(57)【要約】【課題】  分離した戻り光の迷光処理が必要なく、高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータを提供する。【解決手段】  偏光無依存型光アイソレータであって、透過光の偏光成分を分離させることのできる２個の偏光分離部材と、分離された各透過光の光路上に配置され、該各透過光の偏光面に対応した吸収型偏光子と、ファラデー回転子とを含んで構成され、順方向において、前記吸収型偏光子よりも後に前記ファラデー回転子が配置されているものであることを特徴とする偏光無依存型光アイソレータ。【選択図】  図１
2018092022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光無依存型光アイソレータであって、
透過光の偏光成分を分離させることのできる２個の偏光分離部材と、
分離された各透過光の光路上に配置され、該各透過光の偏光面に対応した吸収型偏光子と、
ファラデー回転子とを含んで構成され、
順方向において、前記吸収型偏光子よりも後に前記ファラデー回転子が配置されているものであることを特徴とする偏光無依存型光アイソレータ。
【請求項２】
順方向において、前記吸収型偏光子よりも後に１／２波長板が配置されているものであることを特徴とする請求項１に記載の偏光無依存型光アイソレータ。
【請求項３】
順方向において、前記吸収型偏光子よりも前に１／２波長板が配置されているものであることを特徴とする請求項１に記載の偏光無依存型光アイソレータ。
【請求項４】
前記ファラデー回転子を２個含み、
順方向において、前記吸収型偏光子よりも前にも前記ファラデー回転子が配置されているものであることを特徴とする請求項１に記載の偏光無依存型光アイソレータ。
【請求項５】
前記偏光分離部材が偏光プリズムであることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の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、光通信や光計測において用いられる光学部品であって、ファイバ端やレンズ端からの反射光を光源へ戻さないために用いられる光アイソレータに関し、特に、入射光の偏光状態に依らずに使用できる偏光無依存型光アイソレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信や光計測において、半導体レーザから出た光が、伝送路途中に設けられた部材表面で反射し、その反射光が半導体レーザに戻ってくると、レーザ発振が不安定になってしまう。この反射戻り光を遮断するために、偏光面を非相反で回転させるファラデー回転子を用いた光アイソレータが用いられる。
【０００３】
半導体レーザを用いた高速通信においては、モジュール内での複数部品の集積化に伴って、無偏光光に使用できる光アイソレータが必要となってきている。
【０００４】
従来の偏光無依存型光アイソレータの基本構成は、図４に示すように、２個の複屈折結晶６の間にファラデー回転子２と１／２波長板４を配置した構成になっている。
図４（ａ）に、順方向の光の進み方を示す。まず、複屈折結晶６に入射した光は、偏光面が９０°異なる常光線と異常光線に分離される。次に、これらの偏光は、ファラデー回転子２で４５°、１／２波長板４で４５°、合わせて９０°回転され、常光線と異常光線が入れ替わることになる。そのため、両光線は２個目の複屈折結晶６（図中右側の複屈折結晶６）において合成され、光アイソレータから出射される。
【０００５】
図４（ｂ）に、逆方向の光の進み方を示す。順方向の場合と同じく、まず、複屈折結晶６に入射した光は、偏光面が９０°異なる常光線と異常光線に分離される。次に、これらの偏光は、１／２波長板４で４５°回転されるが、ファラデー回転子２では１／２波長板４で回転された方向とは逆方向に４５°回転される。したがって、両光線はそのままの偏光方向（複屈折結晶６を出射したときの偏光方向）となり、２個目の複屈折結晶６（図中左側の複屈折結晶６）において合成されず、ますます分離することになる。
これは、１／２波長板が進行方向に対して偏光面を回転させるのに対して、ファラデー回転子が磁化方向に対して偏光面を回転させるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−５１２１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従来の偏光無依存型光アイソレータのように、戻り光が分離する機構では、アイソレータ機能を有効とするために、ある程度の分離距離が必要となる。アイソレータ機能を高めるために、戻り光の分離距離を大きくしようとすれば、複屈折結晶の結晶長を長くする必要がある。例えば、ＴｉＯ２を複屈折結晶として利用した場合、分離距離は結晶長の１／１０程度であり、１ｍｍの分離距離を確保しようとすれば、長さ１０ｍｍの結晶対が必要となる。
【０００８】
また、特許文献１では、アイソレータ機能を高めるために、戻り光が入射光の中心軸に位置しないようにしている。しかしながら、この構成では、複屈折結晶を４個も用いているため、光アイソレータが大型化してしまう。
さらに、従来の偏光無依存型光アイソレータの構成では、モジュール内で分離した戻り光の迷光処理のため、光吸収体７（図４参照）等を配置する必要がある。また、従来の偏光無依存型光アイソレータの構成では、アイソレーション（逆方向挿入損失）の点で改善の余地があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、分離した戻り光の迷光処理が必要なく、高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明は、偏光無依存型光アイソレータであって、透過光の偏光成分を分離させることのできる２個の偏光分離部材と、分離された各透過光の光路上に配置され、該各透過光の偏光面に対応した吸収型偏光子と、ファラデー回転子とを含んで構成され、順方向において、前記吸収型偏光子よりも後に前記ファラデー回転子が配置されているものであることを特徴とする偏光無依存型光アイソレータを提供する。
【００１１】
このように、２個の偏光分離部材と、吸収型偏光子と、ファラデー回転子を含むように構成し、順方向において、吸収型偏光子よりも後にファラデー回転子を配置することで、戻り光を吸収型偏光子で吸収でき、分離した戻り光の迷光処理が必要なく、高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータとすることができる。
【００１２】
このとき、順方向において、前記吸収型偏光子よりも後に１／２波長板を配置することができる。
【００１３】
また、順方向において、前記吸収型偏光子よりも前に１／２波長板を配置することもできる。
【００１４】
このように、本発明において吸収型偏光子と１／２波長板とは順番を入れ替えることができる。
【００１５】
このとき、前記ファラデー回転子を２個含み、順方向において、前記吸収型偏光子よりも前にも前記ファラデー回転子が配置されているものであることが好ましい。
【００１６】
ファラデー回転子、吸収型偏光子がこのように配置されていれば、逆方向において、吸収型偏光子を透過する漏れ光があったとしても、２個目のファラデー回転子で４５°回転されることになるため、漏れ光は２個目の偏光分離部材においても合成されず、光路外に出射する。これによって、より高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータとすることができる。
【００１７】
このとき、前記偏光分離部材が偏光プリズムであることが好ましい。
【００１８】
このように偏光分離部材として偏光プリズムを用いた場合、偏光分離部材の光進行方向の長さを短くできるので、偏光無依存型光アイソレータを小型化することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の偏光無依存型光アイソレータでは、戻り光は吸収型偏光子によって吸収される。したがって、分離した戻り光の迷光処理が不要である。また、従来構成の偏光無依存型光アイソレータと比較して、高いアイソレーションを示すことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態の偏光無依存型光アイソレータの構成例と光の進み方を示した説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態の偏光無依存型光アイソレータの構成例と光の進み方を示した説明図である。
【図３】本発明の第３実施形態の偏光無依存型光アイソレータの構成例と光の進み方を示した説明図である。
【図４】従来の偏光無依存型光アイソレータの構成と光の進み方を示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００２２】
上述したように、従来の偏光無依存型光アイソレータの構成では、モジュール内で分離した戻り光の迷光処理のため、光吸収体等を配置する必要がある。また、従来の偏光無依存型光アイソレータの構成では、アイソレーションの点で改善の余地があった。
【００２３】
そこで、本発明者は、分離した戻り光の迷光処理が必要なく、高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータについて鋭意検討した。その結果、２個の偏光分離部材と、吸収型偏光子と、ファラデー回転子を含むように構成し、順方向において、吸収型偏光子よりも後にファラデー回転子を配置することで、戻り光を吸収型偏光子で吸収でき、分離した戻り光の迷光処理が必要なく、高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータとすることができることを見出し、本発明を完成させた。
【００２４】
本発明の偏光無依存型光アイソレータは、少なくとも、透過光の偏光成分を分離させることのできる２個の偏光分離部材と、分離された各透過光の光路上に配置され、各透過光の偏光面に対応した吸収型偏光子と、ファラデー回転子とを含んで構成され、順方向において、該吸収型偏光子よりも後に該ファラデー回転子が配置されている。
【００２５】
このように、２個の偏光分離部材と、吸収型偏光子と、ファラデー回転子を含むように構成し、順方向において、吸収型偏光子よりも後にファラデー回転子を配置することで、戻り光を吸収型偏光子で吸収でき、分離した戻り光の迷光処理が必要なく、高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータとすることができる。
【００２６】
まず、本発明の第１実施形態の偏光無依存型光アイソレータについて、図１を参照しながら説明する。
【００２７】
本発明の偏光無依存型光アイソレータは、例えば、図１に示す構成（本発明の第１実施形態）をとることができる。なお、図１は偏光無依存型光アイソレータを上から見た図である。ここでは、順方向において、吸収型偏光子３よりも後に１／２波長板４が配置されており、１個目の偏光分離部材１、吸収型偏光子３、ファラデー回転子２、１／２波長板４、２個目の偏光分離部材１の順に配置されている。また、吸収型偏光子３は、偏光分離部材１によって分離された各透過光の偏光面に対応するように２個上下に配置されている。
【００２８】
図１（ａ）は、順方向の光の進み方を示す図である。光ファイバ５から入射した無偏光光は、１個目の偏光分離部材１（図中左側の偏光分離部材１）によって偏光面が９０°異なる常光線と異常光線に分離される。次に、これらの光線は吸収型偏光子３に達するが、吸収型偏光子３は各光線の偏光面に対応するように配置されているため、損失することなく透過する。続いて、これらの偏光は、ファラデー回転子２で４５°、１／２波長板４で４５°、合わせて９０°回転され、常光線と異常光線が入れ替わる。そして、両光線は２個目の偏光分離部材１（図中右側の偏光分離部材１）において合成され、光アイソレータから出射される。
【００２９】
図１（ｂ）は、逆方向の光の進み方を示す図である。右側の偏光分離部材１に入射した戻り光は、順方向の場合と同じく、偏光面が９０°異なる常光線と異常光線に分離される。次に、これらの偏光は、１／２波長板４で４５°回転され、ファラデー回転子２で１／２波長板４で回転された方向とは逆方向に４５°回転される。そのため、両光線はそのままの偏光方向（偏光分離部材１を出射したときの偏光方向）となり、続いて達する吸収型偏光子３の偏光方向とは９０°異なることになる。したがって、戻り光は吸収型偏光子３で吸収され、左側の光ファイバ５に再入射されない。
【００３０】
本発明の第１実施形態のような配置であれば、戻り光を吸収型偏光子で吸収でき、分離した戻り光の迷光処理が必要なく、高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータとすることができる。
【００３１】
このとき、ファラデー回転子２と１／２波長板４の順番を入れ替えてもよく、また、分離された各透過光の光路ごとにファラデー回転子２と１／２波長板４の順番を入れ替えても本発明の偏光無依存型光アイソレータとしての機能を発揮できる。
【００３２】
次に、本発明の第２実施形態の偏光無依存型光アイソレータについて、図２を参照しながら説明する。
【００３３】
本発明の偏光無依存型光アイソレータは、例えば、図２に示す構成（本発明の第２実施形態）もとることができる。図２も図１と同様に偏光無依存型光アイソレータを上から見た図である。ここでは、順方向において、吸収型偏光子３よりも前に１／２波長板４が配置されており、１個目の偏光分離部材１、１／２波長板４、吸収型偏光子３、ファラデー回転子２、２個目の偏光分離部材１の順に配置されている。また、吸収型偏光子３は、偏光分離部材１によって分離された各透過光の偏光面に対応するように２個上下に配置されている。
【００３４】
図２（ａ）は、順方向の光の進み方を示す図である。光ファイバ５から入射した無偏光光は、１個目の偏光分離部材１（図中左側の偏光分離部材１）によって偏光面が９０°異なる常光線と異常光線に分離される。次に、これらの偏光は、１／２波長板４で４５°回転される。続いて、両光線は吸収型偏光子３に達するが、吸収型偏光子３は各光線の偏光面に対応するように配置されているため、損失することなく透過する。さらに、ファラデー回転子２で偏光はそれぞれ４５°回転され、常光線と異常光線が入れ替わる。そして、両光線は、２個目の偏光分離部材１（図中右側の偏光分離部材１）において合成され、光アイソレータから出射される。
【００３５】
図２（ｂ）は、逆方向の光の進み方を示す図である。右側の偏光分離部材１に入射した戻り光は、順方向の場合と同じく、偏光面が９０°異なる常光線と異常光線に分離される。次に、これらの偏光は、ファラデー回転子２で、順方向における回転方向とは逆方向に４５°回転される。そのため、続いて達する吸収型偏光子３の偏光方向とは９０°異なることになる。したがって、戻り光は吸収型偏光子３で吸収され、左側の光ファイバ５に再入射されない。
【００３６】
本発明の第２実施形態のような配置であれば、本発明の第１実施形態と同様に戻り光を吸収型偏光子で吸収でき、分離した戻り光の迷光処理が必要なく、高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータとすることができる。
【００３７】
次に、本発明の第３実施形態の偏光無依存型光アイソレータについて、図３を参照しながら説明する。
【００３８】
本発明の偏光無依存型光アイソレータは、例えば、図３に示す構成（本発明の第３実施形態）もとることができる。図３も図１と同様に偏光無依存型光アイソレータを上から見た図である。ここでは、順方向において、吸収型偏光子３よりも後に配置されているファラデー回転子２とは別に、吸収型偏光子３より前にもファラデー回転子２が配置されており、１個目の偏光分離部材１、１個目のファラデー回転子２、吸収型偏光子３、２個目のファラデー回転子２、２個目の偏光分離部材１の順に配置されている。また、吸収型偏光子３は、偏光分離部材１によって分離された各透過光の偏光面に対応するように２個上下に配置されている。
【００３９】
図３（ａ）は、順方向の光の進み方を示す図である。左側の光ファイバ５から入射した無偏光光は、１個目の偏光分離部材１（図中左側の偏光分離部材１）によって偏光面が９０°異なる常光線と異常光線に分離される。次に、これらの偏光は、１個目のファラデー回転子２（図中左側のファラデー回転子２）で４５°回転される。続いて、両光線は吸収型偏光子３に達するが、吸収型偏光子３は各光線の偏光面に対応するように配置されているため、損失することなく透過する。さらに、２個目のファラデー回転子２（図中右側のファラデー回転子２）で偏光はそれぞれ４５°回転され、常光線と異常光線が入れ替わる。そして、両光線は、２個目の偏光分離部材１（図中右側の偏光分離部材１）において合成され、光アイソレータから出射される。
【００４０】
図３（ｂ）は、逆方向の光の進み方を示す図である。右側の偏光分離部材１に入射した戻り光は、順方向の場合と同じく、偏光面が９０°異なる常光線と異常光線に分離される。次に、これらの偏光は、右側のファラデー回転子２で、順方向における回転方向とは逆方向に４５°回転される。そのため、続いて達する吸収型偏光子３の偏光方向とは９０°異なることになる。したがって、戻り光は吸収型偏光子３で吸収され、左側の光ファイバ５に再入射されない。
【００４１】
さらに、図３の構成では、逆方向において、吸収型偏光子３を透過する漏れ光があったとしても、２個目のファラデー回転子２（図中左側のファラデー回転子２）で４５°回転されることになる。そのため、漏れ光は２個目の偏光分離部材１（図中左側の偏光分離部材１）においても合成されず、光路外に出射する。従って、本発明の第３実施形態では、より高いアイソレーションを示す偏光無依存型光アイソレータとすることができる。
【００４２】
また、図３の構成では、１個目の偏光分離部材１（図中左側の偏光分離部材１）と１個目のファラデー回転子２（図中左側のファラデー回転子２）の間に、吸収型偏光子３をさらに配置してもよい。すなわち、順方向において、１個目の偏光分離部材１、１個目の吸収型偏光子３、１個目のファラデー回転子２、２個目の吸収型偏光子３、２個目のファラデー回転子２、２個目の偏光分離部材１の順に配置されている構成である。
【００４３】
このような構成にすれば、逆方向において、１個目の吸収型偏光子３を透過する漏れ光があったとしても、２個目の吸収型偏光子３で吸収される。
【００４４】
本発明に用いる偏光分離部材１は、透過光の偏光成分を分離させることのできる偏光分離機能を有していれば特に限定されない。例えば、従来の偏光無依存型光アイソレータの構成（図４参照）と同様に、偏光分離部材１として複屈折結晶を用いることができる。
しかしながら、偏光分離部材１として複屈折結晶を用いた場合、透過光の分離距離を大きくしようとすれば、複屈折結晶の結晶長を長くする必要がある。例えば、比較的偏光分離性能の高いＴｉＯ２を複屈折結晶として利用した場合でも、分離距離は結晶長の１／１０程度であり、１ｍｍの分離距離を確保しようとすれば、結晶長は１０ｍｍにする必要がある。
【００４５】
したがって、偏光無依存型光アイソレータを小型化するためには、偏光分離部材１として偏光プリズムや偏光ビームスプリッターを用いることが好ましい。また、これら偏光分離部材１は、偏光分離部材１によって分離された各透過光の進行方向が、偏光分離部材１に入射した透過光の進行方向に対して平行な方向となるように構成されることが好ましい。
【００４６】
なお、本発明に用いるファラデー回転子２、吸収型偏光子３、１／２波長板４は、特に限定されず、公知のものを使用することができる。例えば、ファラデー回転子はビスマス置換希土類鉄ガーネット、吸収型偏光子はポーラコア（コーニング社製商品名）、１／２波長板は水晶が挙げられる。
【００４７】
また、一般的に光アイソレータでは、ファラデー回転子２に磁場を印加するための磁石が配置される。その他、必要に応じて構成を追加することができる。
【実施例】
【００４８】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００４９】
（実施例１）
実施例１では、図１の構成を採用した。ここでは、波長１５５０ｎｍの光に対して設計を行った。
【００５０】
まず、偏光分離部材１として、長さ１．０ｍｍ×幅２．０ｍｍ×高さ１．０ｍｍの偏光プリズム１を２個準備した。この偏光プリズム１は、図１中に示すように構成されており、３個のプリズムが偏光分離膜８を介して接合されている。このように構成することによって、偏光成分に分離された各透過光の進行方向は、入射した透過光の進行方向に対して平行な方向とすることができる。また、光の透過面には対空気の反射防止膜が施されている。この偏光プリズム１による光の分離距離は、１．０ｍｍであった。
【００５１】
次に、吸収型偏光子３（ポーラコア）と、所定の磁場において波長１５５０ｎｍの光に対してファラデー回転角が４５度となるように設計した４５度ファラデー回転子２（長さ５４０μｍのビスマス置換希土類鉄ガーネット）と、１／２波長板４とを、この順番でエポキシ系接着剤（屈折率１．４８）を介して貼り合わせて、幅１．０ｍｍ×高さ１．０ｍｍとなるように切断して、２個のチップを作製した。
吸収型偏光子３の入射面（偏光プリズム１側）及び１／２波長板４の出射面（偏光プリズム１側）の光の透過面には対空気の反射防止膜が施してあり、ファラデー回転子２の両端にはエポキシ系接着剤との界面で光が反射しないよう対エポキシの反射防止膜が施されている。
【００５２】
２個の偏光プリズム１と２個のチップを図１に示すように配置し、さらにチップのファラデー回転子２には所定の磁場が印加されるようにＳｍＣｏ磁石を配置して、偏光無依存型光アイソレータを作製した。ここでは、吸収型偏光子３は、偏光プリズム１によって分離された各透過光の偏光面に対応するように配置しており、１／２波長板４は、所望の回転角度が得られるように結晶軸を合わせて配置した。
【００５３】
図１（ａ）は、順方向の光の進み方を示す図である。左側の光ファイバ５から入射した無偏光光は、１個目の偏光プリズム１（図中左側の偏光プリズム１）の偏光分離膜８界面で、下面（偏光プリズム１を平板（不図示）上に接合固定した面）に平行な偏光成分と垂直な偏光成分に分離される。下面に平行な偏光成分は、そのまま偏光プリズム１から出射して吸収型偏光子３に達する。一方、下面に垂直な偏光成分は、さらに偏光分離膜８界面で反射して、偏光プリズム１から出射する。
【００５４】
偏光プリズム１から出射した各光線は吸収型偏光子３に達するが、ここでは、吸収型偏光子３は各光線の偏光面に対応するように配置されているため、損失することなく透過する。続いて、これらの偏光は、ファラデー回転子２で４５°、１／２波長板４で４５°、合わせて９０°回転される。
【００５５】
９０°回転されて下面に垂直となった偏光は、２個目の偏光プリズム１（図中右側の偏光プリズム１）の各偏光分離膜８界面で反射される。一方、９０°回転されて下面に平行となった偏光は、そのまま２個目の偏光プリズム１を透過する。そのため、両光線は２個目の偏光プリズム１において合成されて、光アイソレータから出射することになる。
【００５６】
図１（ｂ）は、逆方向の光の進み方を示す図である。右側の偏光プリズム１に入射した戻り光は、順方向の場合と同じく、下面に平行な偏光成分と垂直な偏光成分に分離される。次に、これらの偏光は、１／２波長板４で４５°回転され、ファラデー回転子２で１／２波長板で回転された方向とは逆方向に４５°回転される。そのため、両光線はそのままの偏光方向（右側の偏光プリズム１を出射したときの偏光方向）となり、続いて達する吸収型偏光子３の偏光方向とは９０°異なることになる。したがって、戻り光は吸収型偏光子３で吸収されて、光ファイバ５に再入射されないことになる。
【００５７】
作製した偏光無依存型光アイソレータについて、順方向の挿入損失とアイソレーションを測定したところ、挿入損失は０．３５ｄＢであり、アイソレーションは４２ｄＢであった。
【００５８】
（実施例２）
実施例２では、図３の構成を採用した。ここでは、波長１５５０ｎｍの光に対して設計を行った。
【００５９】
まず、偏光分離部材１として、長さ１．０ｍｍ×幅２．０ｍｍ×高さ１．０ｍｍの偏光プリズム１を２個準備した。この偏光プリズム１は、図３中に示すように構成されており、３個のプリズムが偏光分離膜８を介して接合されている。このように構成することによって、偏光成分に分離された各透過光の進行方向は、入射した透過光の進行方向に対して平行な方向とすることができる。また、光の透過面には対空気の反射防止膜が施されている。この偏光プリズム１による光の分離距離は、１．０ｍｍであった。
【００６０】
次に、吸収型偏光子３（ポーラコア）と、所定の磁場において波長１５５０ｎｍの光に対してファラデー回転角が４５度となるように設計した４５度ファラデー回転子２（長さ５４０μｍのビスマス置換希土類鉄ガーネット）を２個準備し、エポキシ系接着剤を介して、吸収型偏光子３を２個のファラデー回転子２で挟むように貼り合わせた。さらに、幅１．０ｍｍ×高さ１．０ｍｍとなるように切断して、２個のチップを作製した。
ファラデー回転子２の偏光プリズム１側は対空気の反射防止膜、吸収型偏光子３側には対エポキシの反射防止膜が施されている。
【００６１】
２個の偏光プリズム１と２個のチップを図３に示すように配置し、さらにチップのファラデー回転子２には所定の磁場が印加されるようにＳｍＣｏ磁石を配置して、偏光無依存型光アイソレータを作製した。ここでは、吸収型偏光子３は、偏光プリズム１によって分離され、ファラデー回転子２で回転された各透過光の偏光面に対応するように配置した。
【００６２】
図３（ａ）は、順方向の光の進み方を示す図である。左側の光ファイバ５から入射した無偏光光は、１個目の偏光プリズム１（図中左側の偏光プリズム１）の偏光分離膜８界面で、下面に平行な偏光成分と垂直な偏光成分に分離される。下面に平行な偏光成分は、そのまま偏光プリズムから出射してファラデー回転子２に達する。一方、下面に垂直な偏光成分は、さらに偏光分離膜８界面で反射して、偏光プリズム１から出射する。
【００６３】
偏光プリズム１から出射した各偏光は、１個目のファラデー回転子２（図中左側のファラデー回転子２）で４５°回転される。続いて、両光線は吸収型偏光子３に達するが、吸収型偏光子３は各光線の偏光面に対応するように配置されているため、損失することなく透過する。さらに、２個目のファラデー回転子２（図中右側のファラデー回転子２）で偏光はそれぞれ４５°回転されて、合わせて９０°回転されることになる。
【００６４】
９０°回転されて下面に垂直となった偏光は、２個目の偏光プリズム１（図中右側の偏光プリズム１）の各偏光分離膜８界面で反射される。一方、９０°回転されて下面に平行となった偏光は、そのまま２個目の偏光プリズム１を透過する。そのため、両光線は２個目の偏光プリズム１において合成されて、光アイソレータから出射することになる。
【００６５】
図３（ｂ）は、逆方向の光の進み方を示す図である。右側の偏光プリズム１に入射した戻り光は、順方向の場合と同じく、下面に平行な偏光成分と垂直な偏光成分に分離される。次に、これらの偏光は、ファラデー回転子２で、順方向における回転方向とは逆方向に４５°回転される。そのため、続いて達する吸収型偏光子３の偏光方向とは９０°異なることになる。したがって、戻り光は吸収型偏光子３で吸収され、左側の光ファイバ５に再入射されないことになる。
【００６６】
さらに、この構成では、逆方向において、吸収型偏光子３を透過する漏れ光があったとしても、２個目のファラデー回転子２（図中左側のファラデー回転子２）で４５°回転されることになる。そのため、漏れ光は２個目の偏光プリズム１（図中左側の偏光プリズム１）においても合成されず、光路外に出射することになる。
【００６７】
作製した偏光無依存型光アイソレータについて、順方向の挿入損失とアイソレーションを測定したところ、挿入損失は０．４２ｄＢであり、アイソレーションは５４ｄＢであった。
【００６８】
（比較例１）
比較例１では、従来の構成として図４の構成を採用した。ここでは、波長１５５０ｎｍの光に対して設計を行った。
【００６９】
まず、長さ１０．０ｍｍ×幅３．０ｍｍ×高さ１．０ｍｍの複屈折結晶６を２個準備した。この複屈折結晶６による光の分離距離は、１．０ｍｍであった。さらに、所定の磁場において波長１５５０ｎｍの光に対してファラデー回転角が４５度となるように設計した４５度ファラデー回転子２（長さ５４０μｍのビスマス置換希土類鉄ガーネット）と、１／２波長板４を準備した。
【００７０】
次に、接着剤を介して、１個目の複屈折結晶６、ファラデー回転子２、１／２波長板４、２個目の複屈折結晶６の順に貼り合わせた。
ここで、複屈折結晶６の光ファイバ５側の光の透過面には対空気の反射防止膜が施してあり、ファラデー回転子２の両端には対エポキシの反射防止膜が施されている。
【００７１】
さらに、ファラデー回転子２には所定の磁場が印加されるようにＳｍＣｏ磁石を配置して、偏光無依存型光アイソレータを作製した。
【００７２】
作製した偏光無依存型光アイソレータについて、順方向の挿入損失とアイソレーションを測定したところ、挿入損失は０．３８ｄＢであり、アイソレーションは３８ｄＢであった。
【００７３】
上記からわかるように、吸収型偏光子を含んで構成され、順方向において、吸収型偏光子よりも後にファラデー回転子が配置された実施例１、２では、吸収型偏光子を含まない比較例１と異なり、戻り光の迷光処理のために光吸収体等を配置する必要がなく、また比較例１と比べて高いアイソレーションが得られている。さらに、ファラデー回転子を２個含み、順方向において、吸収型偏光子よりも前にもファラデー回転子が配置された実施例２では、実施例１と比べてさらに高いアイソレーションが得られている。また、実施例１、２では、高価で大きな複屈折結晶としてのＴｉＯ結晶が不要であり、かつ、複屈折結晶としてのＴｉＯ結晶を用いた場合より、偏光無依存型光アイソレータの長さを短くできる。
【００７４】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００７５】
１…偏光分離部材（偏光プリズム）、  ２…ファラデー回転子、  ３…吸収型偏光子、
４…１／２波長板、  ５…光ファイバ、  ６…複屈折結晶、  ７…光吸収体、
８…偏光分離膜。
【図１】
2018092022.tif 000003
【図２】
2018092022.tif 000004
【図３】
2018092022.tif 000005
【図４】
2018092022.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】平成29年11月13日(2017.11.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２７】
本発明の偏光無依存型光アイソレータは、例えば、図１に示す構成（本発明の第１実施形態）をとることができる。なお、図１は偏光無依存型光アイソレータを上から見た図である。ここでは、順方向において、吸収型偏光子３よりも後に１／２波長板４が配置されており、１個目の偏光分離部材１、吸収型偏光子３、ファラデー回転子２、１／２波長板４、２個目の偏光分離部材１の順に配置されている。また、吸収型偏光子３は、偏光分離部材１によって分離された各透過光の偏光面に対応するように２個配置されている。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
本発明の偏光無依存型光アイソレータは、例えば、図２に示す構成（本発明の第２実施形態）もとることができる。図２も図１と同様に偏光無依存型光アイソレータを上から見た図である。ここでは、順方向において、吸収型偏光子３よりも前に１／２波長板４が配置されており、１個目の偏光分離部材１、１／２波長板４、吸収型偏光子３、ファラデー回転子２、２個目の偏光分離部材１の順に配置されている。また、吸収型偏光子３は、偏光分離部材１によって分離された各透過光の偏光面に対応するように２個配置されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
本発明の偏光無依存型光アイソレータは、例えば、図３に示す構成（本発明の第３実施形態）もとることができる。図３も図１と同様に偏光無依存型光アイソレータを上から見た図である。ここでは、順方向において、吸収型偏光子３よりも後に配置されているファラデー回転子２とは別に、吸収型偏光子３より前にもファラデー回転子２が配置されており、１個目の偏光分離部材１、１個目のファラデー回転子２、吸収型偏光子３、２個目のファラデー回転子２、２個目の偏光分離部材１の順に配置されている。また、吸収型偏光子３は、偏光分離部材１によって分離された各透過光の偏光面に対応するように２個配置されている。