(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射側光ファイバと、このファイバからの入射光を平行化する入射側コリメータと、この平行光を直交する偏波成分に分離する複屈折性結晶からなる入射側偏光分離素子と、上記偏波成分を４５°回転させるファラデー回転子と、この４５°回転された偏波成分を再度平行化する複屈折性結晶からなる出射側偏光分離素子と、この平行光を受光側光ファイバに集光する受光側コリメータと、上記受光側光ファイバとを具備する偏波無依存型光アイソレータを組み立てるに際し、上記入射側光ファイバと入射側コリメータとの間に偏光解消素子を介在させて、入射側光ファイバからの入射光をランダムな偏光状態にすると共に、上記出射側偏光分離素子からの平行光の光の損失が順方向で最小となるように上記受光側コリメータを調心して位置合わせすることを特徴とする偏波無依存型光アイソレータの組立方法。
【請求項２】
入射側光ファイバと、このファイバからの入射光を平行化する入射側コリメータと、この平行光を直交する偏波成分に分離する複屈折性結晶からなる入射側偏光分離素子と、上記偏波成分を４５°回転させるファラデー回転子と、この４５°回転された偏波成分を再度平行化する複屈折性結晶からなる出射側偏光分離素子と、この平行光を受光側光ファイバに集光する受光側コリメータと、上記受光側光ファイバとを具備する偏波無依存型光アイソレータを組み立てるに際し、上記入射側光ファイバと入射側コリメータとの間に波長板を介在させて、この波長板を回転させて入射光の偏光状態を変化させると共に、上記出射側偏光分離素子からの平行光の光の損失の変動が最小になるように上記受光側コリメータを調心して位置合わせすることを特徴とする偏波無依存型光アイソレータの組立方法。
【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関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
偏波無依存型光アイソレータは、レーザの出射部に設けられて反射戻り光を除去する偏波依存型光アイソレータとは異なり、入射光の偏光状態によらずに機能する点が特徴であり、主にＥｒドープファイバを利用した光増幅器に用いられる。このようなタイプの光アイソレータは、従来より各種提案されている（例えば、特公昭５８−２８５６１号、特公昭６１−５８８０９号公報等）。これら従来の偏波無依存型光アイソレータの構成は、いずれも複屈折性の結晶を用いて入射光を直交する偏波成分に分離し、出射側で再び両光線を一致させているものである。
【０００３】
しかし、この種の光アイソレータは、分離された光線の伝搬経路が異なるため、構成によっては出射側で２つの光線が完全に一致しないといった機能部の本質的な問題により、入射光の偏光状態に依存した特性の変動が生じ易い。この偏光状態に依存した特性の変動として代表的なものは、偏波依存損失（ＰＤＬ：Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｌｏｓｓ）である。ＰＤＬは、入射光の偏波状態による順方向損失変動幅の最大値であり、出射時に２つの直交する偏波成分に対応した光線が完全に一致しない場合、両光線の出射側ファイバへの結合効率が異なればＰＤＬは大きくなる。
【０００４】
ところで、通常、偏波無依存型光アイソレータを組み立てる場合、順方向に入射側ファイバから光を入れ、順方向損失が最小となるように出射側のコリメータを位置合わせする。その際、入射光の偏波状態は特に問題としないため、ある偏った偏光の光を使用している可能性もある。そのような偏波状態において、損失が最小となるように光アイソレータを組み立てた場合、入射光の偏波状態が変化した時に大きく損失が変動する場合がある。従って、この点の解決が求められる。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、偏波依存損失（ＰＤＬ）を小さくすることができる偏波無依存型光アイソレータの組立方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、
（１）入射側光ファイバと、このファイバからの入射光を平行化する入射側コリメータと、この平行光を直交する偏波成分に分離する複屈折性結晶からなる入射側偏光分離素子と、上記偏波成分を４５°回転させるファラデー回転子と、この４５°回転された偏波成分を再度平行化する複屈折性結晶からなる出射側偏光分離素子と、この平行光を受光側光ファイバに集光する受光側コリメータと、上記受光側光ファイバとを具備する偏波無依存型光アイソレータを組み立てるに際し、上記入射側光ファイバと入射側コリメータとの間に偏光解消素子を介在させて、入射側光ファイバからの入射光をランダムな偏光状態にすると共に、上記出射側偏光分離素子からの平行光の光の損失が順方向で最小となるように上記受光側コリメータを調心して位置合わせすることを特徴とする偏波無依存型光アイソレータの組立方法、及び、
（２）入射側光ファイバと、このファイバからの入射光を平行化する入射側コリメータと、この平行光を直交する偏波成分に分離する複屈折性結晶からなる入射側偏光分離素子と、上記偏波成分を４５°回転させるファラデー回転子と、この４５°回転された偏波成分を再度平行化する複屈折性結晶からなる出射側偏光分離素子と、この平行光を受光側光ファイバに集光する受光側コリメータと、上記受光側光ファイバとを具備する偏波無依存型光アイソレータを組み立てるに際し、上記入射側光ファイバと入射側コリメータとの間に波長板を介在させて、この波長板を回転させて入射光の偏光状態を変化させると共に、上記出射側偏光分離素子からの平行光の光の損失の変動が最小になるように上記受光側コリメータを調心して位置合わせすることを特徴とする偏波無依存型光アイソレータの組立方法
を提供する。
【０００７】
本発明においては、入射側光ファイバに偏光解消素子を挿入して無偏光な状態を作り出し、その状態での損失が最小となるようにコリメータを調心して組み立てを行う。これによって直交する２つの偏波成分に対応した２つの光線は等しい強度となり、この状態で損失が最小となるように組み立てれば２つの光線の出射側光ファイバへの結合効率も等しくなり、順方向の損失は入射光の偏波状態に影響を受けにくくなる。また、別の手段として、入射側光ファイバに挿入した波長板を回転させることによって入射光の偏波状態を変化させ、それによる損失の変動が最小になるようにコリメータの調心を行っても効果が得られるものである。
【０００８】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、本発明を図面を参照して具体的に説明する。図１は、本発明の一実施例に係る偏波無依存型光アイソレータを示すもので、１は入射側光ファイバ、２は入射側コリメータ、３は機能部、４は受光側コリメータ、５は受光器（受光側光ファイバ）である。
【０００９】
ここで、上記機能部３は、図２に示すように、複屈折性結晶よりなる入射側偏光分離素子３ａと、ファラデー回転子３ｂと、複屈折性結晶よりなる出射側偏光分離素子３ｃとを具備するものである。
【００１０】
上記光アイソレータは、その入射側光ファイバ１からの入射光が入射側コリメータ２で平行化され、この平行光が上記機能部３の入射側偏光分離素子３ａで直交する偏波成分に分離され、ファラデー回転子３ｂにて４５°回転され、出射側偏光分離素子３ｃにより再度平行化され、受光側コリメータ４で集束されて受光側光ファイバ５により受光されるものである。
【００１１】
この場合、図２（Ａ）に示すように、順方向の光は第１の複屈折性結晶（入射側偏光分離素子３ａ）で常光と異常光に分離された後、ファラデー回転子３ｂによって偏光方向が４５°回転される。次に、第２の複屈折性結晶（出射側偏光分離素子３ｃ）によって分離した２つの光線は平行光線に直され、レンズ（受光側コリメータ４）によって受光側光ファイバ５に集光されるものであるが、図２（Ｂ）に示すように、逆方向の光はファラデー回転子３ｂの非相反性により発散光となり、レンズ（入射側コリメータ２）の有効径内には入らないものである。
【００１２】
以上の構成では、順方向の上記２つの光線は完全には一点で一致しないものであり、２本の平行光線となる。
【００１３】
そこで、本発明においては、図１に示すように、入射側光ファイバ１と入射側コリメータ２との間に偏光解消素子又は波長板６を介在させたものである。即ち、入射光は、上記偏光解消素子６によってランダムな偏光状態とされ、入射側コリメータ２から出射される。順方向に配置した機能部３を通過した光線に対して、結合効率が最大になるよう受光側のコリメータ４を位置合わせする。あるいは、偏光解消素子に代えて波長板（例えば１／４，１／２λ板）を挿入し、両者の回転によって偏光状態を変化させた際の結合効率の変動が最小となるように受光側のコリメータ４を位置合わせするもので、これにより偏波無依存型光アイソレータの機能部３の特性に起因する偏波状態に依存した損失変動が最小限に抑えられるものである。
【００１４】
なお、偏光解消板とは直線偏光、楕円偏光といった特定の偏光状態を無偏光、即ちランダムな偏光状態に変えるものであり、複屈折プリズム、表面に凹凸をつけた複屈折板などを用いることができる。また、本発明でコリメータとは、光ファイバとレンズを組み合わせ、光ファイバから発散する光を平行光に直す、又はレンズに入射する平行光を光ファイバに集光する機能を持たせたものである。
【００１５】
次に、上記効果を確認するため、１／４，１／２λ板を用い、受光側光ファイバ配置位置にＩＲカメラ７を配置した図３に示す装置を用い、受光側コリメータ４からの出射光をＩＲカメラにより観察した。なお、入射光はλ＝１．５５μｍの単色光を用い、上記各偏光分離素子（くさび型の複屈折性結晶）はＴｉＯ２であり、ファラデー回転子はＹＩＧを用いた。波長板を回転させた際のＩＲカメラ像の変化を図４（Ａ）〜（Ｅ）に示す。ここで、図４（Ａ）〜（Ｅ）は、１／２波長板を順次π／８ずつ回転させた結果である。なお、図４（Ａ）〜（Ｅ）中、Ｌは中心線、Ｓはスポットである。
【００１６】
図４の結果では、偏光状態の変化に伴ってスポット位置が右寄りにずれている。つまり、図４（Ａ）の偏光状態で損失が最小である場合、（Ｂ）の状態では結合効率が落ちてしまうことになる。このような影響を最小限に抑えるためには、図４（Ａ）及び（Ｂ）のスポットが均等になる偏光状態で装置を組み立てればよく、そのような状態は入射光がランダムな偏光状態にあるとき実現される。
【００１７】
そこで、図１に示したような偏光解消素子を用いた系で装置の組み立てを行うことにより、従来０．１ｄＢ〜０．３ｄＢ程度であったＰＤＬを０．１ｄＢ以下で再現性よく組み立てられるようになった。また、偏光解消板に代えて波長板を挿入し、その回転による損失変動を最小とするように組み立てても良好な結果が得られた。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、偏波無依存型光アイソレータの機能部の特性に起因する偏波状態に依存した損失変動を最小限に抑え、ＰＤＬの小さい偏波無依存型光アイソレータを確実に作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏波無依存型光アイソレータを説明する概略図である。
【図２】同アイソレータの機能部の構成を説明する該略図であり、（Ａ）は順方向、（Ｂ）は逆方向の光の進行状態を説明する図である。
【図３】ＩＲカメラによるビームの観察装置を説明する概略図である。
【図４】アイソレータ機能部からの出射ビーム像の説明図であり、（Ａ）〜（Ｅ）は１／２波長板を順次π／８ずつ回転させた場合の図である。
【符号の説明】
１  入射側光ファイバ
２  入射側コリメータ
３  機能部
３ａ  入射側偏光分離素子
３ｂ  ファラデー回転子
３ｃ  出射側偏光分離素子
４  受光側コリメータ
５  受光側光ファイバ
６  偏光解消素子又は波長板
【図１】
0003551212.tif 000002
【図２】
0003551212.tif 000003
【図３】
0003551212.tif 000004
【図４】
0003551212.tif 000005