(57)【要約】【課題】光軸方向の寸法のみならず、光軸に直交する方向の寸法も短縮し、全体として大幅に小型化する。【解決手段】少なくとも複屈折素子１２と可変ファラデー回転子１６を有する光素子群とミラー１８を具備し、一端側から入力する光が光素子群を進行して他端側のミラーに達し、反射した光が光素子群を逆行して一端側から出力し、光が光素子群を往復する間、光量又は光路が制御される反射型可変磁気光学デバイスである。ミラー手段の直前の光路中に可変ファラデー回転子のファラデー素子２４が位置し、ロッド状磁心３０にコイル３２を巻装した電磁石２８を、その一方の端面がミラー手段の直後に対向するように近接配列し、該電磁石によってミラー手段を越えてファラデー素子に可変磁界を印加する。光量を制御する可変光アッテネータのみならず、光路を制御する光スイッチにも適用できる。【選択図】      図１
2004177639.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも複屈折素子と可変ファラデー回転子を有する光素子群とミラー手段とを具備し、一端側から入力する光が光素子群を進行して他端側のミラー手段に達し、該ミラー手段で反射した光が光素子群を逆行して一端側から出力し、光が光素子群を往復する間、光量又は光路が制御される磁気光学デバイスにおいて、
前記ミラー手段の直前の光路中に可変ファラデー回転子のファラデー素子が位置し、ロッド状磁心にコイルを巻装した電磁石を、その一方の端面がミラー手段の直後に位置しミラー手段を介してファラデー素子に対向するように配列し、該電磁石によってミラー手段を越えてファラデー素子に可変磁界を印加することを特徴とする反射型可変磁気光学デバイス。
【請求項２】
光素子群は、２芯ファイバフェルールと複屈折素子とレンズをその順序で配列し、２芯ファイバフェルールのファイバ端面とレンズの距離が該レンズの焦点距離にほぼ一致する構造であり、可変ファラデー回転子によってファラデー回転角をほぼ０〜４５度の範囲で可変することで出力光量を制御する光アッテネータ機能を呈する請求項１記載の反射型可変磁気光学デバイス。
【請求項３】
可変ファラデー回転子が、ファラデー素子の外側に設けた一対の永久磁石と前記電磁石とを備え、永久磁石によってファラデー素子の面に平行な方向に飽和磁界を印加し、電磁石によってファラデー素子の面に垂直な方向に可変磁界を印加する請求項２記載の反射型可変磁気光学デバイス。
【請求項４】
偏波方向が直交関係にある同じ光路の光を分離し異なる光路の光を合成する偏波分離合成用複屈折素子と、異なる光路を通る偏波方向が直交関係にある光を平行関係にし平行関係にある光を直交関係にする偏波選択回転手段と、往路は常光のまま、復路では常光は異常光に異常光は常光に変換する常光−異常光変換手段と、偏波面を０度と４５度のいずれかに切り換える偏波面切換制御手段とを具備し、該偏波面切換手段に２２．５度固定ファラデー回転子と±２２．５度可変ファラデー回転子が用いられていて、該可変ファラデー回転子による偏波面の切り換えで光路を制御する光スイッチ機能を呈する請求項１記載の反射型可変磁気光学デバイス。
【請求項５】
ミラー手段が、可変ファラデー回転子のファラデー素子の背面に形成されたミラー膜からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の反射型可変磁気光学デバイス。
【請求項６】
ミラー手段が、電磁石のロッド状磁心の一方の端面を鏡面加工し形成したミラー膜からなる請求項１乃至４のいずれかに記載の反射型可変磁気光学デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変ファラデー回転子を用いて光量あるいは光路を制御する反射型の磁気光学光デバイスに関するものである。更に詳しく述べると本発明は、ミラー手段の直前の光路中に可変ファラデー回転子のファラデー素子が位置し、ロッド状磁心にコイルを巻装した電磁石を、その一方の端面がミラー手段の直後に位置するように配列し、電磁石によってミラー手段を越えてファラデー素子に可変磁界を印加するようにした反射型可変磁気光学デバイスに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
【特許文献１】
特開平１０−１６１０７６号公報
【０００３】
光通信システムあるいは光計測システムなどにおいては、透過光量を制御するための光アッテネータ、あるいは光路切り換えや光のオン／オフ制御を行うための光スイッチなど各種の能動型光デバイスが必要となる。光アッテネータは、例えばファラデー回転角可変装置の入力側と出力側に偏光子と検光子を設置し、ファラデー素子に印加する磁界を可変することにより、検光子を透過する光量を制御する光デバイスである。また光スイッチは、入力ポートからの入力光を、異なる出力ポートの選択された任意の一つに出力するというような光路切り換え機能を有する光デバイスであり、１×２型（１入力・２出力）が最も基本的な形態である。
【０００４】
これら光通信用の光デバイスとしては、偏波無依存性であること、信頼性が高いこと、光ファイバとの整合性が良好なことなどが肝要である。そのような要求を満たしうるものとして、例えば偏波面に応じて光路を制御する複屈折素子と偏波面の回転角を制御する可変ファラデー回転子などの各種光素子を組み合わせ配列した光素子群によって必要な光機能部とする構成がある。
【０００５】
かつては、光素子群の一端側から光が入力し、光素子群を進行して、他端側から出力する透過型が一般的であった。しかし近年、光デバイスの小型化などの観点から、配列されている光素子群とミラー手段とを組み合わせ、一端側から入力する光が光素子群を進行して他端側のミラーに達し、該ミラーで反射した光が光素子群を逆行して一端側から出力し、光が光素子群を往復する間、光量の制御あるいは光路の切り換えを行う反射型の光デバイスが開発されている。例えば、特許文献１には、入力ファイバと出力ファイバを備えた２芯フェルールと、レンズと、楔形複屈折板と、磁気光学結晶（ファラデー素子）と、リフレクタとを配列し、ファラデー素子に磁界を印加することでファラデー回転角を変化させる構成が開示されている。
【０００６】
これらの光デバイスにおいて、光量の制御あるいは光路の切り換えは、可変ファラデー回転子の電磁石への通電電流の制御によって行われる。そのために用いられている電磁石は、通常、Ｃ型ヨークにコイルを巻装した構造であり、光路中に挿入されているファラデー素子をそのギャップ部分で挟むように配置し、漏れ磁界により該ファラデー素子に必要な方向への可変磁界が印加できるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
このような反射型の光デバイスは、反射光が光素子群を通過することで必要な機能をもたせることができるため、必要な部品点数を削減でき光軸方向の長さを大幅に短縮できる利点を有する。しかし、コイルを巻装したＣ型ヨークは、光路の障害とならないようにするために、配列されている光素子群の側方から取り付ける格好となる。そのために、光軸に対して直交する方向の寸法は、透過型も反射型も殆ど変わらず、小さくできないために全体としての小型化（小径化）は不十分であった。
【０００８】
本発明の目的は、光軸方向の寸法のみならず、光軸に直交する方向の寸法も短縮でき、全体として大幅な小型化が可能な反射型可変磁気光学デバイスを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、少なくとも複屈折素子と可変ファラデー回転子を有する光素子群とミラー手段を具備し、一端側から入力する光が光素子群を進行して他端側のミラー手段に達し、該ミラー手段で反射した光が光素子群を逆行して一端側から出力し、光が光素子群を往復する間、光量又は光路が制御される磁気光学デバイスにおいて、前記ミラー手段の直前の光路中に可変ファラデー回転子のファラデー素子が位置しミラー手段を介してファラデー素子に対向するように配列し、ロッド状磁心にコイルを巻装した電磁石を、その一方の端面がミラー手段の直後に位置するように配列し、該電磁石によってミラー手段を越えてファラデー素子に可変磁界を印加する反射型可変磁気光学デバイスである。
【００１０】
このように可変ファラデー回転子のファラデー素子をミラー手段の直前に位置させると共に、該ミラー手段の直後に電磁石のロッド状磁心を配置した点に本発明の特徴がある。反射型の光デバイスでは、光はミラー手段で反射されるために該ミラー手段の背後には光は到達しない。つまりミラー手段の背後に非光学部品を配置しても光路の妨げとはならない。本発明は、この点に着目し、ミラー手段の背後に可変ファラデー回転子用の電磁石を設置すると共に、その構造を工夫して、従来のＣ型ヨークではなくロッド状磁心を採用することで、光デバイスの細径化を実現したものなのである。
【００１１】
反射型可変磁気光学デバイスとしては、光素子群は、２芯ファイバフェルールと複屈折素子とレンズをその順序で配列し、２芯ファイバフェルールのファイバ端面とレンズの距離を該レンズの焦点距離にほぼ一致させる構造がある。可変ファラデー回転子によりファラデー回転角をほぼ０〜４５度の範囲で可変することで、出力光量を制御する光アッテネータとして機能する。ここで可変ファラデー回転子は、ファラデー素子の外側に設けた一対の永久磁石と前記電磁石を備え、永久磁石によってファラデー素子の面に平行な方向に飽和磁界を印加し、電磁石によってファラデー素子の面に垂直な方向に可変磁界を印加する構成とするのがよい。
【００１２】
反射型可変磁気光学デバイスとしては、偏波方向が直交関係にある同じ光路の光を分離し異なる光路の光を合成する偏波分離合成用複屈折素子と、異なる光路を通る偏波方向が直交関係にある光を平行関係にし平行関係にある光を直交関係にする偏波選択回転手段と、往路は常光のまま、復路では常光は異常光に異常光は常光に変換する常光−異常光変換手段と、偏波面を０度と４５度のいずれかに切り換える偏波面切換制御手段とを具備し、該偏波面切換手段に２２．５度固定ファラデー回転子と±２２．５度可変ファラデー回転子を用いる構造がある。この反射型可変磁気光学デバイスは、可変ファラデー回転子による偏波面の切り換えによって、光路を制御する光スイッチとして機能する。
【００１３】
ミラー手段は、単体のミラーであってもよいが、可変ファラデー回転子のファラデー素子の背面に形成したミラー膜、あるいは電磁石のロッド状磁心の一方の端面を鏡面加工し形成したミラー膜でもよい。ミラー膜を用いると、ファラデー素子とロッド状磁心の間隔を最小にできるため磁気効率が向上する利点がある。
【００１４】
複屈折素子としては、例えばルチル単結晶あるいはニオブ酸リチウムなどを用いる。またファラデー素子としては、例えば磁性ガーネット単結晶、特にＬＰＥ（液相エピタキシャル）法により育成したビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜が好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
反射型光スイッチの場合は、前記のように、偏波方向が直交関係にある同じ光路の光を分離し異なる光路の光を合成する偏波分離合成用複屈折素子と、異なる光路を通る偏波方向が直交関係にある光を平行関係にし平行関係にある光を直交関係にする偏波選択回転手段と、往路は常光のまま、復路では常光は異常光に異常光は常光に変換する常光−異常光変換手段と、偏波面を０度と４５度のいずれかに切り換える偏波面切換制御手段とを具備している。
【００１６】
ここで偏波分離合成用複屈折素子は、偏波分離合成用の単一の複屈折結晶でもよいが、偏波面を９０度回転する直線位相子を挟んで光学軸が対称となるように２個の複屈折結晶を組み合わせた構成、あるいは偏波分離合成用の複屈折結晶と光路長補正用の複屈折結晶を組み合わせた構成などでもよい。
【００１７】
偏波選択回転手段は、偏波面を９０度回転する２枚の直線位相子からなり、それらは偏波面の回転が必要な光路に１枚の直線位相子が挿入され、偏波面の回転が不要な光路には直線位相子が挿入されないか、あるいは２枚の直線位相子が重なった状態で挿入されるような形状とする。
【００１８】
常光−異常光変換手段は、２個の複屈折結晶の間に、４５度固定ファラデー回転子と、偏波面を４５度回転する直線位相子を挿入した構造とする。
【００１９】
偏波面切換手段は、２２．５度固定ファラデー回転子と±２２．５度可変ファラデー回転子からなり、可変ファラデー回転子がミラー手段寄りに位置するように組み合わせる。
【００２０】
【実施例】
図１は本発明に係る反射型可変磁気光学デバイス（可変光アッテネータ）の一実施例を示す説明図であり、部材の配列構造と各光素子の位置での偏波状態を示している。これは、２芯ファイバフェルール１０と、複屈折素子１２とレンズ１４と、可変ファラデー回転子１６と、ミラー１８を、その順序で配列した磁気光学デバイスである。説明を分かり易くするため、光素子群の配列方向（光軸）をｚ軸とし、該ｚ軸に直交する２方向をそれぞれｘ軸、ｙ軸とする座標軸を設定する。また便宜的に、ｘ方向を右方向（ｘ軸を横軸）、ｙ方向を上方向（ｙ軸を縦軸）とする。
【００２１】
２芯ファイバフェルール１０の一端側には、入力ファイバ２０と出力ファイバ２２が接続されている。入力ファイバ２０は中段右側に設けられ、出力ファイバ２２は中段左側に設けられている。つまり、入力ファイバ２０と出力ファイバ２２は、ｙ方向の位置は一致しているが、ｘ方向ではずれて配置されている。
【００２２】
複屈折素子１２は、ルチルやニオブ酸リチウムなどの複屈折結晶からなる直方体であり、その光学軸はｙ−ｚ面内にあり且つｚ軸から傾いた方向を向くように設定されている。この複屈折素子１２は、偏波方向が直交関係にある同じ光路の光を上下に異なる光路の光に分離し、上下で異なる光路の光を同じ光路の光に合成する機能を果たすものである。
【００２３】
レンズ１４は、例えば均質の透明材料からなる平凸レンズであり、２芯ファイバフェルール１０のファイバ端面とレンズ１４との距離が該レンズ１４の焦点距離にほぼ一致するように設定されている。従って、ファイバ端面からの出射光はレンズで平行光となり、逆に平行光はファイバ端面に集光することになる。
【００２４】
可変ファラデー回転子１６は、ミラー１８の直前の光路中に挿入されているファラデー素子（磁気光学結晶：例えばＢｉ置換希土類鉄ガーネットＬＰＥ膜等）２４と、それに可変外部磁界を印加する磁界印加手段を備えている。磁界印加手段は、ファラデー素子２４の外側にてｙ軸方向で対向するように配置した１対の永久磁石２６ａ，２６ｂと、ミラー１８の直後に配置した電磁石２８からなる。この電磁石２８は、ロッド状磁心３０にコイル３２を巻装した構造であり、該ロッド状磁心３０の一方の端面がミラー１８に対向するように近接配置される。永久磁石２６ａ，２６ｂはファラデー素子１８に対して面内方向（ｙ軸方向）に飽和固定磁界を印加し、電磁石２８はミラー１８を越えてファラデー素子２４に対して面に垂直な方向（ｚ軸方向）に可変磁界を印加する。このようにして、永久磁石２６ａ，２６ｂによる固定磁界と電磁石２８による可変磁界の合成磁界によって、入射光のファラデー回転角を０〜４５度の範囲で自由に可変できるようになっている。
【００２５】
次に、この可変光アッテネータの動作について簡単に説明する。入力ファイバ２０から中段右側光路に入力する光は、複屈折素子１２で常光は中段右側光路を直進し、異常光は＋ｙ方向（上向き）に屈折して上段右側光路を進行する。このように光が分離し、レンズ１４で平行光となって進み、可変ファラデー回転子１６のファラデー素子２４を通過してミラー１８に達する。
【００２６】
（４５度ファラデー回転時：減衰率≒０％）
往路では、分離光は可変ファラデー回転子１６でそれぞれ光の偏波面が４５度回転し、レンズ屈折作用によってミラー１８の同じ位置に入射する。復路では、反射光は光路が上下左右で入れ替わると共に可変ファラデー回転子１６でそれぞれ光の偏波面が更に４５度回転し（従って、往路と復路で合計９０度回転する）、レンズ１４を通って集光され、複屈折素子１２で常光は直進し、異常光は−ｙ方向（下向き）に屈折して、光が合成される。合成した光は全て中段左側光路を通るため出力ファイバ２２に結合する。従って、入力ファイバ２０からの入力光は減衰することなく出力ファイバに出力する。
【００２７】
（０度ファラデー回転時：減衰率≒１００％）
往路では、分離光は可変ファラデー回転子１６では偏波面は回転せず、レンズ屈折作用によってミラー１８の同じ位置に入射する。復路では、反射光は光路が上下左右で入れ替わると共に可変ファラデー回転子１６では偏波面は回転せず、レンズ１４を通り、複屈折素子１２で上段光路の常光は直進し、中段光路の異常光は−ｙ方向（下向き）に屈折するため、光は上段左側光路と下段左側光路を通過するように更に分離され、出力ファイバ２２には全く結合しない。
【００２８】
（２２．５度ファラデー回転時：減衰率≒５０％）
ファラデー回転角が４５度と０度の間の場合は次のようになる。代表的な例として中間の２２．５度の場合を説明する。往路では、分離光は可変ファラデー回転子１６でそれぞれ光の偏波面が２２．５度回転し、レンズ屈折作用によってミラー１８の同じ位置に入射する。復路では、反射光は光路が上下左右で入れ替わると共に可変ファラデー回転子１６でそれぞれ光の偏波面が更に２２．５度回転し（従って、往路と復路で合計４５度回転する）、レンズ１４を通って集光される。上段光路の光は、複屈折素子１２で常光は直進し、異常光は−ｙ方向（下向き）に屈折する。中段光路の光も、複屈折素子１２で常光は直進し、異常光は−ｙ方向（下向き）に屈折する。つまり、上段光路の異常光と中段光路の常光は合成され、残りの光は分離されたままとなる。従って、合成した中段左側光路の光だけが出力ファイバ２２に結合し、残りの光（上段光路の常光と下段光路の異常光）は出力ファイバ２２には結合しない。このようにして、入力ファイバ２０からの入力光は、ファラデー回転角に応じて出力ファイバ２２に結合することになり、結果的に出力ファイバへの出力が減衰することになる。
【００２９】
このようにして、可変ファラデー回転子１６のファラデー回転角を０度から４５度の範囲で自由に可変することで、制御したファラデー回転角に応じて出力ファイバ２２への光の結合割合が得られ、出力光量を制御できるのである。
【００３０】
このように反射型の光デバイスでは、光はミラーで反射されるために、該ミラーの背後には光は到達せず、ミラーの背後に非光学部品を配置しても光路の妨げとはならない。本発明は、このことを利用して、ミラーの背後にロッド状磁心の電磁石を設置することで、光デバイスの細径化を実現しているのである。その構造の例を図２に示す。
【００３１】
図２のＡは、図１の実施例で示したものと同様であり、別個の部材であるミラー１８をファラデー素子２４とロッド状磁心３０の間に設置した構造である。この構造は、最も単純であるが、ミラー１８を挿入するためにファラデー素子２４とロッド状磁心３０との間隔を広げる必要があり、磁気効率が若干悪くなる。図２のＢは、ファラデー素子２４の背面にミラー膜３４を形成した例である。ファラデー素子２４を両面研磨した後、一方の面にミラー膜３４を形成する加工を施す。この構成は、作業も比較的容易で最適である。図２のＣは、ロッド状磁心３０の一方の端面にミラー膜３６を形成した例である。ロッド状磁心３０の一方の端面を研磨した後、ミラー膜３６を形成する加工を施す。ロッド状磁心の材質によっては、このような構成も可能である。図２のＢ及びＣの例は、いずれもロッド状磁心３０の一端面とファラデー素子２４との間隔を最小にできるため、磁気効率的には極めて良好である。
【００３２】
図２からも分かるように、本発明では、ロッド状磁心３０にコイル３２を巻き付ける構成のため、光素子群の外側に電磁石ヨークが大きく張り出すことが無くなり、十分に小径化できる。なお、ロッド状磁心３０を用いることで、漏洩磁界が大きく広がり、他のデバイスへの影響が懸念されるが、磁気シールド材で取り囲むか、デバイスのケースを磁気シールド材で構成することで、そのような懸念は払拭できる。
【００３３】
図３は、本発明に係る反射型可変磁気光学デバイス（光スイッチ）の他の実施例を示す説明図であり、部材の配列構造と各光素子の位置での偏波状態を示している。偏波方向が直交関係にある同じ光路の光を分離し異なる光路の光を合成する偏波分離合成用複屈折素子４０と、異なる光路を通る偏波方向が直交関係にある光を平行関係にし平行関係にある光を直交関係にする偏波選択回転手段４２と、往路は常光のまま、復路では常光は異常光に異常光は常光に変換する常光−異常光変換手段４４と、偏波面を０度と４５度のいずれかに切り換える偏波面切換制御手段４６と、ミラー４８を、その順序で配列した磁気光学デバイスである。説明を分かり易くするため、光素子群の配列方向（入力光の進行方向）をｚ軸とし、該ｚ軸に直交する２方向をそれぞれｘ軸、ｙ軸とする座標軸を設定する。また便宜的に、ｘ方向を右方向（ｘ軸を横軸）、ｙ方向を上方向（ｙ軸を縦軸）とする。
【００３４】
偏波分離合成用複屈折素子４０は、ここではルチルやニオブ酸リチウムなどの複屈折結晶からなる単一の直方体であり、その光学軸はｘ−ｚ面内にあり且つｚ軸から傾いた方向を向くように設定されている。この複屈折素子４０は、偏波方向が直交関係にある同じ光路の光を異なる光路の光に分離し、異なる光路の光を同じ光路の光に合成する機能を果たすものである。従って、原理的には、このように単一の複屈折結晶で構成できる。
【００３５】
偏波選択回転手段４２は、偏波面を９０度回転する２枚の１／２波長板５０，５２からなり、偏波面の回転が必要な光路に１枚の１／２波長板が挿入され、偏波面の回転が不要な光路には２枚の１／２波長板ともに挿入されないか、あるいは２枚の１／２波長板が重なった状態で挿入されるような構造とする（図４のＡ参照）。両１／２波長板５０，５２は、光学軸はｘ−ｙ面内で且つｘ軸に対して４５度同じ方向に傾いて設定される。これによって、偏波選択回転手段４２は、異なる光路を通る偏波方向が直交関係にある光を平行関係にし平行関係にある光を直交関係にする機能を果たす。
【００３６】
常光−異常光変換手段４４は、２個の複屈折結晶５４，５６の間に、４５度固定ファラデー回転子５８と、偏波面を４５度回転する１／２波長板６０を挿入した構造とする。第１の複屈折結晶５４及び第２の複屈折結晶５６は、共に光学軸がｙ−ｚ面内で且つｙ軸に傾いている同一構造であり、光学軸がｙ軸に対称となるように配置されている。１／２波長板６０は、その光学軸がｘ−ｙ面内で且つｘ軸に対して２２．５度傾いた状態となっている。
【００３７】
偏波面切換手段４６は、２２．５度固定ファラデー回転子６２と±２２．５度可変ファラデー回転子６４からなり、可変ファラデー回転子６４がミラー４８寄りに位置するように組み合わせる。±２２．５度可変ファラデー回転子６４は、光路内に位置するファラデー素子６６と、該ファラデー素子６６に可変外部磁界を印加する電磁石６８の組み合わせからなる。電磁石６８は、ロッド状磁心７０にコイル７２を巻装した構造であってミラー４８の背後に位置し、ミラー４８を越えてファラデー素子６６に可変外部磁界を印加するすようになっている。
【００３８】
次に、この光スイッチの動作について説明する。偏波面の回転方向は、時計回りを正方向とする。入力→出力１とするには、電磁石６８のコイル７２に通電することで±２２．５度可変ファラデー回転子６４によって偏波面を−２２．５度回転するように外部磁界を印加し、入力→出力２とするには、電磁石６８への通電電流を切り換えて±２２．５度可変ファラデー回転子６４によって偏波面を＋２２．５度回転するように外部磁界を印加する。
【００３９】
（入力→出力１）
中段左側の入力ポートからの入力光は、偏波分離合成用複屈折素子４０で常光は直進し異常光はｘ方向（右方向）に屈折するため、左右の光路に分離する。偏波選択回転手段４２では、左側光路の光が１／２波長板５０を通過して偏波面が９０度回転し、右側光路の光は両１／２波長板５０，５２をバイパスするため、左右両光路の光の偏波面はｘ軸に平行になって互いに平行な関係となる。これらの光は、常光−異常光変換手段４４の第１の複屈折結晶５４に対しては常光となるためそのまま直進し、４５度固定ファラデー回転子５８で＋４５度回転し、１／２波長板６０で−４５度回転して元に戻り、第２の複屈折結晶５６に対しては常光となるためそのまま直進する。偏波面切換制御手段４６の２２．５度固定ファラデー回転子６２で偏波面が＋２２．５度回転し、±２２．５度可変ファラデー回転子６４で−２２．５度回転するため元に戻り、ミラー４８で反射する。
【００４０】
ミラー４８での反射光は、偏波面切換制御手段４６の±２２．５度可変ファラデー回転子６４で偏波面が−２２．５度回転し、２２．５度固定ファラデー回転子６２で＋２２．５度回転するため元に戻る。これらの光は、常光−異常光変換手段４４の第２の複屈折結晶５６に対しては常光となるためそのまま直進し、１／２波長板６０で＋４５度回転し、４５度固定ファラデー回転子５８で更に＋４５度回転するため、第１の複屈折結晶５４に対しては異常光となるためｙ方向に（上向きに）屈折し上段光路を進行する。そして、偏波選択回転手段４２では、右上光路の光は１／２波長板５２を通過することで偏波面が９０度回転し、左上の光路の光は、両１／２波長板５２，５０を通過するために偏波面は変化せず、左右両光路の光の偏波面は互いに直交の関係となる。これらの光は偏波分離合成用複屈折素子４０で常光は直進し異常光は−ｙ方向に屈折するため、上段左側光路に合成され、出力ポート１から出力する。
【００４１】
（入力→出力２）
中段左側の入力ポートからの入力光は、偏波分離合成用複屈折素子４０で常光は直進し異常光はｘ方向に屈折するため、左右の光路に分離する。偏波選択回転手段４２では、左側光路の光の偏波面が９０度回転し、左右両光路の光の偏波面はｘ軸に平行になって互いに平行な関係となる。これらの光は、常光−異常光変換手段４４の第１の複屈折結晶５４に対しては常光となるためそのまま直進し、４５度固定ファラデー回転子５８で＋４５度回転し、１／２波長板６０で−４５度回転して元に戻り、第２の複屈折結晶５６に対しては常光となるためそのまま直進する。偏波面切換制御手段４６の２２．５度固定ファラデー回転子６２で偏波面が＋２２．５度回転し、±２２．５度可変ファラデー回転子６４で更に＋２２．５度回転するため合計＋４５度回転してミラー４８に達し反射する。
【００４２】
ミラー４８での反射光は、偏波面切換制御手段４６の±２２．５度可変ファラデー回転子６４で偏波面が＋２２．５度回転し、２２．５度固定ファラデー回転子６２で更に＋２２．５度回転するため合計で＋４５度更に回転する。これらの光は、常光−異常光変換手段４４の第２の複屈折結晶５６に対しては異常光となるため−ｙ方向に（下向きに）屈折して下段光路を進行する。１／２波長板６０で＋４５度回転し、４５度固定ファラデー回転子５８で更に＋４５度回転するため、第１の複屈折結晶５４に対しては常光となるためそのまま下段光路を進行する。そして偏波選択回転手段４２では、左下光路の光の偏波面が９０度回転し、左右両光路の光の偏波面は互いに直交の関係となる。これらの光は偏波分離合成用複屈折素子４０で常光は直進し異常光は−ｙ方向（下向き）に屈折するため、下段左側光路に合成され、出力ポート２から出力する。
【００４３】
この実施例でも、可変ファラデー回転子６４は、ミラー４８の直前にファラデー素子６６を配置できるように全体の光素子の構成を工夫し、ミラー４８の背後にロッド状磁心７０にコイル７２を巻装した構造の電磁石６８を配置している。この光スイッチにおいても、図２に示すような各種のミラー手段（例えばミラー膜構造）をそのまま用いることができる。
【００４４】
偏波選択回転手段は、図４のＡに示すように、偏波面を９０度回転する２枚の１／２波長板５０，５２からなり、それらは偏波面の回転が必要な光路に１枚の１／２波長板が挿入され、偏波面の回転が不要な光路には２枚の１／２波長板ともに挿入されないか、あるいは２枚の１／２波長板が重なった状態で挿入されるような構造としている。それに代えて、図４のＢに示すように、偏波面を９０度回転する２枚の１／２波長板８０，８２からなり、それらは偏波面の回転が必要な光路に１枚の１／２波長板が挿入され、偏波面の回転が不要な光路には１／２波長板が挿入されない構造としてもよい。
【００４５】
偏波分離合成用複屈折素子は、前記のように原理的には偏波分離合成用の単一の複屈折結晶４０で構成できる。しかし、図５のＡに示すように、偏波面を９０度回転する直線位相子（光学軸がｘ軸に対して４５度傾いている１／２波長板８４）を挟んで光学軸が対称となるように２個の複屈折結晶８６，８８を組み合わせた（ｙ−ｚ面内でｚ軸に対して傾いている同一の２個の複屈折結晶を対向配置した）構成、あるいは図５のＢに示すように、偏波分離合成用の複屈折結晶４０と光路長補正用の複屈折結晶９０（光学軸がｙ軸に平行）を組み合わせた構成などでもよい。このような構成とすると、部品点数は増えるが、分離した光の光路長を揃えて偏波モード分散を補償することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明は上記のように、可変ファラデー回転子のファラデー素子をミラー手段の直前に配置し、その電磁石はロッド状磁心にコイルを巻装した構造として前記ミラー手段の直後に配置した反射型可変磁気光学デバイスであるから、光軸方向の寸法を短縮できることは無論のこと、反射型の特性を活かしてファラデー素子に外部可変磁界を印加する電磁石を光路を妨げずに光軸に沿って配置でき、大幅な小型化、特に小径化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射型可変磁気光学デバイス（可変光アッテネータ）の一実施例を示す説明図。
【図２】ミラー手段の例を示す説明図。
【図３】本発明に係る反射型可変磁気光学デバイス（光スイッチ）の他の実施例を示す説明図。
【図４】その偏波選択回転手段の例を示す説明図。
【図５】その偏波分離合成用複屈折素子の例を示す説明図。
【符号の説明】
１０  ２芯ファイバフェルール
１２  複屈折素子
１４  レンズ
１６  可変ファラデー回転子
１８  ミラー
２０  入力ファイバ
２２  出力ファイバ
２４  ファラデー素子
２６ａ，２６ｂ  永久磁石
２８  電磁石
３０  ロッド状磁心
３２  コイル
【図１】
2004177639.tif 000003
【図２】
2004177639.tif 000004
【図３】
2004177639.tif 000005
【図４】
2004177639.tif 000006
【図５】
2004177639.tif 000007