(57)【要約】【課題】本発明に係る偏波制御素子は、特定の電界成分を遮断せずに任意の電界振動面を有する偏波を常に一定の電界振動面を有する直線偏波に変換して出射する。【解決手段】本発明は、入射した電磁波の偏波を直線偏波に変換して出力する偏波制御素子であって、第１の平面上の第１の領域を囲む第１の配線と、第１の平面に概直交する第２の平面上の第２の領域を囲む第２の配線と、第１の平面と第２の平面との交線の近傍に配置され、第１の配線と第２の配線とが１つのループを形成するように第１の配線と第２の配線とを接続する接続部と、電磁波が第１の領域に入射したことに起因して第２の配線に発生した電流により、第２の領域に生じる磁界が印加される位置に配置された媒質とを備えたことを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した電磁波の偏波を直線偏波に変換して出力する偏波制御素子であって、
第１の平面上の第１の領域を囲む第１の配線と、
前記第１の平面に概直交する第２の平面上の第２の領域を囲む第２の配線と、
前記第１の平面と前記第２の平面との交線の近傍に配置され、前記第１の配線と前記第２の配線とが１つのループを形成するように前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する接続部と、
前記電磁波が前記第１の領域に入射したことに起因して前記第２の配線に発生した電流により、前記第２の領域に生じる磁界が印加される位置に配置された媒質と
を備えたことを特徴とする偏波制御素子。
【請求項２】
請求項１に記載の偏波制御素子において、
前記接続部は、前記電磁波が前記第１の領域に入射したことに起因して前記第１の配線に誘起される電流を前記第２の配線において一方向に流すための整流機構を有することを特徴とする偏波制御素子。
【請求項３】
請求項２に記載の偏波制御素子において、
前記整流機構は少なくとも１つのダイオードを含むことを特徴とする偏波制御素子。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の偏波制御素子において、
前記第２の配線は自己インダクタンス成分を有することを特徴とする偏波制御素子。
【請求項５】
請求項２乃至４のいずれかに記載の偏波制御素子において、
前記第２の配線に近傍する第３の配線をさらに備え、前記第２の配線と前記第３の配線との間で相互インダクタンス成分を有することを特徴とする偏波制御素子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の偏波制御素子を周期的に複数個配置したことを特徴とする偏波制御素子。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかに記載の偏波制御素子を用いて電磁波の偏波を直線偏波に変換して出力する偏波制御方法であって、
前記第１の領域に電磁波を入射させるステップと、
前記電磁波が前記第１の領域に入射したことに起因して前記第１の配線及び前記第２の配線に電流が流れるステップと、
前記第２の配線に電流が流れることに起因して発生した、前記電磁波の進行方向に平行な磁場を前記媒質に印加するステップと、
前記媒質への前記磁場の印加によるファラデー効果により、入射した前記電磁波の電界振動面を回転させるステップと
を備えたことを特徴とする偏波制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁波の偏波制御素子及び偏波制御方法に関し、より詳細には、例えば光通信において光が偏波依存性を有する光学素子を通過する際の偏波を制御する偏波制御素子および偏波制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信で用いる光学素子は偏波依存性を有する場合が多い。例えば、液晶素子やＳｉ細線導波路のように、入射光の偏波が特定の電界振動面を有する直線偏波でない場合に損失を発生する光学素子が多数存在する。これらの光学素子を機能させるためには、入射光の偏波を制御することが必要であり、入射光の偏波を制御するために偏光子やファラデー回転子が用いられている。
【０００３】
図１は、非特許文献１に示されるような従来の偏光子を示す。図１（ａ）には、複数の金属細線１０１が周期的に配列されて構成された偏光子１００が示されている。金属細線１０１は、使用する光の波長の半分以下の周期で配列されている。例えば光通信で使用する波長１．５５μｍの光に対して、金属細線１０１の配列周期は７７５ｎｍ以下となる。
【０００４】
ここで、光は電磁波であり、互いに直交する電界と磁界とが振動しながら伝搬する。電界の振動方向の状態は偏波と呼ばれ、電界を含む面を電界振動面とし、磁界を含む面を磁界振動面とする。電界振動面が一定の平面で伝搬する光を直線偏波と呼び、電界振動面がらせん状の面を形成して伝搬する光を円偏波や楕円偏波と呼ぶ。
【０００５】
偏光子１００は、図１（ａ）に示されるように金属細線１０１の長手方向に垂直な電界１０２を有する入射光を透過し、図１（ｂ）に示されるように金属細線１０１の長手方向に平行な電界１０２を有する入射光を遮断する。このため、光が任意の偏波で入射された場合には、常に金属細線１０１の長手方向に垂直な電界を有する光成分を透過し、この方向に電界振動面を有する直線偏波を出射することができる。一方で、金属細線１０１の長手方向に平行な電界を有する光成分を遮断してしまうため、光のパワー損失が生じる。
【０００６】
図２は、非特許文献２に示されるようなファラデー回転子を示す。図２に示されるように、ファラデー回転子２０１は、光の進行方向と平行な一定の磁場２０２を印加することにより、光の電界振動面を回転させる素子である。ファラデー回転子２０１は、使用する光の周波数において光を透過する磁性体からなり、例えばイットリウム鉄ガーネット（ＹＩＧ：Yttrium Iron Garnet）などが磁性体材料として使用される。電界振動面を４５°回転させた回転角を得るためには、ＹＩＧの厚さは１ｍｍ程度となる。
【０００７】
ファラデー回転子２０１は、光を遮断することなく入射光の電界振動面を回転させることができる。一方で、回転角はファラデー回転子２００の厚さや印加される磁場により決定されるため、入射光の電界振動面に対して一定の回転角が加わって光が出射されるのみである。そのため、ファラデー回転子２０１では、任意の電界振動面を有する偏波を常に一定の電界振動面を有する直線偏波に変換して出射することができなかった。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Thorlabs Inc、"ワイヤーグリッド偏光子"、[online]、２０１３年９月１８日検索、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.thorlabs.com/newgrouppage9_pf.cfm?guide=10&category_id=133&objectgroup_id=5510＞
【非特許文献２】尾崎、朝倉、“ヘクト 光学II−波動光学−”、第４版、丸善株式会社、平成１７年１０月５日、p.124〜128
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述のように、これまで、特定の電界成分を遮断せずに、任意の電界振動面を有する偏波を常に一定の電界振動面を有する直線偏波に変換して出射することは不可能であった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の偏波制御素子は、入射した電磁波の偏波を直線偏波に変換して出力する偏波制御素子であって、第１の平面上の第１の領域を囲む第１の配線と、前記第１の平面に概直交する第２の平面上の第２の領域を囲む第２の配線と、前記第１の平面と前記第２の平面との交線の近傍に配置され、前記第１の配線と前記第２の配線とが１つのループを形成するように前記第１の配線と前記第２の配線とを接続する接続部と、前記電磁波が前記第１の領域に入射したことに起因して前記第２の配線に発生した電流により、前記第２の領域に生じる磁界が印加される位置に配置された媒質とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の偏波制御素子は、請求項１に記載の偏波制御素子において、前記接続部は、前記電磁波が前記第１の領域に入射したことに起因して前記第１の配線に誘起される電流を前記第２の配線において一方向に流すための整流機構を有することを特徴とする。
【００１２】
請求項３に記載の偏波制御素子は、請求項２に記載の偏波制御素子において、前記整流機構は少なくとも１つのダイオードを含むことを特徴とする。
【００１３】
請求項４に記載の偏波制御素子は、請求項２又は３に記載の偏波制御素子において、前記第２の配線は自己インダクタンス成分を有することを特徴とする。
【００１４】
請求項５に記載の偏波制御素子は、請求項２乃至４のいずれかに記載の偏波制御素子において、前記第２の配線に近傍する第３の配線をさらに備え、前記第２の配線と前記第３の配線との間で相互インダクタンス成分を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項６に記載の偏波制御素子は、請求項１乃至５のいずれかに記載の偏波制御素子を周期的に複数個配置したことを特徴とする。
【００１６】
請求項７に記載の偏波制御方法は、請求項１乃至６のいずれかに記載の偏波制御素子を用いて電磁波の偏波を直線偏波に変換して出力する偏波制御方法であって、前記第１の領域に電磁波を入射させるステップと、前記電磁波が前記第１の領域に入射したことに起因して前記第１の配線及び前記第２の配線に電流が流れるステップと、前記第２の配線に電流が流れることに起因して発生した、前記電磁波の進行方向に平行な磁場を前記媒質に印加するステップと、前記媒質への前記磁場の印加によるファラデー効果により、入射した前記電磁波の電界振動面を回転させるステップとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係る偏波制御素子は、特定の電界成分を遮断せずに、任意の電界振動面を有する偏波を常に一定の電界振動面を有する直線偏波に変換して出射することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】非特許文献１に示されるような従来の偏光子を示す図である。
【図２】非特許文献２に示されるようなファラデー回転子を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る偏波制御素子を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る偏波制御素子に電磁波が入射した場合における磁場の発生を説明する図である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る偏波制御素子を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る偏波制御素子に電磁波が入射した場合における磁場の発生を説明する図である。
【図７】本発明に係る偏波制御素子を複数個用いた例を示す図である。
【図８】本発明の第３の実施形態に係る偏波制御素子を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施形態に係る偏波制御素子に電磁波が入射した場合における磁場の発生を説明する図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態に係る偏波制御素子の等価回路を示す図である。
【図１１】本発明の第４の実施形態に係る偏波制御素子における直流電流の波形を示す図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態に係る偏波制御素子を実現する構造を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１の実施形態）
以下、本発明の第１の実施形態に係る偏波制御素子を説明する。図３（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る偏波制御素子を示す。図３（ａ）には、金属線から成る第１及び第２の金属スプリットリング共振器（ＳＲＲ：Split Ring Resonator）３０１及び３０２と、第１の金属ＳＲＲ３０１及び第２の金属ＳＲＲ３０２を接続する接続部３０３とが、媒質３０４の表面又は内部に配置された偏波制御素子３００が示されている。
【００２０】
第１の金属ＳＲＲ３０１及び第２の金属ＳＲＲ３０２は、空間中で直交する２つの平面上にそれぞれ形成されており、２つの平面の交線部分に切欠け部分を有する。図３（ａ）に示されるように、第１の金属ＳＲＲ３０１はｘｚ平面上に形成されており、第２の金属ＳＲＲ３０２はｘｙ平面上に形成されている。
【００２１】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示される偏波制御素子３００を平面状に切り開いた図である。接続部３０３は、図３（ｂ）に示されるように、第１の金属ＳＲＲ３０１及び第２の金属ＳＲＲ３０２が形成されている２つの平面の交線部分において、第１の金属ＳＲＲ３０１及び第２の金属ＳＲＲ３０２が１つのループを形成するように第１の金属ＳＲＲ３０１及び第２の金属ＳＲＲ３０２の切欠け部分同士を接続する。接続部３０３は、例えば金属線で構成することができる。
【００２２】
第１の金属ＳＲＲ３０１及び第２の金属ＳＲＲ３０２単体は、メタマテリアル技術の代表的構造である金属スプリットリング共振器（ＳＲＲ）である。電磁波の磁界が金属スプリットリングで囲まれる面を貫くと、ファラデーの電磁誘導の法則により金属スプリットリングに電流が発生し、この発生した電流により電磁界の磁界に対して反対向きの反抗磁場が生じる。反抗磁場は、入射電磁波の周波数によって強度が変化する。このとき、入射電磁波の周波数がＳＲＲの共振周波数付近において入射電磁波の有効透磁率が正の値から負の値へ変化する。透磁率が負となる周波数領域の入射電磁波は、透過できないため減衰する。ＳＲＲの直径は使用する光の波長の１／１０程度となるため、光通信波長帯で使用する場合には直径１５０ｎｍ程度となる。
【００２３】
ｚ軸に平行な進行方向の電磁波が偏波制御素子３００に入射する場合を考える。図４（ａ）に示されるように、入射電磁波の磁界４０１がｘ軸に平行な磁界振動面（電界振動面はｙ軸に平行）を有する場合、第１の金属ＳＲＲ３０１及び第２の金属ＳＲＲ３０２に囲まれた領域を貫く入射磁場が存在しないため、第１の金属ＳＲＲ３０１及び第２の金属ＳＲＲ３０２は入射電磁波に影響を与えない。そのため、図４（ａ）に示されるように、入射電磁波は偏波状態を保ち透過する。
【００２４】
一方、図４（ｂ）に示されるように、入射電磁波の磁界４０１がｙ軸に平行な磁界振動面（電界振動面はｘ軸に平行）を有する場合、第１の金属ＳＲＲ３０１に囲まれた領域を貫く入射磁場４０２が存在する。そのため、図４（ｃ）に示されるように、第１の金属ＳＲＲ３０１においては入射磁場４０２を打ち消そうとして、ファラデーの電磁誘導の法則により交流電流４０３が発生する。この交流電流４０３は、反抗磁場４０４に加え磁場４０５も発生させる。
【００２５】
磁場４０５により、偏波制御素子３００では、光の進行方向に対して平行な一定の磁場４０５が媒質３０４に印加されるため、図２に示されるファラデー回転子２０１と同様の状態となり、入射した電磁波の電界振動面が回転する。電界振動面の回転により偏波が変化するが、その過程で、図４（ｄ）に示されるように入射電磁波の磁界４０１についてｙ軸に平行な磁界成分がなくなると、この状態で安定し、電界振動面の回転が止まる。これにより、入射電磁波の偏波を一定の電界振動面を有する直線偏波に変換して出射することが可能となる。
【００２６】
第１の実施形態に係る偏波制御素子３００において、入射磁場４０２、反抗磁場４０４、磁場４０５および電界振動面は、一方向に回転し続けるのではなく入射電磁波の周波数に依存して振動する。ここで、媒質３０４が有するヴェルデ定数νと発生する磁場４０６（Ｂを記す）とに比例するα（α＞０）を規定し、｜α｜∝ν｜Ｂ｜と表すと、電界振動面は−αから＋αの角度範囲で振動する。入射電磁波の磁界振動面と第１の金属ＳＲＲ３０１との角度θを図４（ｅ）に示すように規定すると、−α＜θ＜＋αであれば、偏波の電界振動面を上記安定状態にすることができる。
【００２７】
なお、媒質３０４としては、電磁波を透過し、ヴェルデ定数が大きい、例えばＹＩＧ（ヴェルデ定数νが１．９ｄｅｇ／Ａ）などの材料が好ましいが、クラウンガラス（ヴェルデ定数νが４×１０−４ｄｅｇ／Ａ）や窒素（ヴェルデ定数νが１．３×１０−７ｄｅｇ／Ａ）などでもよく、材料は限定されない。
【００２８】
また、図３においては、第１の金属ＳＲＲ３０１、第２の金属ＳＲＲ３０２及び接続部３０３が媒質３０４の表面又は内部に配置された構成を示したが、媒質３０４は第２の金属ＳＲＲ３０２を貫く磁場４０５が印加される位置に配置されていればよい。以下に示す各実施形態についても同様とする。
【００２９】
このように、本発明に係る偏波制御素子は、光などの電磁波が通過する際に電磁波の進行方向と平行な磁場を発生させる構造を有し、この磁場により電磁波の電界振動面がファラデー効果により回転する。入射光は、その電界振動面の角度によって異なる回転角が加わって出射され、また、一定の電界振動面となったところで磁場が消滅し電界振動面の回転が止まる。そのため、本発明に係る偏波制御素子によると、従来技術では不可能であった、特定の電界成分を遮断せずに任意の偏波の入射光を常に一定の電界振動面を有する直線偏波に変換して出射することが可能となる。
【００３０】
（第２の実施形態）
以下、本発明の第２の実施形態に係る偏波制御素子を説明する。図５（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る偏波制御素子を示す。図５（ａ）には、第１及び第２の金属ＳＲＲ５０１及び５０２と、第１の金属ＳＲＲ５０１及び第２の金属ＳＲＲ５０２を接続する整流機構５０３とが、媒質５０４の表面又は内部に配置した偏波制御素子５００が示されている。図５（ａ）に示されるように、第２の実施形態に係る偏波制御素子５００では、偏波制御素子５００が整流機構５０３を備える点が、接続部３０３を備える第１の実施形態に係る偏波制御素子３００とは異なる。
【００３１】
整流機構５０３は、整流素子であるダイオード５０５と金属細線５０６とを例えば図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示されるように接続し、全波整流を行うことができるものとし、第１の金属ＳＲＲ５０１に誘起される交流電流を第２の金属ＳＲＲ５０２において一方向に整流する。
【００３２】
ｚ軸に平行な進行方向の電磁波が偏波制御素子５００に入射する場合を考える。図６（ａ）に示されるように、入射電磁波の磁界６０１がｙ軸に平行な磁界振動面（電界振動面はｘ軸に平行）を有する場合、入射磁場６０２が第１の金属ＳＲＲ５０１を貫く存在するめ、第１の金属ＳＲＲ５０１に交流電流６０３が誘起されて、第１の金属ＳＲＲ５０１に交流電流６０３が流れ、交流電流６０３が整流機構５０４により整流されて第２の金属ＳＲＲ５０２には直流電流６０４が流れる。交流電流６０３は、反抗磁場６０５を発生させる。発生した直流電流６０４は一方向の電流であるため、図６（ｂ）に示されるように第２の金属ＳＲＲ５０２をｚ軸方向に貫く磁場６０６を発生させる。このため、入射波の磁界６０１がｙ軸に平行な磁界振動成分を有する場合、図６（ｂ）に示されるように第２の金属ＳＲＲ５０２をｚ軸方向に貫く磁場６０６を発生させ、入射波の磁界６０１がｙ軸に平行な磁界振動成分を有さない場合、図６（ｃ）に示されるように磁場６０６は発生しない。
【００３３】
第２の実施形態に係る偏波制御素子５００は、整流機構５０３を備えているため、磁場が一方向に発生し振動面が回転し、入射電磁波の磁界６０１が第１の金属ＳＲＲ５０１に垂直な成分を有する限り、振動面が回転し続ける。そのため、第２の実施形態に係る偏波制御素子５００は、回転範囲の上限がない点で第１の実施形態に係る偏波制御素子３００に比べて有利である。
【００３４】
また、本発明に係る偏波制御素子が１つでは偏波の回転量が不足している場合は、本発明に係る偏波制御素子を複数個並べる構成にしてもよい。例えば図７に示すように、偏波制御素子５００を複数個並べた素子に任意の磁界振動面を有する偏波を入射した場合を考える。入射電磁波の磁界が偏波制御素子５００の第１の金属ＳＲＲ５０１を貫く場合、第２の金属ＳＲＲ５０２をｚ軸方向に貫く磁場６０６が発生する。図７（ａ）に示されるように、この磁場６０６により電界振動面及び磁界振動面を一定方向に回転させることができる。振動面の回転は、入射電磁波の磁界においてｙ軸に平行な成分が少なくなるにつれて遅くなり、入射電磁波の磁界においてｙ軸に平行な成分がなくなると、図７（ｂ）に示されるように磁場６０６が発生しなくなり、振動面の回転が止まる。
【００３５】
このように、偏波制御素子５００を複数個並べた場合、任意の磁界振動面を有する偏波が偏波制御素子５００に入射されると、第１の金属ＳＲＲ５０１を貫く磁場がなくなる直線偏波に自動的に変換されて出射される。
【００３６】
なお、図７では、第２の実施形態に係る偏波制御素子５００を用いた例を示したが、本明細書に記載の全実施形態に係る偏波制御素子を複数個並べるように構成する可能である。
【００３７】
（第３の実施形態）
以下、本発明の第３の実施形態に係る偏波制御素子を説明する。図８（ａ）は、第３の実施形態に係る偏波制御素子８００を示す。図８（ａ）には、第１及び第２の金属ＳＲＲ８０１及び８０２と、第１の金属ＳＲＲ８０１及び第２の金属ＳＲＲ８０２を接続する接続部８０３と、ダイオード８０５とが、媒質８０４の表面又は内部に配置した偏波制御素子５００が示されている。第３の実施形態に係る偏波制御素子８００は、第１の実施形態に係る偏波制御素子３００の一部にダイオード８０５を配置したものである。図８（ａ）及び図８（ｂ）において、ダイオード８０５は、第２の金属ＳＲＲ８０２に設けられているが、第１の金属ＳＲＲ８０１、第２の金属ＳＲＲ８０２及び接続部８０３のいずれに配置してもよく、個数も制限されない。
【００３８】
ｚ軸方向に平行な電磁波が偏波制御素子８００に入射する場合を考える。図９（ａ）に示されるように、入射電磁波の磁界９０１がｙ軸に平行な磁界振動面を有する場合、入射磁場９０２が第１の金属ＳＲＲ８０１を貫く。入射電磁波の磁界９０１のｙ軸に平行な成分である入射磁場９０２が第１の金属ＳＲＲ８０１を上向きに貫く場合、ダイオード８０５により電流は流れないが、入射磁場９０２が第１の金属ＳＲＲ８０１を下向きに貫く場合、第１の金属ＳＲＲ８０１及び第２の金属ＳＲＲ８０２にはダイオード８０５の順方向に直流電流９０３が流れる。図９（ｂ）に示されるように、直流電流９０３は、電磁波の進行方向に垂直な反抗磁場９０４及び平行な磁場９０５を発生させる。入射電磁波が磁場９０５によるファラデー効果を受け、入射電磁波の偏波が変化する。
【００３９】
第２の実施形態に係る偏波制御素子５００と同様に、第１の金属ＳＲＲ８０１を貫く入射磁場９０２がなくなると偏波の変化が止まる。このように、入射してきた任意の偏波を常に一定の電界振動面を有する直線偏波に変換して出射することが可能となる。
【００４０】
なお、ダイオード８０５が設けられていたとしても第１の金属ＳＲＲ８０１及び第２の金属ＳＲＲ８０２が一定以上の長さがある場合、この部分に電流が流れダイオード８０５に逆電流を流そうとするが、ダイオード８０５を複数個同一方向に並べて第１の金属ＳＲＲ８０１及び第２の金属ＳＲＲ８０２の配線部分を分割することにより、このような電流は低減することができる。
【００４１】
また、磁場９０５は電磁波の進行方向に鉛直な方向の磁場であるが、このような位置関係はフォークト配置と呼ばれる。磁化がある場合、磁場９０５に対し平行方向の磁界振動面を有する光と磁場９０５に対し垂直方向の磁界振動面を有する光との間で屈折率の差が生じ、これにより偏波に依存して光学的遅延を生じるコットンムートン効果を起こすこともできる。
【００４２】
（第４の実施形態）
以下、本発明の第４の実施形態に係る偏波制御素子を説明する。ここで、図１０（ａ）は、第２の実施形態に係る偏波制御素子５００の等価回路を示す。図１０（ａ）においては、図６（ａ）に示される第１の金属ＳＲＲ５０１における交流電流６０３を、等価回路における交流電流源６０３として示している。
【００４３】
第２の実施形態に係る偏波制御素子５００において、第２の金属ＳＲＲ５０２を流れる直流電流６０４は、図１１（ａ）に示されるような波形となる。磁場６０７も同様に一方向に発生するが、大きさが時間変化する。偏波制御の観点から、磁場６０７の大きさは一定の方が扱いやすい場合があるため、直流電流６０６の波形をフラットにすることを考える。
【００４４】
図１０（ｂ）は、第４の実施形態に係る偏波制御素子１０００の等価回路を示す。図１０（ｂ）に示されるように、第４の実施形態に係る偏波制御素子１０００では、第２の金属ＳＲＲ１００２に対応する回路部分にインダクタンス１００４を導入している。これにより直流電流１００５が平滑化され、第２の金属ＳＲＲ１００２を流れる直流電流１００５は図１１（ｂ）に示されるような波形となる。
【００４５】
図１２（ａ）は、第４の実施形態に係る偏波制御素子１０００を実現する構造を示す。偏波制御素子１０００では、第２の金属ＳＲＲ１００２がコイル状にすることによりインダクタンス１００４を構成している。第２の金属ＳＲＲ１００２部分のコイルの巻き数、面積、芯材等を設計することで所望のインダクタンスを得ることができる。
【００４６】
同様に、図１０（ｃ）に示されるように相互インダクタンスを用いてもよい。図１０（ｃ）は、第４の実施形態に係る偏波制御素子の等価回路の他の例を示す。図１０（ｃ）に示されるように、第４の実施形態の他の例に係る偏波制御素子１０５０では、第２の金属ＳＲＲ１０５２に対応する回路部分に相互インダクタンス１０５４を導入している。直流電流１０５６の時間変化により相互インダクタンス１０５４部分に磁界が誘起され、直流電流１０５７が誘起されるが、図１０（ｂ）に示される偏波制御素子１０００と同様に、直流電流１０５７は直流電流１０５６を平滑化するように働く。
【００４７】
図１２（ｂ）は、第４の実施形態の他の例に係る偏波制御素子１０５０を実現する構造を示す。図１２（ｂ）に例示されるように、偏波制御素子１０５０では、コイル状の第２の金属ＳＲＲ１０５２に近接させるようにコイル１０５８を設けることにより相互インダクタンス１０５４を構成することができる。
【００４８】
なお、第４の実施形態に係る偏波制御素子では、整流機構を用いた例を説明したがこれに限定されるわけではなく、第３の実施形態に示されるようなダイオード８０５や他の整流素子を用いて第２の金属ＳＲＲに直流電流を流す場合にも適用できることは言うまでもない。
【００４９】
また、上記第１乃至第４の実施形態において説明した通り、波長によって規定や制限がなされるメカニズムや原理は含まれていないので、光に限らずあらゆる波長の電磁波一般に対して適用できることは言うまでもない。金属ＳＲＲは円形としたが、磁場が貫く平面領域が重要であって形状を円形に限るものではなく、矩形であってもよい。また、２つの金属ＳＲＲの接続配線をひねったり、整流素子の向きを逆にしたりすることで、直流電流を流す向きを逆にできることも言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
偏光子  １００
金属細線  １０１
ファラデー回転子  ２０１
偏波制御素子  ３００、５００、８００、１０００、１０５０
第１の金属ＳＲＲ  ３０１、５０１、８０１、１００１、１０５１
第２の金属ＳＲＲ  ３０２、５０２、８０２、１００２、１０５２
接続部  ３０３、８０３、１００３
媒質  ３０４、５０４、８０４
整流機構  ５０３
ダイオード  ８０５
インダクタンス  １００４
相互インダクタンス  １０５４
コイル  １０５８
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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