(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の複屈折テーパ板と第１の４５度ファラデー回転子と第２の複屈折テーパ板とがこの順序で配設されてなる第１の光アイソレータユニットと、第３の複屈折テーパ板と第２の４５度ファラデー回転子と第４の複屈折テーパ板とがこの順序で配設されてなる第２の光アイソレータユニットとを光の進行方向に対して直列に並べて、かつ第２の複屈折テーパ板の光軸と第３の複屈折テーパ板の光軸とが互いに９０度ずれてなる２段型の光アイソレータにおいて、第１及び第２の複屈折テーパ板の光軸をテーパの等厚線に対して２２．５度傾斜させ、第３の複屈折テーパ板の光軸をテーパの等厚線に対して平行に、かつ第４の複屈折テーパ板の光軸をテーパの等厚線に対して４５度傾斜させると共に、第１及び第２の複屈折テーパ板の傾斜面を互いに平行になるように向けて互いの光軸を４５度ずらし、また第３及び第４の複屈折テーパ板の傾斜面も平行になるように向けて互いの光軸を４５度ずらし、上記第１と第２の複屈折テーパ板間及び第３と第４の複屈折テーパ板間にそれぞれ４５度ファラデー回転子を介装し、更に、第１の光アイソレータユニットと第２の光アイソレータユニットにおいて、傾斜面が互いに平行になるように配設した第１及び第２の複屈折テーパ板の該傾斜方向と、傾斜面が互いに平行になるように配設した第３及び第４の複屈折テーパ板の該傾斜方向とを６７．５度ずらして配置させたことを特徴とする光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏波無依存型光アイソレータに係り、特に高いアイソレーション特性が得られる２段型偏波無依存型光アイソレータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複屈折テーパ板を用いた２段型の光アイソレータとしては、例えば特許公報第１３９３８４３号に、第１の複屈折テーパ板と第２の複屈折テーパ板との間に第１の４５度ファラデー回転子を配設した光アイソレータユニットと、第３の複屈折テーパ板と第４の複屈折テーパ板との間に第２の４５度ファラデー回転子を配設した光アイソレータユニットとを直列に並べてなる光アイソレータにおいて、第１及び第２の複屈折テーパ板の傾斜方向と第３及び第４の複屈折テーパ板の傾斜方向とを９０度ずらした構成の光アイソレータが開示されている。これにより、高いアイソレーションを与える光アイソレータが提供できる。その後、特開平１−１０５９０８号公報に、第１及び第２の偏光分離素子（複屈折テーパ板を含む）の間に第１の４５度ファラデー回転子を配設した光アイソレータユニットと、第３及び第４の偏光分離素子の間に第２の４５度ファラデー回転子を配設した光アイソレータユニットとを直列に並べてなる光アイソレータにおいて、第２と第３の偏光分離素子の光軸を９０度ずらした構成の光アイソレータが開示され、一段と高いアイソレーション特性等が得られるようになった。更に、これらの構成を組み合わせることにより、特許公報第２７４７７７５号に開示されているように、ＰＭＤ特性の改善等が行われた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このように、これら２段型の光アイソレータの場合、第１の光アイソレータユニットと第２の光アイソレータユニットのぞれそれの複屈折テーパ板の傾斜方向を９０度ずらすことが最も高いアイソレーション特性が得られるとして、前記構成が採用されているが、この際、補償板等を使用していないため、順方向の信号光の常光と異常光との分離距離が大きくなってしまい、ファイバから出射されレンズにてコリメートされた信号光が、光アイソレータを透過後に再びレンズで絞られ、ファイバに入射する際に過剰損失が生じてしまっていた。
【０００４】
従って、本発明は、かかる問題を解決し、高いアイソレーション特性を有すると共に、ＰＭＤ特性を有し、しかも過剰損失を低減した光アイソレータを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を行った結果、第１の複屈折テーパ板と第１の４５度ファラデー回転子と第２の複屈折テーパ板とがこの順序で配設されてなる第１の光アイソレータユニットと、第３の複屈折テーパ板と第２の４５度ファラデー回転子と第４の複屈折テーパ板とがこの順序で配設されてなる第２の光アイソレータユニットとを光の進行方向に対して直列に並べて、かつ第２の複屈折テーパ板の光軸と第３の複屈折テーパ板の光軸とが互いに９０度ずれてなる２段型の光アイソレータにおいて、第１及び第２の複屈折テーパ板の傾斜方向と第３及び第４の複屈折テーパ板の傾斜方向とを互いに６７．５度ずらした光アイソレータが、高いアイソレーション特性並びにＰＭＤ特性を維持しつつ、かつ前記過剰損失を低減させられることを知見し、本発明をなすに至った。
従って、本発明は、第１の複屈折テーパ板と第１の４５度ファラデー回転子と第２の複屈折テーパ板とがこの順序で配設されてなる第１の光アイソレータユニットと、第３の複屈折テーパ板と第２の４５度ファラデー回転子と第４の複屈折テーパ板とがこの順序で配設されてなる第２の光アイソレータユニットとを光の進行方向に対して直列に並べて、かつ第２の複屈折テーパ板の光軸と第３の複屈折テーパ板の光軸とが互いに９０度ずれてなる２段型の光アイソレータにおいて、第１及び第２の複屈折テーパ板の光軸をテーパの等厚線に対して２２．５度傾斜させ、第３の複屈折テーパ板の光軸をテーパの等厚線に対して平行に、かつ第４の複屈折テーパ板の光軸をテーパの等厚線に対して４５度傾斜させると共に、第１及び第２の複屈折テーパ板の傾斜面を互いに平行になるように向けて互いの光軸を４５度ずらし、また第３及び第４の複屈折テーパ板の傾斜面も平行になるように向けて互いの光軸を４５度ずらし、上記第１と第２の複屈折テーパ板間及び第３と第４の複屈折テーパ板間にそれぞれ４５度ファラデー回転子を介装し、更に、第１の光アイソレータユニットと第２の光アイソレータユニットにおいて、傾斜面が互いに平行になるように配設した第１及び第２の複屈折テーパ板の該傾斜方向と、傾斜面が互いに平行になるように配設した第３及び第４の複屈折テーパ板の該傾斜方向とを６７．５度ずらして配置させたことを特徴とする光アイソレータを提供する。
【０００６】
本発明の光アイソレータは、第２及び第３の複屈折テーパ板の光学軸が互いに９０度ずれているため、第２の複屈折テーパ板から出射した光のうち、常光は第３の複屈折テーパ板には異常光として入射し、異常光は逆に常光として入射する。このため、第１の光アイソレータユニット中で生じる常光と異常光との伝達時間差が、第２の光アイソレータユニット中でちょうどキャンセルされるために、ＰＭＤが著しく小さい。この状態で、第１の光アイソレータユニットと第２の光アイソレータユニットのそれぞれの複屈折テーパ板の傾斜方向を６７．５度にすると、最もアイソレーション特性のよい９０度ずれのときと比べ、遜色のないアイソレーション特性を維持しつつ、かつ９０度ずれのときよりも第２の光アイソレータユニットから出射されるときの常光と異常光との分離距離を小さく抑えられるため、ファイバに入射させる際の過剰損失をより低く抑えられる。
【０００７】
【発明の実施の形態及び実施例】
本発明の２段型偏波無依存型光アイソレータは、図１にその一例を示したように、第１の複屈折テーパ板１と第１の４５度ファラデー回転子２と第２の複屈折テーパ板３とをこの順序で配設した第１の光アイソレータユニットＡと、第３の複屈折テーパ板１１と第２の４５度ファラデー回転子１２と第４の複屈折テーパ板１３とをこの順序で配設した第２の光アイソレータユニットＢとを光の進行方向に対して同軸上に直列に配置したものである。
【０００８】
本発明は、かかる光アイソレータにおいて、第２の複屈折テーパ板３の光軸と第３の複屈折テーパ板１１の光軸とを互いに９０度ずらすと共に、第１及び第２の複屈折テーパ板１，３の傾斜方向と第３及び第４の複屈折テーパ板１１，１３の傾斜方向とを互いに６７．５度ずらしたものである。
【０００９】
ここで、図１の例では、第１及び第２の複屈折テーパ板１，３の光軸はテーパの等厚線に対して２２．５度傾斜しており、第３の複屈折テーパ板１１の光軸はテーパの等厚線に対して平行になっており、第４の複屈折テーパ板１３の光軸はテーパの等厚線に対して４５度傾斜している。
【００１０】
そして、第１及び第２の複屈折テーパ板１，３の傾斜面を互いに平行になるように向けると、それぞれ等厚線に対して＋２２．５度、−２２．５度光軸が傾斜するため、互いの光軸は４５度ずれる。また、第３及び第４の複屈折テーパ板１１，１３も同様に傾斜面が互いに平行になるように外側に向けても、それぞれ等厚線に対して−４５度、０度光軸が傾斜しているので、互いの光軸は４５度ずれる。そこで、これら複屈折テーパ板１，３及び１１，１３間にそれぞれ４５度ファラデー回転子２及び１２を介装することにより、常光は常光として、異常光は異常光としてそれぞれの光アイソレータユニット内を透過することになる。
【００１１】
更に、第１の光アイソレータユニットＡと第２の光アイソレータユニットＢにおいて、傾斜面が互いに平行になるように配設した第１及び第２の複屈折テーパ板１，３の該傾斜方向と、同様に傾斜面が互いに平行になるように配設した第３及び第４の複屈折テーパ板１１，１３の該傾斜方向とを６７．５度ずらして配置させることにより、第２の複屈折テーパ板３の光軸と第３の複屈折テーパ板１１の光軸とが９０度ずれるため、第１の光アイソレータユニットＡで常光として透過した信号光は第２の光アイソレータユニットＢでは異常光として透過し、逆に異常光であった信号光は常光として透過するため、ＰＭＤはキャンセルされると共に、図３（Ａ）に示したように、信号光の互いに直交する偏波成分の光アイソレータ内を透過した後の分離距離αが小さくなるものである。
【００１２】
ここで、特許公報第２７４７７７５号に典型的に示されている従来の２段型光アイソレータは、図２に示したように、第１の光アイソレータユニットＡは図１のものと同一構成であるが、第２の光アイソレータユニットＢ’は第３及び第４の複屈折テーパ板１１’，１３’を等厚線に対して＋２２．５度光軸が傾斜したものを使用し、互いの傾斜面を平行になるように内側に向けて配設すると共に、第１の光アイソレータユニットＡと第２の光アイソレータユニットＢ’において、その複屈折テーパ板１，３及び１１’，１３’の傾斜方向を互いに９０度ずらして直列に配置したものである。この従来の光アイソレータも、第２及び第３の複屈折テーパ板３，１１’の光軸は互いに９０度ずれているため、ＰＭＤはキャンセルされるが、図３（Ｂ）に示したように、第１の光アイソレータユニットＡと第２の光アイソレータユニットＢ’において、その複屈折テーパ板１，３及び１１’，１３’の傾斜方向が９０度ずれているため、本発明の６７．５度ずれた構成よりも、信号光の互いに直交する偏波成分の光アイソレータ内を透過した後の分離距離βが大きくなるものである（α＜β）。
【００１３】
なお、本発明において、上述した構成を採用する以外は公知の構成とすることができ、複屈折テーパ板、ファラデー回転子は公知のものを用いることができる。
【００１４】
次に、実施例，比較例により、本発明の効果を具体的に示す。
〔実施例，比較例〕
複屈折テーパ板として、ルチル単結晶からなり、形状を１．６ｍｍ角×０．５ｍｍでテーパ角度を４度に加工したものを使用し、また、ファラデー回転子として、１．６ｍｍ角×０．５ｍｍに加工したビスマス置換型鉄磁性ガーネット単結晶を使用し、図１に示した光アイソレータ（実施例）及び図２に示した光アイソレータ（比較例）を作製し、その光学特性を測定、比較した。その結果を表１に示す。
【００１５】
表１の結果より、アイソレーション特性、ＰＭＤ特性、ＰＤＬ特性は実施例，比較例で同レベルであり、差はないが、挿入損失特性は６７．５度ずれた実施例の方が値が小さいものであった。
【００１６】
【表１】
0003707527.tif 000002
【００１７】
【発明の効果】
本発明の光アイソレータによれば、２段型でＰＭＤをキャンセルさせる構成の光アイソレータユニットの光学特性のうち、挿入損失特性を更に向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光アイソレータの一実施例を示す斜視図である。
【図２】従来の光アイソレータを示す斜視図である。
【図３】（Ａ）は本発明の光アイソレータの分離距離の説明図、（Ｂ）は従来の光アイソレータの分離距離の説明図である。
【符号の説明】
１    第１の複屈折テーパ板
２    第１の４５度ファラデー回転子
３    第２の複屈折テーパ板
Ａ    第１の光アイソレータユニット
１１  第３の複屈折テーパ板
１２  第２の４５度ファラデー回転子
１３  第４の複屈折テーパ板
Ｂ    第２の光アイソレータユニット
【図１】
0003707527.tif 000003
【図２】
0003707527.tif 000004
【図３】
0003707527.tif 000005