(57)【要約】【課題】小型でアイソレーション特性に優れた偏光無依存型光アイソレータを提供する。【解決手段】第１と第２のフェルール（２１ａ、２１ｂ）の間に、第１コリメートレンズ２２ａ、第１複屈折板１１ａ、第１ファラデー回転子１２ａ、第２複屈折板１３ａ、第３複屈折板１１ｂ、第２ファラデー回転子１２ｂ、第４複屈折板１３ｂ、第２コリメートレンズ２２ｂが光軸５０上に配置され、複屈折板は、一方の面が光軸と垂直な面３１で、他方が傾斜面３２で、第１と第２の複屈折板、および第３と第４の複屈折板は、垂直面側が対面し、傾斜面を下る傾斜方向（４１ａと４３ａ、４１ｂと４３ｂ）が互いに１８０°で、第２および第３の複屈折板は、傾斜方向が互いに９０°で、第１と第２のフェルールは、端面の傾斜方向（７０ａと７０ｂ）が互いに１８０°で、第１フェルールと第１複屈折板、および第４複屈折板と第２フェルールは、傾斜方向が互いに４５°である。【選択図】図３
2014137576.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前後方向に延長する光軸に沿って、前方から、入射側の光ファイバを端面にて開口させるように保持する第１のフェルール、第１のコリメートレンズ、第１の複屈折板、第１の４５°ファラデー回転子、第２の複屈折板、第３の複屈折板、第２の４５°ファラデー回転子、第４の複屈折板、第２のコリメートレンズ、出射側の光ファイバを端面にて開口させるように保持する第２のフェルールがこの順に配置されてなる偏光無依存型光アイソレータであって、
前記第１〜第４の複屈折板は、前後一方の面が前記光軸を法線方向とする垂直面で、他方の面が当該垂直面に対して所定の角度を有する傾斜面であり、
前記第１の複屈折板と第２の複屈折板、および第３の複屈折板と第４の複屈折板は、それぞれ垂直面側が対面するとともに、傾斜面を下る方向を傾斜方向として、傾斜方向が互いに１８０°となるように配置され、前記第２および第３の複屈折板は、傾斜方向が互いに９０°となるように配置され、
前記第１のフェルールと前記第２のフェルールは、前記端面が傾斜面となるように研磨されているとともに、当該傾斜面が対面しつつ、その傾斜方向が互いに１８０°となるように配置され、
前記第１のフェルールと前記第１の複屈折板、および第４の複屈折板と前記第２のフェルールは、それぞれの傾斜面の傾斜方向が互いに４５°となるように配置されている、  ことを特徴とする偏光無依存型光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に、偏光無依存型光アイソレータの小型化技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のごとく、光アイソレータは、光通信や光計測などの分野において、光源の不安定性および損傷の原因となる戻り光から光源を保護するために使用され、一方向（順方向）の光を透過させるとともに、逆方向からの光を遮断するように動作する。本発明が対象としている偏光無依存型光アイソレータは、入射光の偏光状態を問わず使用できるため汎用性が高く、例えば、光ファイバを介した光通信システムを構成する光部品の一つとして用いられている。そして、当該偏光無依存型の光アイソレータは、例えば以下の特許文献１に記載されているように、光路方向を前後方向として、二つの楔型の複屈折結晶（複屈折板）を前後に配置するとともに、その複屈折板の間に４５°ファラデー回転子を挿入した構成を基本としている。そして、一体化された一つの光部品として提供されている光アイソレータでは、普通、上記基本構成の前後にコリメータが配置されて、これら基本構成とコリメータとが一体的な筐体内に収納された構造となっている。コリメータは、光ファイバの開口端側を保持するフェルールとコリメートレンズとから構成され、光ファイバはフェルールの端面にて開口している。そして、このフェルールとコリメートレンズは、例えば、円筒状のスリーブに内に同軸に配置されている。なお、以下の特許文献２には、二つの基本構成を光路に沿って直列に配置することで、より高い逆方向損失（アイソレーション）特性を有する光アイソレータについて記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特公昭６１−５８８０９号公報
【特許文献２】特公昭６１−５８８１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献２に記載の、二つの基本構成(以下、ユニット）を直列配置した構成（２段構成）の光アイソレータでは、高いアイソレーション性能が得られる。しかし、２段構成の光アイソレータでは、二つの基本ユニットを直列配置していることから、前後の長さ方向のサイズを小さくすることが難しい。そこで、この２段ユニット構成の光アイソレータには、さらなる小型化が求められている。もちろん、長さ方向だけではなく、長さ（前後）方向に対して直交する径方向についてもより小さくすることが必要である。そして、そのためには、光アイソレータを構成する光学系や光学素子の光学特性を最適化して、入射した光ビームが光アイソレータを直線に近い光路で通過するようにすることが必要となる。
【０００５】
しかし、上述した構成の光アイソレータでは、光路の側方から複屈折素子の形状が楔型であり、その楔の斜面から光ビームが入出射するため、光軸に対して上下あるいは左右方向に屈折しながら前後方向に進行するため、原理的に径方向のサイズを小さくすることも難しい。また、光アイソレータを構成する複屈折素子やファラデー回転子の光の入出射面の面積は、常光と異常光の二つの光ビームを通すだけの面積が必要となる。もちろん、光ビームの断面は、点ではなく、ある大きさの径を有する円形であることから、一つの光ビームに対して、少なくとも2倍以上の径の面積が必要となる。このように、アイソレーション特性に優れた２段構成の光アイソレータをさらに小型化することが難しい。
【０００６】
本発明は、優れたアイソレーション特性を有しつつ、極めて小さな偏光無依存型光アイソレータを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明は、前後方向に延長する光軸に沿って、前方から、入射側の光ファイバを端面にて開口させるように保持する第１のフェルール、第１のコリメートレンズ、第１の複屈折板、第１の４５°ファラデー回転子、第２の複屈折板、第３の複屈折板、第２の４５°ファラデー回転子、第４の複屈折板、第２のコリメートレンズ、出射側の光ファイバを端面にて開口させるように保持する第２のフェルールがこの順に配置されてなる偏光無依存型光アイソレータであって、
前記第１〜第４の複屈折板は、前後一方の面が前記光軸を法線方向とする垂直面で、他方の面が当該垂直面に対して所定の角度を有する傾斜面であり、
前記第１の複屈折板と第２の複屈折板、および第３の複屈折板と第４の複屈折板は、それぞれ垂直面側が対面するとともに、傾斜面を下る方向を傾斜方向として、傾斜方向が互いに１８０°となるように配置され、前記第２および第３の複屈折板は、傾斜方向が互いに９０°となるように配置され、
前記第１のフェルールと前記第２のフェルールは、前記端面が傾斜面となるように研磨されているとともに、当該傾斜面が対面しつつ、その傾斜方向が互いに１８０°となるように配置され、
前記第１のフェルールと前記第１の複屈折板、および第４の複屈折板と前記第２のフェルールは、それぞれの傾斜面の傾斜方向が互いに４５°となるように配置されている、  ことを特徴とする偏光無依存型光アイソレータとしている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、優れたアイソレーション特性を有しつつ、極めて小型の偏光無依存型光アイソレータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】偏光無依存型光アイソレータの一例を示す図である。
【図２】上記光アイソレータを小型化する際の問題を説明するための図である。
【図３】本発明の実施例に係る偏光無依存型光アイソレータの構造を示す図である。
【図４】実施例に係る偏光無依存型光アイソレータの動作を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＝＝＝光アイソレータの基本的な構造＝＝＝
特許文献２に記載の２段構成の光アイソレータは、汎用性の高い偏光無依存型で、かつ高いアイソレーション特性を有している。図１に、当該２段構成の光アイソレータ１０１の概略構造を示した。当該図１は、光路を側方から見たときの各種光学素子の配置と概略形状を示している。この光アイソレータ１０１は、上述したように、二つのユニット（１０ａ、１０ｂ）が直列配置されてなる非相反部１０の外側にコリメータ（２０ａ、２０ｂ）が対向配置されている構造であり、また、コリメータ（２０ａ、２０ｂ）は、光ファイバ（２３ａ、２３ｂ）の端部を保持するフェルール（２１ａ、２１ｂ）とコリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）とを円筒状のスリーブ（２４ａ、２４ｂ）内に配置したものである。そして、コリメータ（２０ａ、２０ｂ）の光軸５０の延長方向を前後方向として、各ユニット（１０ａ、１０ｂ）は、前後方向で対面する１対の複屈折板（１１ａ−１３ａ、１１ｂ−１３ｂ）の間に４５°ファラデー回転子（以下、位相子：１２ａ、１２ｂ）を配置した構造となっている。そして、図示した例では、前方から後方に向かう方向を順方向としている。
【００１１】
また、前方の基本ユニット１０ａを第１のユニット１０ａ、後方の基本ユニット１０ｂを第２のユニット１０ａと称するとともに、第１のユニット１０ａを構成する各光学素子（１１ａ〜 １３ａ）を、前方から第１の複屈折板１１ａ、第１の位相子１２ａ、第２の複屈折板１３ａと称し、第２のユニット１０ｂを構成する各光学素子（１１ｂ〜１３ｂ）を、前方から第３の複屈折板１１ｂ、第２の位相子１２ｂ、第４の複屈折板１３ｂと称することとする。また、前方のコリメータ２０ａを構成するフェルール２１ａとコリメートレンズ２２ａを入射側フェルール２１ａと入射側コリメートレンズ２２ａと称し、入射側フェルール２１ａに保持されている光ファイバ２３ａを入射側光ファイバ２３ａと称することとする。後方のコリメータ２０ｂを構成するフェルール２１ｂとコリメートレンズ２２ｂを出射側フェルール２１ｂと出射側コリメートレンズ２２ｂと称することとし、出射側フェルール２１ｂに保持されている光ファイバ２３ｂを出射側光ファイバ２３ｂと称することとする。なお、図１に示した光アイソレータ１０１は、入射側と出射側のコリメータ（２０ａ、２０ｂ）、第１のユニット１０ａ、および第２のユニット１０ｂが、光軸５０方向を軸とした円筒状の筐体６０内に収納された一体的な光部品としての形態を有している。
【００１２】
上記構成の光アイソレータ１０１において、第１〜第４の複屈折板（１１ａ、１３ａ、１１ｂ、１３ｂ）は、同じ光学特性を有し、前後の面（３１、３２）を光ビームの入出射面として、一方の面３１が光軸５０を法線方向とした垂直面３１で、他方の面３２が、垂直面３１に対して傾斜する傾斜面３２となっている。すなわち、その傾斜面３２を側方から見たときの断面形状が台形状となる、所謂「楔型複屈折板」である。そして、図中に太線矢印で示したように、傾斜面３２における下り方向、すなわち光軸５０と直交し、かつ台形の上底３３から下底３４に向かう方向を傾斜方向（４１ａ、４３ａ、４１ｂ、４３ｂ）とすると、一つのユニット（１０ａ、１０ｂ）では、垂直面３１が互いに対面し、傾斜面３２の傾斜方向（４１ａ−４３ｂ、４１ｂ−４３ｂ）が互いに反対となる１８０°の関係となっている。また、図中において、紙面手前から奥行き方向の矢印３０を○内に＋で表し、奥から手前方向の矢印を○内に小さな●で表したように、第２の複屈折板１３ａと第３の複屈折板１１ｂとはその傾斜方向（４３ａ、４１ｂ）が直交する９０°の関係となっている。すなわち、第２のユニット１０ｂは、第１のユニット１０ａに対し、光軸５０回りに９０°の回転させたものである。なお、第１〜第４の複屈折板の光学軸５１は、ともに、傾斜方向と平行となっており、図１中に、参考までに、第１および第２の複屈折板（１１ａ、１３ａ）の光学軸５１方向を点線矢印で示した。
【００１３】
＝＝＝本発明に想到する過程＝＝＝
図１に示した２段構成の光アイソレータ１０１では、小型化、特に前後長を短くすることが難しい、という問題を有していた。そこで、本発明者は、この２段構成の光アイソレータ１０１の前後長を短縮するための方策について検討した。そして、焦点距離の短いコリメートレンズを採用することを考えた。それによって、光ファイバ（２３ａ、２３ｂ）の開口端（２６ａ、２６ｂ）でもある、フェルール（２１ａ、２１ｂ）の端面（２５ａ、２５ｂ）とコリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）との距離、およびコリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）とそれに隣接する複屈折板（１１ａ、１３ｂ）との距離を短くでき、光アイソレータ１０１の前後長を短くすることができると考えた。さらに、前後長だけではなく、有効口径が同じであれば、焦点距離が短いほどＦ値が小さくなり、当然、光ビームの径も小さくなり、径方向のサイズも小さくできる、と考えた。しかしながら、光アイソレータ１０１の前後長を短縮するためにコリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）の焦点距離やＦ値を小さくすると、実は、径方向のサイズが大きくなってしまう、という問題があることが判明した。
【００１４】
具体的には、フェルール（２１ａ、２１ｂ）の端面（２５ａ、２５ｂ）は、周知のごとく、傾斜面を形成するように研磨処理され、光ファイバ（２３ａ、２３ｂ）の開口端がこの研磨処理によって傾斜している。それによって、光ファイバ（２３ａ、２３ｂ）の開口端（２６ａ、２６ｂ）に入出射する光ビームが正反射して戻り光が発生しないようにしている。したがって、図１に示した光アイソレータ１０１は、厳密には、入射側光ファイバ２３ａから出射する光がこの入射側フェルール２１ａの端面２５ａで、その傾斜方向に向かって屈折することになる。図２に入射側フェルール２１ａの端面２５ａの傾斜にともなう問題点を説明するための図を示した。図２は、図１に示した光アイソレータ１０１における入射側コリメータ２０ａと第１ユニット１０ａの部分を拡大した図であり、入射側光ファイバ２３ａからの出射した光Ｌ１が第１ユニット１０ａを透過するまでの光ビームＬの光路を示している。図２（Ａ）は、焦点距離の長いコリメートレンズ２２ａｌを使った場合の光路であり、（Ｂ）は、焦点距離の短いコリメートレンズ２２ａｓを使った場合の光路である。なお、この図では、説明を容易にするために、入射側フェルール２１ａの端面２５ａの傾斜方向７０と第１の複屈折板１１ａの傾斜方向４１ａとが１８０°となっている場合を示した。また、以下では、入射側フェルール２１ａの端面２５ａの傾斜方向７０を上下方向とし、図２では、入射側フェルール２１ａの端面２５ａの傾斜方向７０は、下方から上方に向かっているものとする。そして、この上下方向、および光軸５０の双方と直交する方向を左右方向とし、左方向と右方向は、光軸５０を前方から後方を見たときの方向によって規定することとする。したがって、図２では、紙面奥行き方向が左方向となる。
【００１５】
まず、図２（Ａ）と（Ｂ）に示したように、入射側フェルール２１ａの端面２５ａでは、光ファイバ２３ａの端面２６ａから出射する光Ｌ１が、入射側フェルール２１ａの端面２５ａの傾斜方向７０に屈折する。そして(Ａ)に示したように、入射側コリメートレンズ２２ａｌの焦点距離が長い場合、すなわち入射側フェルール２１ａの端面２５ａから入射側コリメートレンズ２２ａ（２２ａｌ）までの距離が長い場合では、第１の複屈折板１１ａには、光ファイバ２３ａから出射した光ビームＬ１が入射側コリメートレンズ２２ａにより平行光Ｌ２として第１の複屈折板１１ａに入射する際、その平行光Ｌ２は、光軸５０より上方で、かつその光軸５０から離れた位置に入射する。第１の複屈折板１１ａは、入射した光Ｌ２を傾斜方向４１ａに従って下方に屈折させるとともに、光学軸５１に対して振動方向が直交する常光Ｌｏと、振動方向が当該常光Ｌｏと直交する異常光Ｌｅとに分離する。そして、図２に示した例では、第１の基本ユニット１０ａの各光学素子（１１ａ〜１３ａ）を通過する光ビーム（Ｌ３〜Ｌ５）は、各光学素子（１１ａ〜１３ａ）に入射するごとに下方に屈折する。それによって、第２の複屈折板１３ａは、光軸５０に対して下方の位置から後段の第２のユニット１０ａに向けて光ビームＬ５を出射する。
【００１６】
一方、（Ｂ）に示したように、焦点距離が短いコリメートレンズ２２ａｓを用いると、入射側光ファイバ２３ａからの出射光Ｌ１は、光軸５０より上であるものの、第１の複屈折板１１ａには、その光軸５０に近い位置に平行光Ｌ２として入射する。そして、第１の複屈折板１１ａと第１の位相子１２ａは、（Ａ）に示した場合と同様の角度で入射した光ビームＬ２を下方に向けて順次屈折させるため、第２の複屈折板１３ａには、光軸５０の下方で、かつその光軸５０から離れた位置に光ビームＬ４が入射することになる。そして、第２の複屈折板１３ａは、この入射した光ビームＬ４をさらに下方に屈折させる。そのため、この入射した光ビームＬ４が第２の複屈折板１３ａを通過するためには、第２の複屈折板１３ａをさらに下方に配置するか、第２の複屈折板１３ａの上下方向のサイズを大きくする必要がある。なお、第２のユニット１０ｂは、第１のユニット１０ａを光軸５０回りに９０°回転させたものなので、入射した光ビームを左右方向に屈折させるように動作する。したがって、出射側コリメートレンズ２２ｂに焦点距離の短いコリメートレンズを使って、出射側ファイバ２３ｂから逆方向の光ビームを第２のユニット１０ｂに入射すると、第３の複屈折板１１ｂを光ビームの屈折方向に応じて左右方向のいずれかにずらすか、その左右方向のサイズを大きくする必要がある。もちろん、第１〜第４の複屈折板（１１ａ、１３ａ、１１ｂ、１３ｂ）は、同じ光学特性を有している必要があるので、結局、全ての複屈折板（１１ａ、１３ａ、１１ｂ、１３ｂ）を同様に大きくする必要がある。したがって、コリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）の焦点距離を短くすると、光アイソレータ１０１の上下および左右方向のサイズが大きくなる。すなわち、円筒状の筐体６０内に光学素子（１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ、２０ａ、２０ｂ）を収納した形態の光アイソレータ１０１では、その径方向のサイズが増大する。
【００１７】
なお、楔型複屈折板（１１ａ、１３ａ、１１ｂ、１３ｂ）を備えた光アイソレータ１０１は、順方向の光ビームが屈折しながら出射側ファイバ２３ｂの開口端２６ｂに導かれることで順方向の光ビームが透過する。すなわち、入射側光ファイバ２３ａから出射した光ビームＬ１を出射側の光ファイバ２３ｂの開口端２６ｂに正しく結合させて順方向の結合損失を低減させる必要がある。そのために、場合によっては、入出射側のコリメータ（２１ａ、２１ｂ）の光軸５０を敢えてずらすことがある。しかし、この場合は、入出射側のコリメータ（２１ａ、２１ｂ）を精度よく配置する必要があり、高い組み立て精度が要求され、生産性を向上させることが難しい。もちろん、光軸５０をずらすことによって径方向のサイズも増大する。したがって、小型化を達成するためには、光アイソレータを構成する光学素子を全て同軸上に一直線に配置しても、十分な結合効率が得られるようにすることも必要となる。
【００１８】
＝＝＝本発明の実施例＝＝＝
上述したように、コリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）の焦点距離を短くして、光アイソレータ１０１の前後長を短くしようとすると、フェルール（２１ａ、２１ｂ）の端面（２５ａ、２５ｂ）の傾斜を起源として径方向のサイズが大きくなる。そこで、コリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）を介して対向するフェルール（２１ａ、２１ｂ）と複屈折板（１１ａ、１３ａ、１１ｂ、１３ｂ）の傾斜方向（４１ａ、４３ａ、４１ｂ、４３ｂ）との関係を最適化することで、屈折に伴う光ビームＬの径方向の移動量（シフト量）を減少させ、径方向のサイズを小さくすることを考えた。また、径方向のシフト量を減少させることができれば、光アイソレータ１０１の構成要素を直線上に配置させても、十分なアイソレーション特性が得られる、と考えた。
【００１９】
そして、入射側と出射側のコリメータ（２０ａ、２０ｂ）の光軸５０を直線上に配置しつつ、入射側と出射側のコリメータ（２０ａ、２０ｂ）を光軸５０回りに回転させて入射側フェルール２１ａと出射側フェルール２１ｂのそれぞれの端面（２５ａ、２５ｂ）の傾斜方向７０の相対回転角度、およびフェルール端面（２５ａ、２５ｂ）の傾斜方向７０と非相反部１０を構成する複屈折板（１１ａ、１３ａ、１１ｂ、１３ｂ）の傾斜方向（４１ａ、４３ａ、４１ｂ、４１ｂ）の相対回転角度を変えた光アイソレータを作製し、それらの光アイソレータについて、各種波長における順方向挿入損失（結合損失）、偏波依存性、および１５５０ｎｍの波長の光における逆方向挿入損失（アイソレーション）を測定した。また、アイソレーションの測定結果から１５２５ｎｍ〜１５７０ｎｍの波長の光におけるアイソレーションの波長依存性を求めた。そして、アイソレーションの特性が最も優れた光アイソレータ（実施例）の構造を特定した。
【００２０】
以下の表１に実施例の光学特性を示した。  
【表１】
2014137576.tif 000003
上記表１では、実施例に加え、アイソレーション特性が最も劣っていた光アイソレータ（比較例）についての光学特性も併せて示している。そして、実施例に係る光アイソレータは、入射側と出射側のフェルール端面の傾斜方向が互いに１８０°で、かつ、入射側のフェルールと第１の複屈折板の傾斜方向、および出射側のフェルールと第４の複屈折板の傾斜方向が、それぞれ４５°の相対回転角度となっている場合であった。
【００２１】
図３に、実施例に係る光アイソレータ１の構造を示した。図３（Ａ）は、光路を側面から見たときの図であり、入射側光ファイバ２３ａの開口端２６ａを始点ｓ１、出射側ファイバ２３ｂの開口端２６ｂを終点ｓ１８として、順方向の光路上にあるコリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）、および非相反部１０を構成する各光学素子（１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ）における光の入出射面をｓ２〜ｓ１７の符号で示した。また、始点ｓ１から終点ｓ１８の途上の部分的な光路をＬ１〜Ｌ９の符号で示した。なお、図３（Ａ）における光路Ｌ１〜Ｌ９は、光学素子（２０ａ、１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ、２０ｂ）との配置関係のみを示しており、常光と異常光の区別や、コリメートレンズ（２２ａ、２２ｂ）の中や非相反部１０を構成する光学素子（１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ）の中、および光学素子間（１１ａ−１２ａ、１２ａ−１３ａ、１３ａ−１１ｂ、１１ｂ−１２ｂ、１２ｂ−１３ｂ）での屈折方向については省略してある。
【００２２】
図３（Ｂ）は、実施例に係る光アイソレータ１を前方から後方を見たときのフェルール（２１ａ、２１ｂ）の端面（２５ａ、２５ｂ）の傾斜方向（７０ａ、７０ｂ）、および各複屈折板（１１ａ、１３ａ、１１ｂ、１３ｂ）の傾斜面（３２：ｓ４、ｓ９、ｓ１０、ｓ１５）における傾斜方向（４１ａ、４３ａ、４１ｂ、４３ｂ）と光学軸５１の方向を示す図である。なお、当該図３でも、入射側フェルール２１ａの端面２５ａの傾斜方向７０ａを下方から上方向かう方向として各光学素子（２０ａ、２０ｂ、１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ）の配置関係、傾斜方向（４１ａ、４３ａ、４１ｂ、４３ｂ、７０ａ、７０ｂ）、および光学軸５１方向などを示した。
【００２３】
この図３に示した、実施例に係る光アイソレータ１は、非相反部１０の構成が図１に示した従来の２段構成の光アイソレータ１０１のものと同じであるものの、従来では、議論されていなかった、フェルール（２１ａ、２１ｂ）の端面（２５ａ、２５ｂ）の傾斜方向（７０ａ、７０ｂ）が最適化されて、十分なアイソレーション特性を備えつつ、前後方向と径方向のサイズをともに小さくすることに成功している。
【００２４】
図４は、当該実施例に係る光アイソレータ１の動作を示す概略図であり、この図では、前方から見たときの順方向に進行する光ビームの光路を示しており、始点ｓ１である入射側光ファイバ２３ａの開口端２６ａから終点ｓ１８である出射側ファイバ２３ｂの開口端２６ｂまでの途上にある各光学素子（２２ａ、１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ、２２ｂ）における光ビームの入出射面（ｓ２〜ｓ１７）での光ビームの入出射位置を示している。  また、図４では、図３にて示した、入射側光ファイバ２３ａの開口端ｓ１から出射して第１の複屈折板１１ａに入射するまでの光ビーム（入射光：Ｌ１、Ｌ２）、光路Ｌ２〜Ｌ９において、第１の複屈折板にて常光として分離した光ビームに対応する光路Ｌ３ｏ〜Ｌ９ｏ、異常光に対応する光路Ｌ３ｅ〜Ｌ９ｅも示した。なお、図中では、入射光（Ｌ１、Ｌ２）と、それ以降のＬ３ｏ〜Ｌ９ｏを含めた常光に対応する光路を実線矢印で示し、Ｌ２ｅからＬ９ｅを含めた異常光に対応する光路を点線白抜き矢印で示した。そして、光路の始点ｓ１と、入射側コリメートレンズ２２ａの後面ｓ２と、非相反部１０を構成する各光学素子（１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ）において常光に対応する光ビームの入出射位置を黒丸「●」で示し、各光学素子（１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ）における異常光に対応する光ビームの入出射位置を白丸「○」で示した。
【００２５】
当該図４に示したように、入射側コリメータ２０ａでは、始点ｓ１から出射された光ビームＬ１は、入射側フェルール２１ａの端面２５ａの傾斜方向７０ａに向かって上方にシフトし、入射側コリメートレンズ２２ａによってさらに上方にシフトし、第１の複屈折板１１ａの傾斜面ｓ４側には、光軸５０から上方にＤ１の距離だけシフトした位置から光ビームが入射することになる。そして、第１のユニット１０ａでは、入射した光ビームが光学素子（１１ａ〜１３ａ）を透過するごとに、第１の複屈折板 １１ａの傾斜方向４１ａである紙面右下方向４５°の方向に向かって順次屈折し、最終的に、第１の複屈折板１１ａの傾斜面ｓ４に入射した位置から距離Ｄ２だけシフトし、第２のユニット１０ｂには第１のユニット１０ａからの出射位置と同じ位置から光ビーム（Ｌ５ｏ、Ｌ５ｅ）が入射される。
【００２６】
第２のユニット１０ｂは、第１のユニット１０ａと同じ構成で、さらに、図示した例では、第１のユニット１０ａに対し、光軸５０を中心に反時計回りに９０°回転させた配置であるので、この第２ユニット１０ｂでは、第３の複屈折板１１ｂの傾斜方向４１ｂである紙面左下方向に４５°の方向に距離Ｄ２だけ光ビームがシフトする。そして、出射側コリメータ２０ｂでは、入射光（Ｌ１、Ｌ２）と同様に上方に距離Ｄ１だけシフトする。したがって、実施例に係る光アイソレータ１では、光ビームが、光軸５０に対し、上下方向に最大でＤ１だけ移動し、左右方向に最大でＤ２/√２だけ移動することになる。
【００２７】
この実施例の光アイソレータ１に対し、例えば、図２に示したように、入射側フェルール２１ａの端面２５ａの傾斜方向７０と、そのフェルール２１ａに隣接する第１の複屈折板１１ａの傾斜方向４１ａとが１８０°となる光アイソレータ１０１では、第１のユニット１０ａにて光ビームが下方にＤ２だけ移動し、第２のユニット１０ｂでは、左右いずれかの方向にＤ２だけ光ビームがシフトすることになる。すなわち、実施例の光アッテネータ１よりも径方向のサイズを大きくする必要がある。さらに、光ビームの断面は、ある径を有する円形であり、光ビームが通過する光学素子（２２ａ、１１ａ〜１３ａ、１１ｂ〜１３ｂ、２２ｂ）では、その光ビームの径の２倍の径に相当する領域を光学的な有効領域として確保しないと、「けられ」による特性劣化（損失増大）が懸念される。そのため、図２に示した光アイソレータ１０１は、実施例と比較して極めて大きくする必要性も生じる。もちろん、図２に示したように、焦点距離が長いコリメートレンズ２２ａｌを使う場合では、焦点距離の短いコリメートレンズ２２ａｓとそれに隣接するフェルール２１ａや複屈折板１１ａとの間隙を広くする必要があることから、屈折によるシフト量もその距離に応じて大きくなる。
【００２８】
そこで、実際に、Ｆ＝２．５のコリメートレンズを用いつつ、図２に示した配置の光アッテネータ（従来例）と、従来例のコリメートレンズと同じ径で、Ｆ＝１．８のコリメートレンズを用いた実施例に係る光アッテネータとを作製した。そして、従来例に係る光アッテネータでは、矩形の複屈折板を前方から見たときに、その投影サイズが上下２．３ｍｍ、左右２．０ｍｍとなった。また、位相子は、前面投影形状が正方形状で、一辺が１．２４ｍｍであった。コリメータと非相反部を筐体内に収納した円筒状の一体的な光部品としては、直径６．０ｍｍで前後長３８ｍｍのサイズであった。
【００２９】
一方、実施例に係るアッテネータでは、複屈折板が１．６５ｍｍ四方の正方形状で、位相子の形状やサイズは従来例と同じであった。そして、一体的な光部品としては、直径が５．５ｍｍで前後長が２５ｍｍであり、実施例に係る光アイソレータでは、従来の光アイソレータと比較して、前後長を大きく短縮することができるともに、径方向のサイズも縮径できることが確認できた。
【符号の説明】
【００３０】
１，１０１  光アイソレータ、１０  非相反部、１０ａ、１０ｂ  基本ユニット、
１１ａ， １３ａ，１１ｂ，１３ｂ  複屈折板、
１２ａ，１２ｂ  ４５°ファラデー回転子（位相子）、２０ａ，２０ｂ  コリメータ、２１ａ、２１ｂ  フェルール、２２ａ，２２ｂ  コリメートレンズ、
２３ａ、２３ｂ  光ファイバ、２５ａ，２５ｂ  フェルールの端面、
３１  複屈折板の垂直面、３２  複屈折板の傾斜面、
Ｌ１〜Ｌ９，Ｌ３ｏ〜Ｌ９ｏ，Ｌ３ｅ〜Ｌ９ｅ  光路、
ｓ１  光路の始点、ｓ２〜ｓ１７  光学素子における光ビームの入出射面、
ｓ１８  光路の終点
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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