversely, light that has passed through one of the birefringent plates 11 and 12 as extraordinary light passes through the other as ordinary light when reflected by the two-surface reflector 32 and returned. In addition, after passing through the Faraday rotator 20 and before being reflected by the two-surface reflector 32 and entering the Faraday rotator 20 again, the polarization directions of the two separated lights are the same. Therefore, according to the reflective optical circulator 1 according to the present embodiment, the PMD value can be made zero.

〔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 optical circulator 1 ′ according to this embodiment is connected to optical fibers 41, 42, 43, and 44 arranged in a line. The ends of the optical fibers 41, 42, 43, and 44 on the −Z side are indicated by four light input / output ports P1, P2, P3, and P4 (in the drawing, numbers (1) to (4), respectively). )It has become. The optical fibers 41, 42, 43, 44 and the GI lenses 71, 72, 73, 74 fused to the + Z side ends of the optical fibers 41, 42, 43, 44 are integrated with a lens, respectively. It functions as an optical fiber. One birefringent plate 14 is disposed in the + Z direction of the GI lenses 71, 72, 73, 74. The optical axis of the birefringent plate 14 is parallel to a plane obtained by rotating the YZ plane 45 degrees clockwise about the Y axis when viewed in the -Y direction, using the coordinate system shown in FIG. The extraordinary light of the light incident on the birefringent plate 14 in the + Z direction is misaligned in both the + X direction and the −Y direction.

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-wave plate 22 that rotates the polarization direction of light by 90 ° is disposed at a position corresponding to the light incident / exit ports P2 and P4 in the + Z direction of the birefringent plate. A Faraday rotator 20 is disposed in the + Z direction of the half-wave plate 22. A permanent magnet 61 is disposed at the + Y direction end of the Faraday rotator 20, and a permanent magnet 62 is disposed at the −Y direction end. The permanent magnets 61 and 62 have magnetic poles opposite to each other. For example, as indicated by an arrow in the figure, the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 61 is the + Z direction, and the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 62 is the -Z direction. A magnetic domain A having a uniform magnetization in one direction is formed in a region where a magnetic field in the -Z direction of the Faraday rotator 20 is applied. The magnetic domain B made uniform in the opposite direction is formed. A domain wall I is formed on the boundary surface between the magnetic domain A and the magnetic domain B. In this example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A is, for example, 45 ° clockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is similarly 45 ° counterclockwise. A birefringent plate 15 is disposed in the + Z direction of the Faraday rotator 20. The optical axis of the birefringent plate 15 is parallel to the XZ plane when shown using the coordinate system shown in FIG. The extraordinary light that is incident on the birefringent plate 15 in the + Z direction is off-axis in the −X direction. In the + Z direction of the birefringent plate 15, a lens 34 and a reflecting mirror 36 are disposed as a reflecting portion. As the lens 34, a gradient index rod lens, a spherical lens, an aspherical lens, or the like is used. The reflecting mirror 36 is manufactured by forming a total reflection film on a glass plate, and is disposed in the + Z direction of the lens 34. The reflecting mirror 36 includes a focal point when parallel light is incident on the lens 34 and is disposed in a plane perpendicular to the traveling direction of the parallel light. As a result, when parallel light passing through a certain optical path is incident on the lens 34 and the reflecting mirror 36, the optical path of the reflected light is converted to a symmetrical position with respect to a straight line including the focal point and parallel to the traveling direction of the parallel light. The Instead of the reflecting mirror 36, a total reflection film may be directly formed on the lens 34.

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 optical circulator 1 ′ using four optical elements (two birefringent plates 14 and 15, one half-wave plate 22 and one Faraday rotator 20). Can be configured. Even when two Faraday rotators are used without using the magnetic domain structure of the Faraday rotator 20, the reflective optical circulator 1 ′ can be configured using five optical elements. Therefore, according to the present embodiment, the element configuration of the reflective optical circulator 1 ′ is simplified, and miniaturization and cost reduction are facilitated.
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 optical circulator 1 ′ as seen in the −Z direction. (A) of FIG. 8 thru | or FIG. 10 has shown the polarization state of the light in the light entrance / exit surface Z1 of the -Z side of the birefringent plate 14 shown in FIG. FIGS. 8B to 10B show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z2 on the + Z side of the birefringent plate. FIGS. 8C to 10C show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z3 on the −Z side of the birefringent plate 15. FIGS. 8D to 10D show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z4 on the + Z side of the birefringent plate 15. FIG. 8 to 10, in order to facilitate understanding, the birefringent plate 14, the half-wave plate 22, the Faraday rotator 20, the birefringent plate 15, and the reflecting portion (the lens 34 and the reflecting mirror 36) are − The state seen in the Z direction is also schematically illustrated.

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 birefringent plate 14, and as shown on the left side of FIG. Separated into extraordinary light L52b that is axially misaligned in both directions in the −Y direction, is emitted from the birefringent plate. Next, the ordinary light component light L52a is incident on the magnetic domain A (first Faraday rotator) of the Faraday rotator 20, and the abnormal light component light L52b is incident on the magnetic domain B (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. Incident. Here, neither the light L52a nor L52b passes through the half-wave plate 22. For example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is + 45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is −45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. As shown on the left side of FIG. 8C, the light L52a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L53a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L52b is polarized direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L53b rotated 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization azimuth | direction of light L53a, L53b becomes perpendicular | vertical to the plane formed by the straight line parallel to the advancing direction of light L53a, L53b, and the straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 15 crossing. Therefore, the lights L53a and L53b are incident on one surface of the birefringent plate 15 and become ordinary light, and the light L54a is transmitted from the other surface of the birefringent plate 15 without being misaligned as shown on the left side of FIG. , L54b. The lights L54a and L54b pass through the lens 34, are reflected by the reflecting mirror 36, and enter the other surface of the birefringent plate 15 as light L55a and L55b whose optical paths are changed as shown on the right side of FIG. .

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 birefringent plate 15 and become ordinary light. As shown on the right side of FIG. 8C, the lights L56a and L55b are transmitted from one surface of the birefringent plate 15 without being misaligned. The light is emitted as L56b. The light L56a enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20 (the same region as the region where the light L52b is incident), and the light L56b enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 (the same region as the region where the light L52a is incident). To do. The light L56a is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 22 as shown in FIG. As shown on the right side of (), the light is emitted as the light L57a whose polarization orientation is rotated by 90 ° about the Z-axis. The light L56b is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization azimuth is rotated 45 ° clockwise, is further incident on the half-wave plate 22, and is emitted as light L57b whose polarization azimuth is rotated 90 ° about the Z axis. To do. The light L57a enters the birefringent plate 14 and becomes extraordinary light, and the light L57b enters the birefringent plate 14 and becomes ordinary light. As shown on the right side of FIG. 8A, the light L57a is off-axis and combined with the light L57b, and is emitted from the birefringent plate 14 as light L58. The light L58 enters the light incident / exit port P2 and exits to the outside.

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 birefringent plate 14, and as shown on the right side of FIG. Separated into extraordinary light L62b shifted in both directions in the −Y direction, and emitted from the birefringent plate 14. Next, the ordinary light component L 62 a is incident on the half-wave plate 22, is emitted from the half-wave plate 22 as light whose polarization orientation is rotated by 90 ° with respect to the Z axis, and is further magnetic domain A of the Faraday rotator 20. Incident to (first Faraday rotator). The extraordinary light component L62b is incident on the half-wave plate 22, is emitted from the half-wave plate 22 as light whose polarization orientation is rotated by 90 ° with respect to the Z axis, and is further magnetic domain B of the Faraday rotator 20 ( Incident to the second Faraday rotating part). The Faraday rotation angle of the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is + 45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is −45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. As shown on the right side of FIG. 9C, the light incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is the light L63a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. From the Faraday rotator 20 is emitted as light L63b whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization azimuths of the lights L63a and L63b are parallel to a plane formed by intersecting a straight line parallel to the traveling direction of the light L63a and L63b and a straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 15. Therefore, the lights L63a and L63b are incident on one surface of the birefringent plate 15 and become extraordinary light. As shown on the right side of FIG. The light is emitted as L64a and L64b. The lights L64a and L64b pass through the lens 34, are reflected by the reflecting mirror 36, and enter the other surface of the birefringent plate 15 as light L65a and L65b whose optical paths are changed as shown on the left side of FIG. .

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 birefringent plate 15 and become extraordinary light. As shown on the left side of FIG. , L66b. The light L66a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the light L66b is incident on the magnetic domain A. As shown on the left side of FIG. 9B, the light L66a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L67a whose polarization direction is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L66b is The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L67b whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise. Here, neither the light L67a nor L67b passes through the half-wave plate 22. The light L67a enters the birefringent plate 14 and becomes extraordinary light, and the light L67b enters the birefringent plate 14 and becomes ordinary light. As shown on the left side of FIG. 9A, the light L67a is off-axis and combined with the light L67b, and is emitted from the birefringent plate 14 as light L68. The light L68 enters the light incident / exit port P3 disposed next to the light incident / exit port P1 and is emitted to the outside.

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 birefringent plate 14, and as shown on the left side of FIG. 10 (b), the normal light L72a and the + X direction and Separated into extraordinary light L72b that is axially misaligned in both directions in the -Y direction and emitted from the birefringent plate 14. Then, the ordinary light component light L72a is incident on the magnetic domain A (first Faraday rotator) of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L72b is incident on the magnetic domain B (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. Incident. Here, neither the light L72a nor L72b passes through the half-wave plate 22. The Faraday rotation angle of the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is + 45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is −45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. As shown on the left side of FIG. 10C, the light L72a is emitted from the Faraday rotator 20 as the light L73a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L72b is the polarization direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L73b rotated 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization azimuth | direction of light L73a, L73b becomes perpendicular | vertical to the plane formed by the straight line parallel to the advancing direction of light L73a, L73b, and the straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 15 crossing. Therefore, the lights L73a and L73b are incident on one surface of the birefringent plate 15 and become ordinary light, and light L74a is transmitted from the other surface of the birefringent plate 15 without being misaligned as shown on the left side of FIG. , L74b. The lights L74a and L74b pass through the lens 34, are reflected by the reflecting mirror 36, and enter the other surface of the birefringent plate 15 as light L75a and L75b whose optical paths are changed as shown on the right side of FIG. .

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 birefringent plate 15 and become ordinary light. As shown on the right side of FIG. 10C, the lights L76a, L75a, The light is emitted as L76b. The light L76a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the light L76b is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. The light L76a is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization orientation is rotated by 45 ° counterclockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 22 as shown in FIG. As shown on the right side of (), the light is emitted as light L77a whose polarization orientation is rotated by 90 ° about the Z axis. The light L76b is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization azimuth is rotated 45 ° clockwise, is further incident on the half-wave plate 22, and is emitted as light L77b whose polarization azimuth is rotated 90 ° about the Z axis. To do. The light L77a enters the birefringent plate 14 and becomes extraordinary light, and the light L77b enters the birefringent plate 14 and becomes ordinary light. As shown on the right side of FIG. 10A, the light L77a is off-axis and combined with the light L77b, and is emitted from the birefringent plate 14 as light L78. The light L78 enters the light incident / exit port P4 disposed next to the light incident / exit port P2, and exits to the outside.

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 optical circulator 1 ′ 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. The light input from the light incident / exit port P3 is output from the light incident / exit port P4.

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 mirror 36 by the optical path conversion by the lens 34 and the reflecting mirror 36. Pass through the other when returning as reflected light. Since the Faraday rotation angles of both Faraday rotation sections are the same in magnitude and different from each other, the polarization direction of light eventually returns to the original. Since the half-wave plate 22 is disposed on either the incident optical path or the reflected optical path between the birefringent plate 14 and the Faraday rotator 20, the light L52a, L62a emitted from the birefringent plate 14, The polarization azimuth of L72a (or light L52b, L62b, L72b) and the polarization azimuth of light L57a, L67a, L77a (or light L57b, L67b, L77b) incident on the birefringent plate 14 are orthogonal to each other. Therefore, the light that has passed through the birefringent plate 14 as ordinary light passes as abnormal light when reflected back by the reflecting mirror 36, and conversely, the light that has passed through the birefringent plate 14 as extraordinary light is reflected by the reflecting mirror 36. And pass as ordinary light when returning. In addition, after passing through the Faraday rotator 20 and before being reflected by the reflecting mirror 36 and entering the Faraday rotator 20 again, the polarization directions of the two separated lights are the same. Therefore, according to the reflective optical circulator 1 ′ according to the present embodiment, the PMD value can be made zero. The half-wave plate 22 may be disposed not between the birefringent plate 14 and the Faraday rotator 20 but between the Faraday rotator 20 and the birefringent plate 15. The half-wave plate 22 is disposed on the reflection optical path of light incident from the light incident / exit ports P1 and P3 (on the incident optical path of light incident from the light incident / exit port P2). You may arrange | position on the incident optical path of the light which injects from P1 and P3 (on the reflection optical path of the light which injects from the light incident / exit port P2).

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 GI lenses 71 to 74 are fused to the tips of the optical fibers 41 to 44 is used. When the optical fibers 41 to 44 to which the GI lenses 71 to 74 are not fused are used, the spread angle of the light emitted from the end portions of the optical fibers 41 to 44 is increased, and the light from the light incident / exit ports P1 to P4 is transmitted. There is a risk of overlapping. For this reason, it is desirable to add a lens function to the optical fibers 41 to 44 to suppress the light spreading angle. Instead of fusing the GI lenses 71 to 74, the cores at the tips of the optical fibers 41 to 44 may be enlarged. Of course, lenses 51 to 54 may be provided separately as shown in FIG.

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 birefringent plate 14 is set to 2√2 times the amount of axial deviation of the birefringent plate 15, but the present invention is not limited to this, and the birefringent plates 14, 15 are not limited thereto. Can be set independently of each other.
When the configuration according to the present embodiment functions as an optical isolator, polarizing glass can be used as a polarizer instead of the birefringent plate 15.

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 birefringent plate 14 ′ having a different optical axis direction from the birefringent plate 14. The extraordinary light that is incident on the birefringent plate 14 ′ in the + Z direction is off-axis in the −Y direction. Two half-wave plates 23 and 24 are disposed in the + Z direction of the birefringent plate 14 ′. The half-wave plate 23 is disposed at a position corresponding to the light incident / exit ports P1 and P3, and rotates the polarization direction of the light incident in the + Z direction by 45 ° clockwise as viewed in the −Z direction. Yes. The half-wave plate 24 is disposed at a position corresponding to the light incident / exit ports P2 and P4, and rotates the polarization direction of the light incident in the + Z direction by 45 ° in the reverse direction.

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 birefringent plate 14 ′ and, as shown on the left side of FIG. 11 (b), normal light L82a and −Y. It is separated into extraordinary light L82b whose axis is shifted in the direction and emitted from the birefringent plate 14 ′. The ordinary light component L82a is incident on the half-wave plate 23 and is emitted from the half-wave plate 23 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. The light enters the magnetic domain A of the rotor 20. As shown on the left side of FIG. 11C, the light incident on the magnetic domain A is emitted from the Faraday rotator 20 as light L83a whose polarization direction is further rotated by 45 ° in the clockwise direction. The extraordinary light component light L82b is incident on the half-wave plate 23 and is emitted from the half-wave plate 23 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. The light enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. The light incident on the magnetic domain B is emitted from the Faraday rotator 20 as light L83b whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization azimuth | direction of light L83a and L83b becomes perpendicular | vertical to the plane formed by the straight line parallel to the advancing direction of light L83a and L83b, and the straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 15 crossing. Accordingly, the lights L83a and L83b are incident on one surface of the birefringent plate 15 and become ordinary light, and the light L84a from the other surface of the birefringent plate 15 is not displaced as shown in the left side of FIG. , L84b. The lights L84a and L84b pass through the lens 34, are reflected by the reflecting mirror 36, and enter the other surface of the birefringent plate 15 as light L85a and L85b whose optical paths are changed as shown on the right side of FIG. .

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 birefringent plate 15 and become ordinary light. As shown on the right side of FIG. 11 (c), the lights L86a, L86a, The light is emitted as L86b. The light L86a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the light L86b is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. The light L86a is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise with respect to the Z-axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 24 as shown in FIG. As shown on the right side of (), the light is emitted as light L87a whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise. The light L86b is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization orientation is rotated by 45 ° clockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 22 so that the polarization orientation is Z axis. Is emitted as light L87b rotated clockwise by 45 °. The light L87a enters the birefringent plate 14 'and becomes extraordinary light, and the light L87b enters the birefringent plate 14' and becomes ordinary light. As shown on the right side of FIG. 11A, the light L87a is off-axis and combined with the light L87b, and is emitted from the birefringent plate 14 'as light L88. The light L88 enters the light incident / exit port P2 and exits to the outside.

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 birefringent plate 14 ′ and, as shown on the right side of FIG. 12 (b), the ordinary light L92a and −Y. It is separated into extraordinary light L92b whose axis is displaced in the direction, and is emitted from the birefringent plate 14 ′. The ordinary light component L92a is incident on the half-wave plate 24, and is emitted from the half-wave plate 24 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. The light enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. As shown on the right side of FIG. 12C, the light incident on the magnetic domain A is emitted from the Faraday rotator 20 as light L93a whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise. The extraordinary light component light L92b is incident on the half-wave plate 24, and is emitted from the half-wave plate 24 as light whose polarization orientation is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the -Z direction. , And enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. The light incident on the magnetic domain B is emitted from the Faraday rotator 20 as light L93b whose polarization direction is further rotated 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization azimuths of the lights L93a and L93b are parallel to a plane formed by intersecting a straight line parallel to the traveling direction of the lights L93a and L93b and a straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 15. Therefore, the lights L93a and L93b are incident on one surface of the birefringent plate 15 to become abnormal light, and are shifted in the -X direction as shown on the right side of FIG. Are emitted as light L94a and L94b. The lights L94a and L94b pass through the lens 34, are reflected by the reflecting mirror 36, and enter the other surface of the birefringent plate 15 as light L95a and L95b whose optical paths are changed as shown on the left side of FIG. .

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 birefringent plate 15 and become extraordinary light. As shown on the left side of FIG. Are emitted as light L96a and L96b. The light L 96 a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the light L 96 b is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. The light L96a is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 23 as shown in FIG. As shown on the left side of), the light is emitted as light L97a whose polarization direction is further rotated by 45 ° counterclockwise. The light L96b is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization orientation is rotated by 45 ° clockwise with respect to the Z-axis when viewed in the −Z direction, and further enters the half-wave plate 23, and the polarization orientation is counterclockwise. The light is emitted as light L97b rotated around 45 °. The light L97a enters the birefringent plate 14 'and becomes extraordinary light, and the light L97b enters the birefringent plate 14' and becomes ordinary light. As shown on the left side of FIG. 12A, the light L97a is off-axis and combined with the light L97b, and is emitted from the birefringent plate 14 'as light L98. The light L98 enters the light incident / exit port P3 and exits to the outside.

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 lens 34, and therefore, the polarization dependent loss (PDL) is compared with the reflection type optical circulator shown in FIGS. ) Can be further reduced.

〔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 reflection film 30 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. 13A shows a configuration when the reflective optical isolator is viewed in the −Y direction, and FIG. 13B shows a configuration when the reflective optical isolator is viewed in the −X direction.

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 optical isolator 2 is connected to two optical fibers 41 and 42. The end of the optical fiber 41 on the −Z side is a light incident port P1 (indicated by the numeral (1) in the drawing) through which light enters from the outside. An end portion on the −Z side of the optical fiber 42 is a light emission port P2 (indicated by a numeral (2) in the drawing) that emits light to the outside. A lens 51 is disposed in the + Z direction of the optical fiber 41 to convert the divergent light emitted from the optical fiber 41 into parallel light. In the + Z direction of the optical fiber 42, the parallel light is converted into convergent light and incident on the optical fiber 42. A lens 52 is disposed.

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 birefringent plate 11 is disposed in the + Z direction of the lens 51, and the birefringent plate 12 is disposed in the + Z direction of the lens 52. A Faraday rotator 20 is disposed in the + Z direction of the birefringent plates 11 and 12. A permanent magnet 61 is disposed at the + Y direction end of the Faraday rotator 20, and a permanent magnet 62 is disposed at the −Y direction end. The permanent magnets 61 and 62 have magnetic poles opposite to each other. For example, as indicated by an arrow in the figure, the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 61 is the + Z direction, and the direction of the magnetic pole of the permanent magnet 62 is the -Z direction. A magnetic domain A having a uniform magnetization in one direction is formed in a region where a magnetic field in the -Z direction of the Faraday rotator 20 is applied. The magnetic domain B made uniform in the opposite direction is formed. A domain wall I is formed on the boundary surface between the magnetic domain A and the magnetic domain B. In this example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A is, for example, 45 ° clockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is similarly 45 ° counterclockwise. Since the Faraday rotator 20 has nonreciprocity, the condition of the rotation angle is maintained even if light enters from either of the two light incident / exit surfaces of the Faraday rotator 20.

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 Faraday rotator 20. The polarizing glass 16 transmits predetermined linearly polarized light and absorbs linearly polarized light orthogonal thereto. The transmission axis of the polarizing glass 16 is parallel to a direction tilted 45 ° clockwise with respect to the Z axis with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. A reflective portion is disposed in the + Z direction of the polarizing glass 16. In this example, since the function of changing the optical path is not necessary, for example, a reflection mirror in which a dielectric multilayer film or a metal thin film such as aluminum is deposited on the glass substrate surface as the reflection film 30 can be used as the reflection portion. Instead of the reflection mirror, the reflection film 30 may be formed on the surface of the polarizing glass 16 on the + Z side.

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 optical isolator 2 can be configured by using four optical elements (two birefringent plates 11, 12, one polarizing glass 16, and one Faraday rotator 20). Even when two Faraday rotators are used without using the magnetic domain structure of the Faraday rotator 20, the reflective optical isolator 2 can be configured using five optical elements. Further, as the birefringent plates 11 and 12, for example, elements of the same specification cut out from the same crystal can be used. Therefore, according to the present embodiment, the element configuration of the reflective optical isolator 2 is simplified, and miniaturization and cost reduction are facilitated.

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 optical isolator 2 as viewed in the -Z direction. 14A and 15A show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z1 on the −Z side of the birefringent plates 11 and 12, as shown in FIG. FIG. 14 and FIG. 15B show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z2 on the + Z side of the birefringent plates 11 and 12. FIG. FIG. 14 and FIG. 15C show the polarization state of the light on the light incident / exit surface Z <b> 3 on the −Z side of the polarizing glass 16. 14 and 15 schematically show the states of the birefringent plates 11 and 12, the Faraday rotator 20, the polarizing glass 16, and the reflective film 30 viewed in the -Z direction for easy understanding. Show.

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 Faraday rotator 20, and the abnormal light component light L32b is incident on the magnetic domain B (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. Incident. For example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is + 45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is −45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. As shown on the left side of FIG. 14C, the light L32a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L33a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L32b is polarized direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L33b rotated 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization azimuth | direction of light L33a and L33b becomes parallel to the transmission axis (it shows by the double arrow in a figure) of polarizing glass (polarizer) 16. FIG. Therefore, the lights L33a and L33b are transmitted through the polarizing glass 16, reflected by the reflecting film 30, and again transmitted through the polarizing glass 16 and emitted as lights L34a and L34b shown on the right side of FIG.

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 Faraday rotator 20, and the light L34b is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. As shown on the right side of FIG. 14B, the light L34a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L35a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L34b is polarized direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L35b rotated by 45 ° counterclockwise. The light L35a enters the birefringent plate (second birefringent plate) 12 and becomes extraordinary light, and the light L35b enters the birefringent plate 12 and becomes ordinary light. As shown on the right side of FIG. 14A, the light L35a is off-axis and combined with the light L35b, and is emitted from the birefringent plate 12 as light L36. The light L36 enters the light exit port P2 and exits to the outside.

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 birefringent plate 12. Next, the ordinary light component light L42a enters the magnetic domain B (first Faraday rotator) of the Faraday rotator 20, and the abnormal light component light L42b enters the magnetic domain A (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. Incident. As shown on the right side of FIG. 15C, the light L42a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L43a whose polarization direction is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L42b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L43b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. As a result, the polarization directions of the lights L43a and L43b are perpendicular to the transmission axis of the polarizing glass (polarizer) 16. Accordingly, the light L43a and L43b are both absorbed by the polarizing glass 16 and do not pass through the polarizing glass 16.

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 polarizing glass 16 due to a manufacturing error of the Faraday rotator 20, an angular shift of the Faraday rotation angle accompanying a change in temperature wavelength, or an optical axis shift of the birefringent plate 12. It may not be perpendicular to the axis and some light may pass through the polarizing glass 16. As shown on the left side of FIG. 15C, the light L44a that has been transmitted through the polarizing glass 16, reflected by the reflective film 30, and transmitted through the polarizing glass 16 again enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and again again. The light L44b transmitted through the polarizing glass 16 enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. As shown on the left side of FIG. 15B, the light L44a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L45a whose polarization direction is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L44b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L45b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. The light L45a enters the birefringent plate (second birefringent plate) 11 and becomes ordinary light, and the light L45b enters the birefringent plate 11 and becomes extraordinary light. As shown on the left side of FIG. 15A, the light L45a is emitted from the birefringent plate 11 as light L46a without being off-axis, and the light L45b is off-axis and emitted from the birefringent plate 11 as light L46b. Neither the light L46a nor L46b is incident on the light incident port P1. Therefore, even if a part of the light passes through the polarizing glass 16, the transmitted light does not enter the light incident port P1. Thus, it can be seen that the reflective optical isolator 2 of the present embodiment functions as a two-stage optical isolator.

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 birefringent plates 11 and 12 having the same optical characteristics as ordinary light passes through the other as abnormal light when reflected by the reflective film 30 and is reversed. The light that has passed through one of the birefringent plates 11 and 12 as extraordinary light passes through the other as ordinary light when reflected by the reflecting film 30 and returned. Further, after passing through the Faraday rotator 20 and before being reflected by the reflection film 30 and entering the Faraday rotator 20 again, the polarization directions of the two separated lights are the same. Therefore, according to the reflection type optical isolator 2 according to the present embodiment, the PMD value can be made zero, and it has a two-stage configuration and high isolation characteristics can be obtained.

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 polarizing glass 16 and the reflective film 30 are shown to be parallel to each other, but actually, the polarizing glass 16 and the reflective film 30 are arranged non-parallel to each other. FIG. 16 shows a reflective optical isolator 2 ′ in which the polarizing glass 16 and the reflective film 30 are arranged in parallel to each other. As shown in FIG. 16, when the polarizing glass 16 and the reflective film 30 are arranged in parallel to each other, the light from the light exit port P <b> 2 is scattered by the reflected light reflected by the light incident / exit surface of the polarizing glass 16 or the polarizing glass 16. Is incident on the light incident port P1 as scattered light (lights L201 and L202 in FIG. 16). For this reason, the reflective optical isolator 2 ′ has a problem that high isolation characteristics cannot be obtained.

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 optical isolator 2 ′, interference occurs between the reflected light reflected by the light incident / exit surface of the polarizing glass 16 or the scattered light scattered by the polarizing glass 16, and the reflected light reflected by the reflective film 30, There is also a problem that wavelength characteristics become unstable. FIG. 17 is a graph showing the wavelength characteristics of the reverse loss of the reflective optical isolators 2 and 2 ′. The horizontal axis in FIG. 17 represents the wavelength (nm), and the vertical axis represents the reverse loss (dB). A line a in the graph represents a reflective optical isolator 2 in which the distance between the + Z side surface of the polarizing glass 16 and the light reflecting surface of the reflecting film 30 is 0 mm, and the polarizing glass 16 and the reflecting film 30 are arranged in parallel. The wavelength characteristics of the reverse loss are shown. The line b is such that the distance between the + Z side surface of the polarizing glass 16 and the light reflecting surface of the reflecting film 30 is 0.16 mm, and the angle between the polarizing glass 16 and the reflecting film 30 is 5 °. The wavelength characteristic of the reverse loss of the reflection type optical isolator 2 arranged in FIG. As shown in FIG. 17, in the reflective optical isolator 2, the reverse loss is generally higher than the reverse loss of the reflective optical isolator 2 '. The waveform indicated by line a has ripples, and the wavelength characteristic of the reverse loss of the reflective optical isolator 2 ′ is unstable, whereas the wavelength of the reverse loss of the reflective optical isolator 2 is unstable. The characteristics are relatively stable.

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 polarizing glass 16 and the reflective film 30 non-parallel to each other and make the distance between them as wide as possible.

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 birefringent crystal 18 having a wedge shape is used as a polarizer instead of the polarizing glass 16. The surface on the −Z side of the wedge birefringent crystal 18 is disposed substantially parallel to the light incident / exit surfaces of the birefringent plates 11 and 12 and the Faraday rotator 20. A reflective film 30 is disposed on the surface of the wedge birefringent crystal 18 on the + Z side, and the reflective film 30 is directly formed on the surface of the wedge birefringent crystal 18 on the + Z side, for example. Since the surface on the + Z side and the surface on the −Z side of the wedge birefringent crystal 18 are not parallel, the light reflecting surface of the reflecting film 30 and the light incident / exiting surfaces of the birefringent plates 11 and 12 and the Faraday rotator 20 are different. It is non-parallel. The light incident on the −Z side surface of the wedge birefringent crystal 18 is separated into ordinary light and extraordinary light. Ordinary light and extraordinary light are reflected by the reflective film 30 and are emitted in different directions from the −Z side surface of the wedge birefringent crystal 18. Thereby, since only one polarization component can be taken out, the wedge birefringent crystal 18 functions as a polarizer.

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 birefringent plates 11, 12, the light incident / exit surface of the Faraday rotator, and the −Z side surface of the wedge birefringent crystal 18 are arranged in parallel to each other, the reflective film 30. The light-reflecting surface is non-parallel to these. Therefore, the reflected light L211 reflected by the reflecting film 30 from the light exit port P2, the reflected light L212 reflected by the light entrance / exit surface on the −Z side of the birefringent plate 12, and the −Z side of the Faraday rotator 20 are reflected. The traveling direction of the reflected light L213 reflected by the light incident / exit surface and the reflected light L214 reflected by the surface of the wedge birefringent crystal 18 on the −Z side are different from each other. Therefore, problems such as interference do not occur, and a reflective optical isolator 2 '' having high isolation characteristics can be obtained. In this modification, the reflective film 30 can be formed directly on the + Z side surface of the wedge birefringent crystal 18. For this reason, this modification is also effective in reducing the number of members and reducing the size of the reflective optical isolator 2 ''.

〔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 optical isolator 4 is connected to two optical fibers 41 and 42. The −Z side end of the optical fiber 41 is a light incident port P1 (1) through which light enters from the outside. The −Z side end of the optical fiber 42 is a light emission port P2 (2) that emits light to the outside. A lens 51 is disposed in the + Z direction of the optical fiber 41 to convert the divergent light emitted from the optical fiber 41 into parallel light. In the + Z direction of the optical fiber 42, the parallel light is converted into convergent light and incident on the optical fiber 42. A lens 52 is disposed.

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 birefringent plate 17 is disposed in the + Z direction of the lenses 51 and 52. The birefringent plate 17 has an optical axis OA that is parallel to a direction tilted 45 ° counterclockwise with respect to the Y axis when viewed in the + Y direction. A Faraday rotator 20 is disposed in the + Z direction of the birefringent plate 17. For example, a permanent magnet that applies a predetermined magnetic field to the Faraday rotator 20 is disposed in proximity to the Faraday rotator 20.

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 permanent magnets 63, 64, and 65 are arranged in proximity to the + Y direction of the Faraday rotator 20. The permanent magnets 63, 64, 65 are arranged in this order from the + X side. The magnetization direction of the permanent magnets 63 and 65 is the + Z direction, and the magnetization direction of the permanent magnet 64 is the -Z direction. As a result, as shown in FIG. 19, the magnetic domain A having the magnetization uniformly in the −Z direction is formed on the + X side and the −X side of the Faraday rotator 20. Then, a magnetic domain B is formed in which the magnetization is uniformly in the + Z direction (the arrow in FIG. 19 indicates the direction of magnetization). That is, the Faraday rotator 20 has a three-domain structure in which the magnetic domains A are formed on both sides of the magnetic domain B. Light that has entered from the light incident port P1 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as abnormal light enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. Incident. In addition, light that has entered from the light exit port P2 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as abnormal light is in the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on B.

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 Faraday rotator 20. The polarizing glass 16 transmits predetermined linearly polarized light and absorbs linearly polarized light orthogonal thereto. The transmission axis of the polarizing glass 16 is substantially parallel to the direction tilted 45 ° clockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. A reflective portion is disposed in the + Z direction of the polarizing glass 16. The reflection unit includes two reflection plates 36a and 36b in which the respective light reflection surfaces are arranged substantially perpendicular to each other so that the optical path of the incident light is changed by two-surface reflection. The light reflecting surface of the reflecting plate 36a is disposed substantially parallel to a surface inclined 45 ° counterclockwise about the YZ plane when viewed in the + Y direction, and the light reflecting surface of the reflecting plate 36b is viewed in the + Y direction. The YZ plane is disposed substantially parallel to a plane inclined 45 ° clockwise about the Y axis.

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 optical isolator 4 is viewed in the −Z direction. FIG. 21 and FIG. 22A show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z1 on the −Z side of the birefringent plate 17 shown in FIG. FIG. 21 and FIG. 22B show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z2 on the + Z side of the birefringent plate 17. FIG. 21 and FIG. 22C show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z <b> 3 on the −Z side of the polarizing glass 16. In FIG. 21 and FIG. 22, for easy understanding, the birefringent plate 17, the Faraday rotator 20, and the polarizing glass 16 are viewed in the −Z direction, and the reflecting plates 36a and 36b are viewed in the + Y direction. The state is also schematically shown together.

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 birefringent plate 17. The light L101 is separated into the ordinary light L102a and the extraordinary light L102b shifted in the + X direction as shown in the lower side of FIG. The ordinary light component light L102a is incident on the magnetic domain B (first Faraday rotator) of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L102b is incident on the magnetic domain A (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. . For example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is + 45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is −45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. As shown in the lower side of FIG. 21C, the light L102a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L103a whose polarization direction is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L102b is The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L103b whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise. As a result, the polarization directions of the lights L103a and L103b are parallel to the transmission axis of the polarizing glass 16 (indicated by double arrows in the figure). Therefore, the lights L103a and L103b are transmitted through the polarizing glass 16, reflected by the reflecting plates 36a and 36b in order, and then transmitted again through the polarizing glass 16 and emitted as the lights L104a and L104b shown on the upper side of FIG. .

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 Faraday rotator 20, and the light L104b is incident on the magnetic domain A (fourth Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. Here, the magnetic domain B where the light L104a is incident is formed in the same region as the magnetic domain B where the light L102a is incident, and the magnetic domain A where the light L104b is incident is formed in a region different from the magnetic domain A where the light L102b is incident. Has been. As shown in the upper side of FIG. 21B, the light L104a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L105a whose polarization orientation is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L104b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L105b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. The lights L105a and L105b are incident on the birefringent plate 17, the light L105a passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light, and the light L105b passes through the birefringent plate 17 as ordinary light. As shown in the upper side of FIG. 21A, the light L105a is offset in the −X direction and combined with the light L105b, and is emitted from the birefringent plate 17 as light L106. The light L106 enters the light exit port P2 and exits to the outside.

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L113aL113b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 birefringent plate 17. The light L111 is separated into the ordinary light L112a and the extraordinary light L112b shifted in the + X direction as shown in the upper side of FIG. The ordinary light component light L 112 a is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L 112 b is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. As shown in the upper side of FIG. 22 (c), the light L112a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L113a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L112b is polarized direction. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L113b rotated 45 ° counterclockwise. As a result, the polarization directions of the lights L113a and L113b are perpendicular to the transmission axis of the polarizing glass 16. Therefore, both the light L113a and L113b are absorbed by the polarizing glass 16 and do not pass through the polarizing glass 16.

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 polarizing glass 16 due to a manufacturing error of the Faraday rotator 20, an angular shift of the Faraday rotation angle accompanying a change in temperature wavelength, or an optical axis shift of the birefringent plate 17. It is possible that some of the light does not pass through the axis and passes through the polarizing glass 16. As shown in the lower side of FIG. 22 (c), the light L114a that has been transmitted through the polarizing glass 16, reflected by the reflecting plates 36b and 36a, and again transmitted through the polarizing glass 16 is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, Similarly, the light L <b> 114 b again transmitted through the polarizing glass 16 enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. As shown in the lower side of FIG. 22B, the light L114a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L115a whose polarization direction is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L114b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L115b whose azimuth is rotated 45 ° counterclockwise. The lights L115a and L115b are respectively incident on the birefringent plate 17, the light L115a passes through the birefringent plate 17 as ordinary light, and the light L115b passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light. As shown in the lower side of FIG. 22A, the light L115a is emitted from the birefringent plate 17 as the light L116a without being misaligned, and the light L115b is misaligned in the −X direction as the light L116b. Emanates from. Neither the light L116a nor L116b is incident on the light incident port P1. Therefore, even if a part of the light passes through the polarizing glass 16, the transmitted light does not enter the light incident port P1. Thus, it can be seen that the reflective optical isolator 4 of the present embodiment functions as a two-stage optical isolator.

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 optical isolator 4 can be configured using three optical elements (one birefringent plate 17, one Faraday rotator 20, and one polarizing glass 16). Therefore, according to the present embodiment, the element configuration of the reflective optical isolator 4 is simplified, and miniaturization and cost reduction are facilitated. Compared with the reflection type optical isolator 2 according to the third embodiment, two reflection plates 36a and 36b for performing two-surface reflection are required, but the number of birefringence plates is one. Further, since the incident / exit angles of the light incident / exited from the ports P1, P2 with respect to the birefringent plate 17 are substantially equal, the optical fibers 41, 42 can be disposed substantially parallel to each other. Therefore, the reflective optical isolator 4 can be further reduced in size. Further, the reflection type optical isolator 4 according to the present embodiment has a two-stage configuration although the element configuration is simple. For this reason, the reflection type optical isolator 4 having high isolation characteristics can be realized.

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 birefringent plate 17 as ordinary light passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light when reflected by the reflecting plates 36a and 36b and returns to the birefringent plate 17 as anomalous. The light that has passed as light passes through the birefringent plate 17 as ordinary light when returning by being reflected by the reflecting plates 36a and 36b. Further, after passing through the Faraday rotator 20 and before being reflected by the reflectors 36a and 36b and entering the Faraday rotator 20 again, the polarization directions of the two separated lights are the same. Therefore, according to this embodiment, the PMD value can be made extremely small, and the polarization-independent reflection type optical isolator 4 can be realized.

〔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 optical circulator 5 is connected to four optical fibers 41, 42, 43, 44. Each optical fiber 41, 42, 43, 44 is disposed in a plane parallel to the XZ plane, and is disposed substantially parallel to each other. The optical fiber 43 is arranged on the most + X side, and the optical fibers 41, 42, 44 are arranged in this order at equal intervals, for example, on the −X side of the optical fiber 43. The ends of the optical fibers 41, 42, 43, and 44 on the −Z side are indicated by four light input / output ports P1, P2, P3, and P4 (in the drawing, numbers (1) to (4), respectively). )It has become. Lenses 51, 52, 53, and 54 are fused to the + Z side ends of the optical fibers 41, 42, 43, and 44, respectively. The optical fiber 41 and the lens 51 are integrated with each other and function as an optical fiber with a lens. Similarly, the optical fibers 42, 43, 44 and the lenses 52, 53, 54 are integrated with each other to function as an optical fiber with a lens.

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 birefringent plate 17 is disposed in the + Z direction of the lenses 51, 52, 53, and 54. The birefringent plate 17 has an optical axis OA that is parallel to a direction inclined 45 ° counterclockwise with respect to the Y axis when viewed in the −Y direction.

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 Faraday rotator 20 is disposed in the + Z direction of the birefringent plate 17. Although not shown, a permanent magnet that applies a magnetic field having a predetermined distribution to the Faraday rotator 20 is disposed, for example, adjacent to the Faraday rotator 20. A seven-domain structure is formed in the Faraday rotator 20 by a magnetic field applied by a permanent magnet. Light that has entered through the light incident / exit port P1 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as extraordinary light passes through the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on A. Light that has entered through the light incident / exit port P2 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as abnormal light passes through the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on B. Light that has entered through the light incident / exit port P3 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as extraordinary light is in the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on A. Light that has entered through the light incident / exit port P4 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as abnormal light passes through the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on B.

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 birefringent plate 19 is disposed in the + Z direction of the Faraday rotator 20. The optical axis OA of the birefringent plate 19 is parallel to a plane inclined by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. In the + Z direction of the birefringent plate 19, reflecting plates 36a and 36b that change the optical path by two-surface reflection are arranged.

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 optical circulator 5 is viewed in the −Z direction. FIG. 24A to FIG. 26A show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z1 on the −Z side of the birefringent plate 17 as shown in FIG. FIG. 24 to FIG. 26B show the polarization state of the light on the light incident / exit surface Z2 on the + Z side of the birefringent plate 17. FIG. 24 to FIG. 26C show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z <b> 3 on the −Z side of the birefringent plate 19. FIG. 24 to FIG. 26 (d) show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z 4 on the + Z side of the birefringent plate 19. 24 to 26, for easy understanding, the birefringent plate 17, the Faraday rotator 20, and the birefringent plate 19 are viewed in the −Z direction, and the reflecting plates 36a and 36b are disposed in the −Y direction. It is schematically shown together with the seen state.

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 birefringent plate 17. As shown on the left side of FIG. 24B, the light L121 is separated into the ordinary light L122a and the extraordinary light L122b shifted in the + X direction and emitted from the birefringent plate 17. The ordinary light component light L 122 a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L 122 b is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. For example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is + 45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is −45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. As shown on the left side of FIG. 24C, the light L122a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L123a whose polarization direction is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L122b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L123b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. Thereby, the polarization azimuth | direction of light L123a, L123b becomes perpendicular | vertical to the plane formed by the straight line parallel to the advancing direction of light L123a, L123b, and the straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 19 intersecting. Lights L123a and L123b are incident on one surface of the birefringent plate 19 as ordinary light, and as shown on the left side of FIG. 24 (d), light L124a and L124b are transmitted from the other surface of the birefringent plate 19 without being misaligned. Exit. The lights L124a and L124b are reflected by the reflecting plates 36a and 36b, and enter the other surface of the birefringent plate 19 as light L125a and L125b whose optical paths are changed, respectively, as shown on the right side of FIG.

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 birefringent plate 19 without being misaligned. The light L 126 a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the light L 126 b is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. Here, the magnetic domain B where the light L126a is incident is formed in the same region as the magnetic domain B where the light L122a is incident, and the magnetic domain A where the light L126b is incident is formed in a region different from the magnetic domain A where the light L122b is incident. Has been. As shown on the right side of FIG. 24 (b), the light L126a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L127a rotated 45 ° counterclockwise with respect to the Z axis when the polarization direction is seen in the −Z direction, and the light L126b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L127b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. The lights L127a and L127b respectively enter the birefringent plate 17, the light L127a passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light, and the light L127b passes through the birefringent plate 17 as ordinary light. As shown on the right side of FIG. 24A, the light L127a is offset in the −X direction and combined with the light L127b, and is emitted from the birefringent plate 17 as light L128. The light L128 enters the light incident / exit port P2 and exits to the outside.

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 birefringent plate 17. As shown on the right side of FIG. 25 (b), the light L 131 is separated into the ordinary light L 132 a and the extraordinary light L 132 b shifted in the + X direction, and is emitted from the birefringent plate 17. The ordinary light component light L 132 a is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L 132 b is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. As shown on the right side of FIG. 25 (c), the light L132a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L133a rotated in the clockwise direction by 45 ° with respect to the Z axis as viewed in the −Z direction, and the light L132b is polarized. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L133b rotated 45 ° counterclockwise. Thereby, the polarization directions of the lights L133a and L133b are parallel to a plane formed by intersecting a straight line parallel to the traveling direction of the lights L133a and L133b and a straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 19. The lights L133a and L133b are incident on one surface of the birefringent plate 19 as extraordinary light, and are offset in both the −X and + Y directions as shown on the right side of FIG. 19 is emitted as light L134a and L134b from the other surface. The lights L134a and L134b are reflected by the reflecting plates 36b and 36a, and enter the other surface of the birefringent plate 19 as the lights L135a and L135b whose optical paths are changed, respectively, as shown on the left side of FIG.

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 birefringent plate 19. The light L136a is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and the light L136b is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. Here, the magnetic domain A in which the light L136a is incident is formed in a region different from the magnetic domain A in which the light L132a is incident, and the magnetic domain B in which the light L136b is incident is in a region different from the magnetic domain B in which the light L132b is incident. Is formed. As shown on the left side of FIG. 25 (b), the light L136a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L137a rotated in the clockwise direction by 45 ° with respect to the Z axis as viewed in the −Z direction, and the light L136b is polarized. Is emitted from the Faraday rotator 20 as light L137b rotated 45 ° counterclockwise. The lights L137a and L137b are incident on the birefringent plate 17, respectively, the light L137a passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light, and the light L137b passes through the birefringent plate 17 as ordinary light. As shown on the left side of FIG. 25A, the light L137a is shifted in the -X direction and combined with the light L137b, and is emitted from the birefringent plate 17 as light L138. The light L138 enters the light incident / exit port P3 disposed next to the light incident / exit port P1 and exits to the outside.

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 birefringent plate 17. As shown on the left side of FIG. 26B, the light L141 is separated into the ordinary light L142a and the extraordinary light L142b shifted in the + X direction and emitted from the birefringent plate 17. The ordinary light component light L 142 a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L 142 b is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. As shown on the left side of FIG. 26 (c), the light L142a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L143a whose polarization orientation is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L142b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L143b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. Thereby, the polarization directions of the lights L143a and L143b are perpendicular to a plane formed by intersecting a straight line parallel to the traveling direction of the lights L143a and L143b and a straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 19. Lights L143a and L143b are incident on one surface of the birefringent plate 19 as ordinary light, and light L144a and L144b are transmitted from the other surface of the birefringent plate 19 as shown on the left side of FIG. Exit. The lights L144a and L144b are reflected by the reflecting plates 36a and 36b, and enter the other surface of the birefringent plate 19 as light L145a and L145b whose optical paths are changed as shown on the right side of FIG.

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 birefringent plate 19 without being misaligned. The light L146a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the light L146b is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. Here, the magnetic domain B in which the light L146a is incident is formed in a region different from the magnetic domain B in which the light L142a is incident, and the magnetic domain A in which the light L146b is incident is in a region different from the magnetic domain A in which the light L142b is incident. Is formed. As shown on the right side of FIG. 26B, the light L146a is emitted from the Faraday rotator 20 as light L147a whose polarization direction is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and the light L146b is polarized. The light is emitted from the Faraday rotator 20 as light L147b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise. The lights L147a and L147b are respectively incident on the birefringent plate 17, the light L147a passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light, and the light L147b passes through the birefringent plate 17 as ordinary light. As shown on the right side of FIG. 26A, the light L147a is shifted in the -X direction and combined with the light L147b, and is emitted from the birefringent plate 17 as light L148. The light L148 enters the light incident / exit port P4 disposed next to the light incident / exit port P2, and exits to the outside.

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 optical circulator 5 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 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、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 optical circulator 5 can be configured using three optical elements (two birefringent plates 17 and 19 and one Faraday rotator 20). Therefore, according to the present embodiment, the element configuration of the reflection type optical circulator 5 becomes extremely simple, and it is easy to reduce the size and the price. Further, since the optical fibers 41, 42, 43, and 44 can be arranged in parallel and in the same plane, it is possible to form an array in which a plurality of reflective optical circulators 5 are arranged adjacent to each other in the ± Y direction, for example.

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 optical circulator 5 according to the present embodiment has a configuration connected to the four light incident / exit ports P1 to P4, but is connected to three or more light incident / exit ports. It may be a configuration. For example, in the configuration connected to three light incident / exit ports, the Faraday rotator 20 may have a five-domain structure.

〔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 optical fibers 41, 42, 43, 44. As in the fifth embodiment, the optical fibers 41, 42, 43, and 44 are arranged in a plane parallel to the XZ plane and are arranged substantially parallel to each other. The optical fiber 43 is arranged on the most + X side, and the optical fibers 41, 42, 44 are arranged in this order at equal intervals, for example, on the −X side of the optical fiber 43. The ends of the optical fibers 41, 42, 43, and 44 on the −Z side are indicated by four light input / output ports P1, P2, P3, and P4 (in the drawing, numbers (1) to (4), respectively). )It has become. Lenses 51, 52, 53, and 54 are fused to the + Z side ends of the optical fibers 41, 42, 43, and 44, respectively.

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 birefringent plate 17 is disposed in the + Z direction of the lenses 51, 52, 53, and 54. The birefringent plate 17 has an optical axis OA parallel to a direction tilted 45 ° counterclockwise about the Y axis when viewed in the −Y direction (in FIG. 27, the direction of the optical axis OA is a double-headed arrow). ).

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 Faraday rotator 20 is disposed in the + Z direction of the birefringent plate 17. The Faraday rotator 20 has a seven-domain structure formed by a magnetic field applied by a permanent magnet (not shown). Light that has entered through the light incident / exit port P1 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as extraordinary light passes through the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on A. Light that has entered through the light incident / exit port P2 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as abnormal light passes through the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on B. Light that has entered through the light incident / exit port P3 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as extraordinary light is in the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on A. Light that has entered through the light incident / exit port P4 and passed through the birefringent plate 17 as ordinary light enters the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and light that has passed through the birefringent plate 17 as abnormal light passes through the magnetic domain of the Faraday rotator 20. It is incident on B.

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-wave plate 25 is disposed in the + Z direction of the Faraday rotator 20. The half-wave plate 25 is disposed so as to rotate the polarization azimuth of the light incident in the + Z direction by 45 ° clockwise as viewed in the −Z direction. A birefringent plate 27 is disposed in the + Z direction of the half-wave plate 25. The birefringent plate 27 has an optical axis OA that is parallel to a direction tilted 45 ° clockwise with respect to the Y axis when viewed in the −Y direction. For the birefringent plate 27, an element having the same specifications as the birefringent plate 17 is used. In the + Z direction of the birefringent plate 27, reflecting plates 36a and 36b that change the optical path by two-surface reflection are arranged.

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 birefringent plate 17, as shown in FIG. FIG. 28 to FIG. 30B show the polarization state of light on the light incident / exit surface Z2 on the + Z side of the birefringent plate 17. FIG. 28 to FIG. 30C show the polarization state of the light on the light incident / exit surface Z3 on the −Z side of the birefringent plate 27. FIG. (D) of FIG. 28 thru | or FIG. 30 has shown the polarization state of the light in the light entrance / exit surface Z4 of the + Z side of the birefringent plate 27. FIG. 28 to 30, for easy understanding, a state in which the birefringent plate 17, the Faraday rotator 20, the half-wave plate 25, and the birefringent plate 27 are viewed in the −Z direction, and the reflecting plate 36 a. , 36b are schematically illustrated together with the state when viewed in the -Y direction.

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 birefringent plate 17. As shown on the left side of FIG. 28 (b), the light L 151 is separated into the ordinary light L 152 a and the extraordinary light L 152 b shifted in the + X direction and emitted from the birefringent plate 17. The ordinary light component light L152a is incident on the magnetic domain B (first Faraday rotator) of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L152b is incident on the magnetic domain A (second Faraday rotator) of the Faraday rotator 20. . For example, the Faraday rotation angle of the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 is + 45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and the Faraday rotation angle of the magnetic domain B is −45 ° with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction. The light L152a is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 25, and the light L152a is shown in FIG. As shown on the left side of), the light is emitted as light L153a whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. The light L152b is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 25 and has a polarization direction of −Z. The light L153b is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the direction. Thereby, the polarization directions of the lights L153a and L153b are perpendicular to a plane formed by intersecting a straight line parallel to the traveling direction of the light L153a and L153b and a straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 27. Lights L153a and L153b are incident on one surface of the birefringent plate 27 as ordinary light, and light L154a and L154b are transmitted from the other surface of the birefringent plate 27 without being misaligned as shown on the left side of FIG. Exit. The lights L154a and L154b are reflected by the reflecting plates 36a and 36b, and enter the other surface of the birefringent plate 27 as the lights L155a and L155b whose optical paths are changed as shown on the right side of FIG.

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 birefringent plate 27 without being misaligned, and enter the half-wave plate 25. The light L156a is emitted from the half-wave plate 25 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and further enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. As shown on the right side of FIG. 28 (b), the light is emitted as light L157a whose polarization direction is rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. The light L156b is emitted from the half-wave plate 25 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 to be polarized. The light is emitted as light L157b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. Here, the magnetic domain B where the light L156a is incident is formed in the same region as the magnetic domain B where the light L152a is incident, and the magnetic domain A where the light L156b is incident is formed in a region different from the magnetic domain A where the light L152b is incident. Has been. The lights L157a and L157b respectively enter the birefringent plate 17, the light L157a passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light, and the light L157b passes through the birefringent plate 17 as ordinary light. As shown on the right side of FIG. 28A, the light L157a is shifted in the -X direction and combined with the light L157b, and is emitted from the birefringent plate 17 as light L158. The light L158 enters the light incident / exit port P2 and exits to the outside.

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 birefringent plate 17. As shown on the right side of FIG. 29B, the light L161 is separated into ordinary light L162a and extraordinary light L162b shifted in the + X direction, and is emitted from the birefringent plate 17. The ordinary light component light L 162 a is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20, and the abnormal light component light L 162 b is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20. The light L162a is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 25 as shown in FIG. As shown on the right side, the light is emitted as light L163a whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. The light L162b is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 25 and has a polarization direction of − It is emitted as light L163b rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the Z direction. Thereby, the polarization directions of the lights L163a and L163b are parallel to a plane formed by intersecting a straight line parallel to the traveling direction of the lights L163a and L163b and a straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 27. Lights L163a and L163b are incident on one surface of the birefringent plate 27 as extraordinary light, and are shifted from the other surface of the birefringent plate 27 with an axis offset in the −X direction, as shown on the right side of FIG. The light is emitted as L164a and L164b. The lights L164a and L164b are reflected by the reflecting plates 36b and 36a, and enter the other surface of the birefringent plate 27 as the lights L165a and L165b whose optical paths are changed as shown on the left side of FIG.

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 birefringent plate 27 and enter the half-wave plate 25. To do. The light L166a is emitted from the half-wave plate 25 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. As shown on the left side of 29 (b), the polarization azimuth is emitted as light L167a rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. The light L166b is emitted from the half-wave plate 25 as light whose polarization orientation is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20 to be polarized. The light is emitted as light L167b whose azimuth is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. Here, the magnetic domain A in which the light L166a is incident is formed in a region different from the magnetic domain A in which the light L162a is incident, and the magnetic domain B in which the light L166b is incident is in a region different from the magnetic domain B in which the light L162b is incident. Is formed. The lights L167a and L167b respectively enter the birefringent plate 17, the light L167a passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light, and the light L167b passes through the birefringent plate 17 as ordinary light. As shown on the left side of FIG. 29A, the light L167a is shifted in the -X direction and combined with the light L167b, and is emitted from the birefringent plate 17 as light L168. The light L168 is incident on the light incident / exit port P3 arranged next to the light incident / exit port P1, and is emitted to the outside.

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 birefringent plate 17. As shown on the left side of FIG. 30 (b), the light L 171 is separated into ordinary light L 172 a and extraordinary light L 172 b shifted in the + X direction and emitted from the birefringent plate 17. The ordinary light component light L 172 a is incident on the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, and the extraordinary light component light L 172 b is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20. The light L172a is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization orientation is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 25, and the light L172a in FIG. As shown on the left side of (), the light is emitted as light L173a whose polarization direction is rotated by 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the -Z direction. The light L172b is emitted from the Faraday rotator 20 as light whose polarization orientation is rotated by 45 ° clockwise with respect to the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the half-wave plate 25 and has a polarization orientation of −Z. It is emitted as light L173b rotated 45 degrees clockwise about the Z axis when viewed in the direction. Thereby, the polarization directions of the lights L173a and L173b are perpendicular to a plane formed by intersecting a straight line parallel to the traveling direction of the lights L173a and L173b and a straight line parallel to the optical axis of the birefringent plate 27. Lights L173a and L173b are incident on one surface of the birefringent plate 27 as ordinary light, and light L174a and L174b are transmitted from the other surface of the birefringent plate 27 as shown on the left side of FIG. Exit. The lights L174a and L174b are reflected by the reflecting plates 36a and 36b, and enter the other surface of the birefringent plate 27 as the lights L175a and L175b whose optical paths are changed as shown on the right side of FIG.

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 birefringent plate 27 without being misaligned, and enter the half-wave plate 25. The light L176a is emitted from the half-wave plate 25 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z-axis when viewed in the −Z direction, and further enters the magnetic domain B of the Faraday rotator 20, As shown on the right side of 30 (b), the polarization direction is emitted as light L177a rotated 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. The light L176b is emitted from the half-wave plate 25 as light whose polarization direction is rotated by 45 ° counterclockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction, and is incident on the magnetic domain A of the Faraday rotator 20 to be polarized. The light is emitted as light L177b whose azimuth is rotated 45 ° clockwise about the Z axis when viewed in the −Z direction. Here, the magnetic domain B into which the light L176a is incident is formed in a region different from the magnetic domain B into which the light L172a is incident, and the magnetic domain A into which the light L176b is incident is in a region different from the magnetic domain A into which the light L172b is incident. Is formed. Lights L177a and L177b respectively enter the birefringent plate 17, the light L177a passes through the birefringent plate 17 as extraordinary light, and the light L177b passes through the birefringent plate 17 as ordinary light. As shown on the right side of FIG. 30A, the light L177a is offset in the −X direction and combined with the light L177b, and is emitted from the birefringent plate 17 as light L178. The light L178 enters the light incident / exit port P4 disposed next to the light incident / exit port P2, and exits to the outside.

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 birefringent plates 17 and 27, one Faraday rotator 20, and one half-wave plate 25). it can. The reflection-type optical circulator 6 is an element having the same specifications as the two birefringence plates 17 and 27, although a half-wave plate 25 is newly required as compared with the reflection-type optical circulator 5 according to the fifth embodiment. Can be used. Therefore, according to the present embodiment, the element configuration of the reflective optical circulator 6 becomes extremely simple, and it is easy to reduce the size and the cost. Further, since the optical fibers 41, 42, 43, and 44 can be arranged in parallel and in the same plane, it is possible to form an array in which a plurality of reflective optical circulators 6 are arranged adjacent to each other in the ± Y direction, for example.

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 optical circulator 5 according to the present embodiment has a configuration connected to the four light incident / exit ports P1 to P4, but is connected to three or more light incident / exit ports. It may be a configuration. For example, in the configuration connected to three light incident / exit ports, the Faraday rotator 20 may have a five-domain structure.

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 optical circulators 1, 1 ', 5, 6 and the reflection type optical isolators 2, 4 are exemplified as the reflection type optical components. However, the present invention is not limited to this, and the Faraday rotation is not limited thereto. It can also be applied to an optical switch by adding a mechanism for reversing the magnetization of the child 20.

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 lenses 51, 52, 53, 54 are provided between the optical fibers 41, 42, 43, 44 and the birefringent plates 11, 12 (or 14, 14 ′). However, the lens 51, 52, 53, 54 may not be provided, and the surface of the reflecting mirror on which the reflecting film 30 is formed may be formed in a spherical shape to have a lens function. In addition, the reflecting mirror may have a lens function and the lenses 51, 52, 53, and 54 may be provided together.

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 permanent magnets 61 and 62, but the latching type Faraday rotator 20 is manufactured using a material having a relatively high holding force. By forming a two-domain structure in advance, the reflective optical circulator and the reflective optical isolator may be configured without using the permanent magnets 61 and 62. In this case, for example, as shown in FIG. 1B, permanent magnets 61 and 62 are arranged in the vicinity of the Faraday rotator 20 to form a two-domain structure, and then the permanent magnets 61 and 62 are removed. As a result, the permanent magnets 61 and 62 are not required, and the reflective optical circulator and the reflective optical isolator can be greatly reduced in size.

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.

本発明の第1の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the reflection type optical component by the 1st Embodiment of this invention. 小型化が可能なレンズの構成の例を示す図である。It is a figure which shows the example of a structure of the lens which can be reduced in size. 複屈折板の光学軸について説明する図である。It is a figure explaining the optical axis of a birefringent plate. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 本発明の第2の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the reflection type optical component by the 2nd Embodiment of this invention. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 本発明の第2の実施の形態による反射型光部品の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the reflection type optical component by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第2の実施の形態による反射型光部品の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the reflection type optical component by the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the reflection type optical component by the 3rd Embodiment of this invention. 反射型光アイソレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical isolator. 反射型光アイソレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical isolator. 本発明の第3の実施の形態による反射型光部品に生じ得る問題を説明する図である。It is a figure explaining the problem which may arise in the reflection type optical component by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態による反射型光部品に生じ得る問題を説明する図である。It is a figure explaining the problem which may arise in the reflection type optical component by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態による反射型光部品の変形例を示す図である。It is a figure which shows the modification of the reflection type optical component by the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the reflection type optical component by the 4th Embodiment of this invention. 本発明の第4の実施の形態による反射型光部品のファラデー回転子及び永久磁石の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the Faraday rotator and permanent magnet of the reflection type optical component by the 4th Embodiment of this invention. 反射型光アイソレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical isolator. 反射型光アイソレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical isolator. 本発明の第5の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the reflection type optical component by the 5th Embodiment of this invention. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 本発明の第6の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the structure of the reflection type optical component by the 6th Embodiment of this invention. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。It is a figure which shows the polarization state of the light which passes each optical element which comprises a reflection type optical circulator. 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す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional reflection type optical circulator described in patent document 1. FIG. 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す図である。It is a figure which shows the structure of the other conventional reflection type optical circulator described in patent document 1. FIG. 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す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional reflection type optical circulator described in patent document 2. FIG. 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す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional reflection type optical circulator described in patent document 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

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 optical circulator 2, 2 ′, 2 ″, 4 Reflective optical isolator 11, 12, 13, 14, 14 ′, 15, 17, 19, 27 Birefringent plate 11a Emitting surface 16 Polarizing glass 18 Wedge birefringent crystal 20 Faraday rotator 22, 23, 24, 25 Half wave plate 30 Reflecting film 32 Two-sided reflector 34 Lens 36 Reflecting mirrors 36a, 36b Reflecting plates 40, 41, 42, 43, 44 Optical fibers 50, 71, 72, 73, 74 GI lens 50a End surfaces 51, 52, 53, 54 Lens 55 Ball lenses 61, 62, 63, 64, 65 Permanent magnets P1, P2, P3, P4 Light incident / exit port

Claims (22)

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 .
請求項1記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
請求項1又は2に記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
請求項3記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
請求項3又は4に記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
請求項1又は2に記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
請求項記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
請求項3乃至のいずれか1項に記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
請求項3乃至のいずれか1項に記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
請求項1又は2に記載の反射型光サーキュレータであって、
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.
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、  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;
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:
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、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;
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:
請求項11又は12に記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to claim 11 or 12,
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.
請求項11乃至13のいずれか1項に記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to any one of claims 11 to 13,
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.
請求項14記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to claim 14, wherein
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.
請求項14又は15に記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to claim 14 or 15,
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.
請求項12記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to claim 12,
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.
請求項11乃至13のいずれか1項に記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to any one of claims 11 to 13,
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.
請求項18記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to claim 18, wherein
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.
請求項14乃至19のいずれか1項に記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to any one of claims 14 to 19,
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.
請求項14乃至19のいずれか1項に記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to any one of claims 14 to 19,
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.
請求項11乃至13のいずれか1項に記載の反射型光アイソレータであって、The reflective optical isolator according to any one of claims 11 to 13,
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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