(57)【要約】【課題】部品点数が少なく、動作の信頼性が高く、安価に小型化でき、２×２型の光スイッチ機能、又は完全な循環型の４ポート光サーキュレータ機能を呈する反射型光デバイスを得る。【解決手段】偏波分離合成用複屈折手段１０と、偏波回転手段１２と、第１及び第２の光路制御用複屈折手段１６，２０と、偏波回転反射手段２２（又は光路変更反射手段）とを、その順序で光軸に沿って配列する。偏波回転手段と第１の光路制御用複屈折手段の間、及び第１の光路制御用複屈折手段と第２の光路制御用複屈折手段の間に、第１及び第２の直線位相子１４，１８が挿入される。偏波回転反射手段とは反対側には４本以上の光ファイバが配列される入出射部が位置する。偏波回転手段は±４５度可変ファラデー回転子２６と左右一対の１／２波長板２７ａ，２７ｂからなり、偏波方向の切り換えで光スイッチ機能を呈する。【選択図】      図１
2004264368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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手段と、異なる光路の光の偏波方向を直交から平行又は平行から直交の関係に変換すると共に偏波方向を制御する偏波回転制御手段と、偏波方向に応じて光路シフトを制御する第１及び第２の光路制御用複屈折手段と、偏波面を往復で９０度回転させて反射する偏波回転反射手段又は往復の光路を変更して反射する光路変更反射手段とを、その順序で光軸に沿って配列し、
偏波回転制御手段と第１の光路制御用複屈折手段の間に一部の光路の光の偏波方向を９０度回転する第１の直線位相子が、また第１の光路制御用複屈折手段と第２の光路制御用複屈折手段の間に他の一部の光路の光の偏波方向を９０度回転する第２の直線位相子がそれぞれ挿入され、
偏波回転反射手段又は光路変更反射手段とは反対側に位置する入出射部には４本以上の光ファイバが配列されており、
前記偏波回転制御手段は、±４５度可変ファラデー回転子と一対の１／２波長板の組み合わせからなり、偏波方向を切り換えることで光スイッチ機能を呈することを特徴とする反射型光デバイス。
【請求項２】
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手段と、異なる光路の光の偏波方向を直交から平行又は平行から直交の関係に変換する偏波回転手段と、偏波方向に応じて光路シフトを制御する第１及び第２の光路制御用複屈折手段と、偏波面を往復で９０度回転させて反射する偏波回転反射手段又は往復の光路を変更して反射する光路変更反射手段とを、その順序で光軸に沿って配列し、
偏波回転手段と第１の光路制御用複屈折手段の間に一部の光路の光の偏波方向を９０度回転する第１の直線位相子が、また第１の光路制御用複屈折手段と第２の光路制御用複屈折手段の間に他の一部の光路の光の偏波方向を９０度回転する第２の直線位相子がそれぞれ挿入され、
偏波回転反射手段又は光路変更反射手段とは反対側に位置する入出射部には４本以上の光ファイバが配列されており、
前記偏波回転手段は、４５度固定ファラデー回転子と一対の１／２波長板の組み合わせからなり、光サーキュレータ機能を呈することを特徴とする反射型光デバイス。
【請求項３】
偏波回転反射手段が、１／４波長板又は４５度固定ファラデー回転子と、平面反射体の組み合わせからなる請求項１又は２記載の反射型光デバイス。
【請求項４】
光路変更反射手段が、２段階の反射で光路を切り換えるＶ型反射体からなり、そのＶ型反射面が偏波分離合成用複屈折手段による分離方向と平行な向きで設置されている請求項１又は２記載の反射型光デバイス。
【請求項５】
偏波分離合成用複屈折手段が、偏波分離合成用複屈折結晶と偏波分散補償用複屈折結晶からなり、偏波分離合成用複屈折結晶による偏波分散を偏波分散補償用複屈折結晶で補償するようにした請求項１乃至４のいずれかに記載の反射型光デバイス。
【請求項６】
偏波分離合成用複屈折手段が、偏波分離合成用複屈折結晶を２分割し、それらの間に１／２波長板を挿入して常光・異常光を入れ換えることにより偏波分散補償した構造である請求項１乃至４のいずれかに記載の反射型光デバイス。
【請求項７】
偏波回転反射手段が、１／４波長板又は４５度固定ファラデー回転子と、２段階の反射で光路を切り換えるＶ型反射体からなり、そのＶ型反射が偏波分離合成用複屈折手段による分離方向と直交する向きで設置されている請求項１又は２記載の反射型光デバイス。
【請求項８】
光路変更反射手段が、２段階の反射で往復路の光路を切り換えると共に往復路で常光光路と異常光光路を入れ換える方錐状反射体からなる請求項１又は２記載の反射型光デバイス。
【請求項９】
入出射部が、４本の光ファイバと、４芯フェルールと、各光路に共通の結合用レンズと、該結合用レンズからの斜め方向の出射光を光軸に平行に、光軸に平行な光を結合用レンズへの斜め方向の入射光にする光路補正素子からなる請求項１乃至８のいずれかに記載の反射型光デバイス。
【請求項１０】
入出射部が、４本の光ファイバを並設したファイバアレイと、各光ファイバにそれぞれ対応してレンズ素子を配列したコリメータレンズアレイとからなる請求項１乃至８のいずれかに記載の反射型光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ファラデー回転子を用いて偏光方向を制御すると共に複屈折手段を用いて光路シフトを制御する反射型の光デバイスに関し、±４５度可変ファラデー回転子によって光スイッチ機能を実現したり、あるいは４５度固定ファラデー回転子によって光サーキュレータ機能を実現するようにした反射型光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２０００−３９５９０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、光路の切り換えを行うための光スイッチや光路を制御するための光サーキュレータなどの光デバイスが組み込まれている。光スイッチは、入力ポートからの入力光を、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。光サーキュレータは、第１ポートからの入力光を第２ポートへ出力し、第２ポートからの入力光を第３ポートに出力するというように光路を循環的に制御する機能を有する光デバイスであり、３ポート型が最も基本的な形態である。
【０００４】
特に光通信用の光デバイスとしては、偏波無依存であること、光ファイバとの整合性が良好なこと、信頼性が高い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結晶と偏波面の回転角を制御する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を実現する構成がある。
【０００５】
この種の光デバイスでは、かつては光素子群の一端側から光が入力し、光素子群を一方向に進行して、他端側から出力する構造（言わば透過型）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反射手段（ミラー）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するようにし、光が光素子群を往復する間、光路の切り換えや制御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、複屈折結晶、４５度ファラデー回転子、１／２波長板、複屈折結晶を一列に配列し、更にその列の一端に入出射部を設け、他端に偏波回転素子と反射体を配置した反射型光サーキュレータが開示されている。
【０００６】
【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、光が光素子群を往復する間に必要な機能をもたせることができるため、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、従来の反射型光デバイスは機能面で制約があり用途が限られている。
【０００７】
前記特許文献１で開示されている構成の反射型光サーキュレータは、確かにサーキュレータ機能を呈するものの不完全な循環型である。例えば３ポート型の場合、第１ポートからの入力光は第２ポートに出力し、第２ポートからの入力光は第３ポートに出力するが、第３ポートからの入力光は第１ポートには出力できない。４ポート以上の形式の場合でも、最終ポートからの入力光は第１ポートには出力できない。
【０００８】
上記の反射型光サーキュレータの構造を利用し、ファラデー回転子を固定磁界印加方式から可変磁界印加方式に置き換えて±４５度可変ファラデー回転子にすると、スイッチ機能が得られる。しかし、１×２型（１入力・２出力）又は２×１型（２入力・１出力）であり、２×２型（２入力・２出力）は得られない。
【０００９】
本発明の目的は、２×２型の光スイッチ機能を呈する反射型光デバイスを提供することである。本発明の他の目的は、完全な循環型の４ポート光サーキュレータ機能を呈する反射型光デバイスを提供することである。本発明の更に他の目的は、部品点数が少なく、動作の信頼性が高く、安価にでき、小型化できる反射型光デバイスを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、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手段と、異なる光路の光の偏波方向を直交から平行又は平行から直交の関係に変換する偏波回転手段と、偏波方向に応じて光路シフトを制御する第１及び第２の光路制御用複屈折手段と、偏波面を往復で９０度回転させて反射する偏波回転反射手段又は往復の光路を変更して反射する光路変更反射手段とを、その順序で光軸に沿って配列し、
偏波回転手段と第１の光路制御用複屈折手段の間に一部の光路の光の偏波方向を９０度回転する第１の直線位相子が、また第１の光路制御用複屈折手段と第２の光路制御用複屈折手段の間に他の一部の光路の光の偏波方向を９０度回転する第２の直線位相子がそれぞれ挿入され、
偏波回転反射手段又は光路変更反射手段とは反対側に位置する入出射部には４本以上の光ファイバが配列されており、
前記偏波回転手段は、±４５度可変ファラデー回転子と一対の１／２波長板の組み合わせからなり、偏波方向を切り換えることで光スイッチ機能を呈することを特徴とする反射型光デバイスである。
【００１１】
また本発明は、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手段と、異なる光路の光の偏波方向を直交から平行又は平行から直交の関係に変換する偏波回転手段と、偏波方向に応じて光路シフトを制御する第１及び第２の光路制御用複屈折手段と、偏波面を往復で９０度回転させて反射する偏波回転反射手段又は往復の光路を変更して反射する光路変更反射手段とを、その順序で光軸に沿って配列し、
偏波回転手段と第１の光路制御用複屈折手段の間に一部の光路の光の偏波方向を９０度回転する第１の直線位相子が、また第１の光路制御用複屈折手段と第２の光路制御用複屈折手段の間に他の一部の光路の光の偏波方向を９０度回転する第２の直線位相子がそれぞれ挿入され、
偏波回転反射手段又は光路変更反射手段とは反対側に位置する入出射部には４本以上の光ファイバが配列されており、
前記偏波回転手段は、４５度固定ファラデー回転子と一対の１／２波長板の組み合わせからなり、光サーキュレータ機能を呈することを特徴とする反射型光デバイスである。
【００１２】
こられの構成によって本発明に係る反射型光デバイスは、典型的には４本のファイバを用いた２×２型（２入力・２出力）光スイッチ、あるいは４ポート完全循環型の光サーキュレータとして動作することになる。
【００１３】
偏波回転反射手段は、例えば１／４波長板又は４５度固定ファラデー回転子からなる往復９０度偏波回転子と、平面反射体の組み合わせからなる構成とする。光路変更反射手段は、例えば２段階の反射で光路を切り換えるＶ型反射体からなる。この場合、Ｖ型反射体は、Ｖ型反射面が偏波分離合成用複屈折手段による分離方向と平行な向きに設置する。
【００１４】
偏波分離合成用複屈折手段は、偏波分離合成用複屈折結晶と偏波分散補償用複屈折結晶とからなり、偏波分離合成用複屈折結晶による偏波分散を偏波分散補償用複屈折結晶で補償する構成、あるいは偏波分離合成用複屈折結晶を２分割し、それらの間に１／２波長板を挿入して常光・異常光を入れ換えることにより偏波分散を補償する構造とする。
【００１５】
偏波回転反射手段としては、１／４波長板又は４５度固定ファラデー回転子からなる往復９０度偏波回転子と、２段階の反射で光路を切り換えるＶ型反射体であってもよい。この場合、Ｖ型反射体は、Ｖ型反射面が偏波分離合成用複屈折手段による分離方向と直交する向きに設置する。更に光路変更反射手段としては、２段階の反射で往復路の光路を切り換えると共に往復路で常光光路と異常光光路を入れ換える方錐状反射体を用いることもできる。これらの構成によれば、反射によって常光と異常光を入れ換えることができるために偏波分散を補償できる。従って、偏波分離合成用複屈折手段に上記のような複数の複屈折結晶を組み合わせを用いる必要が無くなり、構成がより一層簡素化される。
【００１６】
入出射部は、４本の光ファイバと、４芯フェルールと、各光路に共通の結合用レンズと、該結合用レンズからの斜め方向の出射光を光軸に平行に、光軸に平行な光を結合用レンズへの斜め方向の入射光にする光路補正素子からなる構成とする。あるいは、入出射部は、４本の光ファイバを並設したファイバアレイと、各ファイバアレイにそれぞれ対応してレンズ素子を配列したコリメータレンズアレイとで構成してもよい。
【００１７】
なおＶ型反射体は、Ｖ溝の内面に反射膜を形成した構成でもよいし、三角柱プリズムの外面に反射膜を形成した構成でもよい。方錐状反射体も、四角錐状（ピラミッド形状）の穴の内面に反射膜を形成した構成でもよいし、四角錐プリズムの外面に反射膜を形成した構成でもよい。いずれにしても、反射面が所定の角度と向きを有していればよく、反射面以外の多少の形状変更は自由である。
【００１８】
光スイッチとして機能させる光デバイスの場合、±４５度可変ファラデー回転子にはファラデー回転の方向を切り換える可変磁界を印加するために電磁石を使用する。その磁気ヨークに半硬質磁性材料を用いると、通電を停止しても磁化状態が自己保持されるため、省電力化を図ることができる。
【００１９】
本発明では、第１及び第２の光路制御用複屈折手段という２段階の光路シフト機構を組み込み、往復路の光路シフトを制御することで、特定のポートから入力する光を所望のポートに結合させているのである。
【００２０】
【実施例】
図１は本発明に係る反射型光スイッチの一実施例を示す説明図である。Ａは素子の配列構造と各位置での偏波状態を示しており、Ｂはその光路を示している。光スイッチ本体は、偏波分離合成用複屈折手段１０と、偏波回転手段１２と、第１の直線位相子１４と、第１の光路制御用複屈折手段１６と、第２の直線位相子１８と、第２の光路制御用複屈折手段２０と、偏波回転反射手段２２とを、その順序で光軸に沿って配列した構成である。説明を分かり易くするため、素子の配列方向（光軸）をｚ軸とし、該ｚ軸に直交する２軸をそれぞれｘ軸（横軸）、ｙ軸（縦軸）とする座標軸を設定する。また便宜的に、往路における光の進行方向を基準として、ｘ方向を右方向、ｙ方向を上方向と言い、光路については下から順に１段目、２段目、…、５段目と称する。また偏波の回転方向は、ｚ方向（往路における光の進行方向）を基準として反時計回りを＋側とする。
【００２１】
光は光軸に平行に入出射する。偏波分離合成用複屈折手段１０は、偏波方向が直交関係にある同じ光路の光を常光・異常光に分離し異なる光路の常光・異常光を合成するもので、光学軸がｘｚ面内でｚ軸から傾いている複屈折結晶２４からなる。なお、組み合わされている次の複屈折結晶２５は、複屈折結晶２４で生じる偏波分散を補償するためのものであり、光学軸がｙ軸に平行に設定され、常光・異常光が入れ替わることで光路長を補正している。偏波回転手段１２は、異なる光路の光の偏波方向を直交から平行又は平行から直交の関係に変換するものであり、±４５度可変ファラデー回転子２６と左右分割されている一対の１／２波長板２７ａ，２７ｂの組み合わせからなる。±４５度可変ファラデー回転子２６は、磁気光学結晶（例えばＢｉ置換希土類鉄ガーネットＬＰＥ膜）からなるファラデー素子と該ファラデー素子に外部から磁界を印加する電磁石を備え、該電磁石への通電電流の向きを切り換えることでファラデー回転角を＋４５度又は−４５度に切り換えることができる構造である。左側の１／２波長板２７ａは光学軸がｘｙ面内でｘ軸に対して＋２２．５度傾き、右側の１／２波長板２７ｂは光学軸がｘｙ面内でｘ軸に対して−２２．５度傾くように組み合わせたものである。第１の直線位相子１４は、２段目光路と４段目光路に配置された１／２波長板１４ａ，１４ｂ（いずれも光学軸はｘｙ面内でｘ軸に対して＋４５度傾いている）からなり、２段目光路と４段目光路の光の偏波方向を９０度回転する。第１の光路制御用複屈折手段１６は、偏波方向に応じて光路シフトを制御するもので、光学軸がｙｚ面内でｚ軸から傾いている複屈折結晶からなる。第２の直線位相子１８は、１段目光路と５段目光路に配置された１／２波長板１８ａ，１８ｂ（いずれも光学軸はｘｙ面内でｘ軸に対して＋４５度傾いている）からなり、１段目光路と５段目光路の光の偏波方向を９０度回転する。第２の光路制御用複屈折手段２０は、第１の光路制御用複屈折手段１６と同じもので、偏波方向に応じて光路シフトを制御するもので、光学軸がｙｚ面内でｚ軸から傾いている複屈折結晶からなる。偏波回転反射手段２２は、偏波面を往復で９０度回転させて反射するもので、１／４波長板２８と平面反射体２９の組み合わせからなる（１／４波長板に代えて４５度固定ファラデー回転子を用いることも可能である）。１／４波長板２８は、直線偏光を回転偏光に、あるいは回転偏光を直線偏光に変換する機能を有する。偏波回転手段１２における±４５度可変ファラデー回転子２６により偏波方向を＋４５度又は−４５度に切り換えることによって、この光デバイスは光スイッチ機能を呈する。
【００２２】
この反射型光スイッチの動作は次の通りである。まず、±４５度可変ファラデー回転子２６で偏波面に＋４５度ファラデー回転が生じるように、電磁石への通電電流を制御するものとする。
【００２３】
３段目左側の第１入力ポート（Ｉ１）から＋ｚ方向に入力する光は、偏波分離合成用複屈折手段１０（複屈折結晶２４）で常光は直進し、異常光は屈折して＋ｘ方向に光分離すると共に複屈折結晶２５で偏波分散が補償される。±４５度可変ファラデー回転子２６では偏波方向が＋４５度回転し、左右一対の１／２波長板２７ａ，２７ｂで両光の偏波方向が直交から平行（ｙ軸と平行）の関係に変換される。１／２波長板は、入力光の偏波面を光学軸に対して対称な方向に変換する性質を備えているからである。両光は第１の直線位相子１４をバイパスし、第１の光路制御用複屈折手段１６では異常光となるので上方向（＋ｙ方向）に屈折して４段目光路にシフトする。第２の直線位相子１８もバイパスし、第２の光路制御用複屈折手段２０でも異常光となるので上方向（＋ｙ方向）に屈折して５段目光路にシフトする。そして１／４波長板２８で円偏波になり、平面反射体２９に達する。
【００２４】
平面反射体２９による反射光は円偏波のままであるが、再び１／４波長板２８を通過することで直線偏光に戻る。しかし両光の偏波方向はｘ軸と平行となる。これら両光は、第２の光路制御用複屈折手段２０に対しては常光であるので光路はシフトせず、そのまま直進する。次に第２の直線位相子１８（１／２波長板１８ｂ）を通過することで偏波方向がｙ軸と平行になり、第１の光路制御用複屈折手段１６では異常光となるので下方向（−ｙ方向）に屈折して４段目光路にシフトする。両光は第１の直線位相子１４（１／２波長板１４ｂ）を通過することで偏波方向がｘ軸と平行になり、１／２波長板２７ａ，２７ｂで左側光路の光の偏波方向は＋４５度回転し、右側光路の光は−４５度回転する。そのため、両光は偏波方向が平行から直交の関係となる。そして±４５度可変ファラデー回転子２６でそれぞれ＋４５度回転する。両光は偏波分離合成用複屈折手段１０（複屈折結晶２４）で常光は直進し、異常光は−ｘ方向に屈折することで合成され、４段目左側の第１出力ポート（Ｏ１）に結合する。
【００２５】
２段目左側の第２入力ポート（Ｉ２）から＋ｚ方向に入力する光は、偏波分離合成用複屈折手段１０（複屈折２４）で常光は直進し、異常光は屈折して＋ｘ方向に光分離するとともに偏波分散が補償される。±４５度可変ファラデー回転子２６では偏波方向が＋４５度回転し、左右一対の１／２波長板２７ａ，２７ｂで両光の偏波方向が直交から平行（ｙ軸と平行）の関係に変換される。両光は第１の直線位相子１４（１／２波長板１４ａ）を通過して偏波方向がｘ軸と平行になり、第１の光路制御用複屈折手段１６では常光となるため直進する。第２の直線位相子１８をバイパスし、第２の光路制御用複屈折手段２０でも常光となるため直進する。そして１／４波長板２８を通過することで円偏波になり、平面反射体２９に達する。
【００２６】
平面反射体２９による反射光は円偏波のままであるが、再び１／４波長板２８を通過することで直線偏光に戻る。しかし、偏波方向はｙ軸と平行となる。これら両光は、第２の光路制御用複屈折手段２０に対しては異常光であるので−ｙ方向に屈折して光路は１段目にシフトする。両光は第２の直線位相子１８（１／２波長板１８ａ）を通過することで偏波方向がｘ軸と平行になり、第１の光路制御用複屈折手段１６では常光であるため直進し、第１の直線位相子１４をバイパスする。両光は、１／２波長板２７ａ，２７ｂで左側光路の光は＋４５度回転し、右側光路の光は−４５度回転し、±４５度可変ファラデー回転子２６でそれぞれ＋４５度回転する。そのため、両光は偏波方向が平行から直交の関係となる。そして両光は偏波分離合成用複屈折手段１０（複屈折結晶２４）で常光は直進し、異常光は−ｘ方向に屈折することで合成され、１段目左側の第２出力ポート（Ｏ２）に結合する。
【００２７】
次に、±４５度可変ファラデー回転子２６で偏波面に−４５度ファラデー回転が生じるように、電磁石への通電電流を制御するものとする。
【００２８】
３段目左側の第１入力ポート（Ｉ１）から＋ｚ方向に入力する光は、偏波分離合成用複屈折手段１０で常光は直進し、異常光は屈折して＋ｘ方向に光分離するとともに偏波分散が補償される。±４５度可変ファラデー回転子２６では偏波方向が−４５度回転し、左右一対の１／２波長板２７ａ，２７ｂで両光の偏波方向が直交から平行（ｘ軸と平行）の関係に変換される。両光は第１の直線位相子１４をバイパスし、第１の光路制御用複屈折手段１６では常光となるので直進し、第２の直線位相子１８もバイパスし、第２の光路制御用複屈折手段２０でも常光となるのでそのまま３段目光路を直進する。そして１／４波長板２８で円偏波になり、平面反射体２９に達し反射する。
【００２９】
反射光は円偏波のままであるが、再び１／４波長板２８を通過することで直線偏光に戻る。しかし、両光の偏波方向はｙ軸と平行となる。これら両光は、第２の光路制御用複屈折手段２０に対しては異常光であるので−ｙ方向に屈折して２段目光路にシフトする。次に第２の直線位相子１８をバイパスし、第１の光路制御用複屈折手段１６でも異常光となるので下方向（−ｙ方向）に屈折して１段目光路にシフトする。両光は第１の直線位相子１４をバイパスし、１／２波長板２７ａ，２７ｂで左側光路の光は＋４５度回転し、右側光路の光は−４５度回転する。そして±４５度可変ファラデー回転子２６でそれぞれ−４５度回転する。両光は偏波分離合成用複屈折手段１０で常光は直進し、異常光は−ｘ方向に屈折することで合成され、１段目左側の第２出力ポート（Ｏ２）に結合する。
【００３０】
２段目左側の第２入力ポート（Ｉ２）から＋ｚ方向に入力する光は、偏波分離合成用複屈折手段１０で常光は直進し、異常光は屈折して＋ｘ方向に光分離するとともに偏波分散が補償される。±４５度可変ファラデー回転子２６では偏波方向が−４５度回転し、左右一対の１／２波長板２７ａ，２７ｂで両光の偏波方向が直交から平行（ｘ軸と平行）の関係に変換される。両光は第１の直線位相子１４（１／２波長板１４ａ）を通過して偏波方向がｙ軸と平行になり、第１の光路制御用複屈折手段１６では異常光となるため上方向（＋ｙ方向）に屈折して３段目光路にシフトする。第２の直線位相子１８をバイパスし、第２の光路制御用複屈折手段２０でも異常光となるため上方向（＋ｙ方向）に屈折して４段目光路にシフトする。そして１／４波長板２８で円偏波になり、平面反射体２９に達し反射する。
【００３１】
反射光は円偏波のままであるが、再び１／４波長板２８を通過することで直線偏光に戻る。しかし、偏波方向はｘ軸と平行となる。これら両光は、第２の光路制御用複屈折手段２０に対しては常光であるのでそのまま直進する。両光は第２の直線位相子１８をバイパスし、第１の光路制御用複屈折手段１６でも常光であるためそのまま４段目光路を直進し、第１の直線位相子１４（１／２波長板１４ｂ）を通過することで偏波方向がｙ軸と平行になる。両光は、１／２波長板２７ａ，２７ｂで左側光路の光は＋４５度回転し、右側光路の光は−４５度回転し、±４５度可変ファラデー回転子２６でそれぞれ−４５度回転する。そして両光は偏波分離合成用複屈折手段１０で常光は直進し、異常光は−ｘ方向に屈折することで合成され、４段目左側の第１出力ポート（Ｏ１）に結合する。
【００３２】
つまり、±４５度可変ファラデー回転子２６によりファラデー回転角を＋４５度に制御することによって、３段目左側の第１入力ポート（Ｉ１）から入射する光を４段目左側の第１出力ポート（Ｏ１）から出射させ、２段目左側の第２入力ポート（Ｉ２）から入射する光を１段目左側の第２出力ポート（Ｏ２）から出射させることができる。また、ファラデー回転角を−４５度に制御することによって、３段目左側の第１入力ポート（Ｉ１）から入射する光を１段目左側の第２出力ポート（Ｏ２）から出射させ、２段目左側の第２入力ポート（Ｉ２）から入射する光を４段目左側の第１出力ポート（Ｏ１）から出射させることができる。このようにして、２×２型（２入力・２出力）の反射型光スイッチが実現できる。
【００３３】
入出射部の例を図２及び図３に示す。図１から分かるように、反射型光スイッチ本体における入出射位置は、左側光路に等間隔で並んでいる。従って、４本の光ファイバ３０を一列に配列した構成で対応できる。
【００３４】
図２に示す例は、４芯フェルール３１と、各光路に共通の光集束性の結合用レンズ３２と、該結合用レンズ３２からの斜め方向の出射光を光軸に平行に、光軸に平行な光を結合用レンズ３２への斜め方向の入射光にする光路補正素子３４からなる。ここで光路補正素子３４は、４個の楔形プリズム３４ａ，…，３４ｄを光軸に関して対称配置し結合した構造である。内側プリズム３４ｂ，３４ｃの２個と外側プリズム３４ａ，３４ｄの２個はそれぞれ同一形状であり、光が入出射する一方の面は光軸に対して垂直であるが、他方の面は光軸に対して傾いている（傾斜は内側プリズムの方が外側プリズムよりも急である）。勿論、一体で精度よく加工できればそれでもよいし、内側の２個を一体化し、外側と組み合わせた３ピース構成でもよい。
【００３５】
図３に示す例は、４本の光ファイバ３０を配列したファイバアレイ３６と、各光ファイバにそれぞれ対応して４個のレンズ素子３７を配列したコリメータレンズアレイ３８とからなる。
【００３６】
これらによって４本の光ファイバ３０を一列に配列した入出射部を構成し、それを、例えば図１に示す反射型光スイッチ本体の平面反射体２９とは反対側のポートの位置に設置すればよいことになる。
【００３７】
また図１の例では、偏波分離合成用複屈折手段が、偏波分離合成用複屈折結晶と偏波分散補償用複屈折結晶とからなるが、図４に示すように、偏波分離合成用複屈折結晶を２分割し（複屈折結晶４０ａと複屈折結晶４０ｂ）、それらの間に１／２波長板４１を挿入した構造としてもよい。ここで一方の複屈折結晶４０ａは、光学軸がｘｚ面内にあってｚ軸に対してある向き（例えば＋側）に傾いている設定とし、他方の複屈折結晶４０ｂは、光学軸がｘｚ面内にあってｚ軸に対して反対の向き（従って−側）に傾いている設定とする。また、１／２波長板４２は、光学軸がｘｙ面内にあってｘ軸に対して４５度傾いている設定として通過光の偏波方向を９０度回転させ、常光・異常光が入れ替わるようにする。すると、前半分の複屈折結晶４０ａにおいて直進した常光成分が後半分の複屈折結晶４０ｂでは異常光成分となって−ｘ方向に屈折して分離し、また前半分の複屈折結晶４０ａにおいて＋ｙ方向に屈折した異常光成分は後半分の複屈折結晶４０ｂでは常光成分となって直進するため分離することになり、偏波分散を補償することができる。
【００３８】
図５は、反射型光スイッチ本体の他の実施例を示している。基本的な構成は図１と類似しているので、説明を簡略化するため、同一であってよい部材には同一符号を付し、主に相違点について説明する。この実施例では、偏波分離合成用複屈折手段として偏波分離合成用複屈折結晶２４のみを用いる。偏波回転反射手段４２の反射体としては、２段階の反射で光路を切り換えるＶ型反射体４３を用いる。このＶ型反射体４３は、４５度傾斜のＶ溝面が反射面となっているもので、そのＶ溝がｙ軸に平行となる向きに設置する。
【００３９】
この実施例の反射型光スイッチ本体の動作は、反射の部分を除けば図１の例と殆ど同様である。Ｖ型反射体４３では、左側光路の光はＶ溝の両面における２段階の反射で右側光路の光となり、右側光路の光は同様にＶ溝の両面における２段階の反射で左側光路の光となる。これによって、偏波分離合成用複屈折結晶２４での往路と復路で常光・異常光の入れ替えが行われることになる。従って、図１のような偏波分散補償用複屈折結晶２５を組み込まなくても実質的に偏波分散を補償することができる。
【００４０】
図６は、反射型光スイッチ本体の更に他の実施例を示している。基本的な構成は図１と類似しているので、説明を簡略化するため、同一であってよい部材には同一符号を付し、主に相違点について説明する。この実施例では、図１の偏波回転反射手段２２の代わりに光路変更反射手段を用いており、その光路変更反射手段として２段階の反射で光路を切り換えるＶ型反射体４４を用いている。この場合、偏波を回転させる必要がないため１／４波長板（あるいは４５度固定ファラデー回転子）は不要である。このＶ型反射体４４は、４５度傾斜のＶ溝面が反射面となっているものであるが、この場合には図５とは異なり、Ｖ溝がｘ軸に平行となる向きに設置する。
【００４１】
このＶ型反射体４４では、２段目光路の光はＶ溝の両面での２段階の反射で５段目光路の光となり、逆に５段目光路の光は２段目光路の光となる。また３段目光路の光はＶ溝の両面での２段階の反射で４段目光路の光となり、逆に４段目光路の光は３段目光路の光となる。しかし、ここでは左右の光路の入れ替えは生じない。従って、図１と同様、偏波分離合成用複屈折手段１０として、偏波分散を補償できる構造とするのが好ましい。
【００４２】
この構成では、±４５度可変ファラデー回転子２６によりファラデー回転角を＋４５度に制御することによって、３段目左側の第１入力ポート（Ｉ１）から入射する光は１段目左側の第１出力ポート（Ｏ１）から出射し、２段目左側の第２入力ポート（Ｉ２）から入射する光は４段目左側の第２出力ポート（Ｏ２）から出射する。また、ファラデー回転角を−４５度に制御することによって、３段目左側の第１入力ポート（Ｉ１）から入射する光は４段目左側の第２出力ポート（Ｏ２）から出射し、２段目左側の第２入力ポート（Ｉ２）から入射する光は１段目左側の第１出力ポート（Ｏ１）から出射する。従って、ファラデー回転の方向もしくはポートの位置関係は異なるが、この実施例でも２×２型（２入力・２出力）の反射型光スイッチを実現できる。
【００４３】
図７は、反射型光スイッチ本体の更に他の実施例を示している。基本的な構成は図６と類似しているので、説明を簡略化するため、同一であってよい部材には同一符号を付し、主に相違点について説明する。この実施例では、偏波分離合成用複屈折手段として偏波分離合成用複屈折結晶２４のみを用いている。偏波分散補償用複屈折結晶は不要である。光路変更反射手段としては、２段階の反射で光路を切り換えると共に往復路で常光光路と異常光光路を入れ換える四角錐状（ピラミッド形状）に凹陥した反射面をもつ方錐状反射体４６を用いる。この場合、偏波を回転させる必要がないため、１／４波長板（あるいは４５度固定ファラデー回転子）は不要である。この方錐状反射体４６は、４面の４５度傾斜面で囲まれ、開口の対角線がｘ軸及びｙ軸に一致する向きに設置する。なお、方錐状反射体は一体構造である必要はなく、複数のピースを組み合わせ接合した構造でもよい。
【００４４】
この方錐状反射体４６では、２段目左側光路の光は２段階の反射で５段目右側光路の光となり、逆に５段目左側光路の光は２段目右側光路の光となる。また３段目左側光路の光は２段階の反射で４段目右側光路の光となり、逆に４段目左側光路の光は３段目右側光路の光となる。同様に、右側光路の光は左側光路の光となる。このように、上下の光路の入れ替えと同時に左右の光路の入れ替えも生じる。これによって、偏波分離合成用複屈折結晶２４での往路と復路で常光・異常光の入れ替えが行われることになり、偏波分散補償用複屈折結晶を用いなくても実質的に偏波分散を補償することができるのである。
【００４５】
この構成では、±４５度可変ファラデー回転子２６によりファラデー回転角を＋４５度に制御することによって、３段目左側の第１入力ポート（Ｉ１）から入射する光は１段目左側の第１出力ポート（Ｏ１）から出射し、２段目左側の第２入力ポート（Ｉ２）から入射する光は４段目左側の第２出力ポート（Ｏ２）から出射する。また、ファラデー回転角を−４５度に制御することによって、３段目左側の第１入力ポート（Ｉ１）から入射する光は４段目左側の第２出力ポート（Ｏ２）から出射し、２段目左側の第２入力ポート（Ｉ２）から入射する光は１段目左側の第１出力ポート（Ｏ１）から出射する。従って、ファラデー回転の方向もしくはポートの位置関係は異なるが、この実施例でも２×２型（２入力・２出力）の反射型光スイッチを実現できる。
【００４６】
図２及び図３に示す入出射部は、図５〜図７に示す反射型光スイッチ本体にも適用できることは言うまでもない。図４に示す偏波分散補償機能を有する偏波分離合成用複屈折手段は、図６に示す反射型光スイッチ本体にも適用できる。
【００４７】
次に反射型光サーキュレータについて説明する。図８は本発明に係る反射型光サーキュレータの一実施例を示す説明図であり、素子の配列構造と各位置での偏波状態を示している。光サーキュレータ本体は、偏波分離合成用複屈折手段５０と、偏波回転手段５２と、第１の直線位相子５４と、第１の光路制御用複屈折手段５６と、第２の直線位相子５８と、第２の光路制御用複屈折手段６０と、偏波回転反射手段６２とを、その順序で光軸に沿って配列した構成である。説明を分かり易くするため、ここでも素子の配列方向（光軸）をｚ軸とし、該ｚ軸に直交する２軸をそれぞれｘ軸（横軸）、ｙ軸（縦軸）とする座標軸を設定する。また便宜的に、往路における光の進行方向を基準として、ｘ方向を右方向、ｙ方向を上方向とし、光路は下から順に１段目、２段目、…、５段目と称する。また偏波の回転方向は、ｚ方向（往路における光の進行方向）をみて反時計回りを＋側とする。
【００４８】
光は光軸に平行に入出射する。偏波分離合成用複屈折手段５０は、偏波方向が直交関係にある同じ光路の光を常光・異常光に分離し異なる光路の常光・異常光を合成するもので、光学軸がｘｚ面内でｚ軸から傾いている複屈折結晶６４からなる。なお、組み合わされている次の複屈折結晶６５は偏波分散を補償するためのものであり、光学軸がｙ軸に平行に設定され、常光・異常光が入れ替わることで光路長を補正している。偏波回転手段５２は、異なる光路の光の偏波方向を直交から平行又は平行から直交の関係に変換するものであり、４５度固定ファラデー回転子６６と左右分割されている一対の１／２波長板６７ａ，６７ｂの組み合わせからなる。４５度固定ファラデー回転子６６は、磁気光学結晶からなるファラデー素子と該ファラデー素子に外部磁界を印加する永久磁石を備えた構造である。左側の１／２波長板６７ａは光学軸がｘｙ面内でｘ軸に対して＋２２．５度傾き、右側の１／２波長板２７ｂは光学軸がｘｙ面内でｘ軸に対して−２２．５度傾くように組み合わされている。第１の直線位相子５４は、２段目光路と４段目光路に配置された１／２波長板５４ａ，５４ｂ（いずれも光学軸はｘｙ面内でｘ軸に対して＋４５度傾いている）からなり、２段目光路と４段目光路の光の偏波方向を９０度回転する。第１の光路制御用複屈折手段５６は、偏波方向に応じて光路シフトを制御するもので、光学軸がｙｚ面内でｚ軸から傾いている複屈折結晶からなる。第２の直線位相子５８は、１段目光路と５段目光路に配置された１／２波長板５８ａ，５８ｂ（いずれも光学軸はｘｙ面内でｘ軸に対して＋４５度傾いている）からなり、１段目光路と５段目光路の光の偏波方向を９０度回転する。第２の光路制御用複屈折手段６０は、第１の光路制御用複屈折手段５６と同じもので、偏波方向に応じて光路シフトを制御するもので、光学軸がｙｚ面内でｚ軸から傾いている複屈折結晶からなる。偏波回転反射手段６２は、偏波面を往復で９０度回転させるもので、１／４波長板６８と平面反射体６９の組み合わせからなる（１／４波長板に代えて４５度固定ファラデー回転子を用いてもよい）。１／４波長板６８は、直線偏光を回転偏光に、あるいは回転偏光を直線偏光に変換するものである。これによって、この光デバイスは光サーキュレータ機能を呈する。
【００４９】
この反射型光サーキュレータの動作は次の通りである。４５度固定ファラデー回転子６６は、ここでは偏波方向を反時計方向に４５度回転させるものとする。
【００５０】
３段目左側の第１ポート（Ｐ１）から＋ｚ方向に入力する光は、偏波分離合成用複屈折手段５０（複屈折結晶６４）で常光は直進し、異常光は屈折して＋ｘ方向に光分離するとともに偏波分散が補償される。４５度固定ファラデー回転子６６では偏波方向が＋４５度回転し、左右一対の１／２波長板６７ａ，６７ｂで両光の偏波方向が直交から平行（ｙ軸と平行）の関係に変換される。１／２波長板は、入力光の偏波面を光学軸に対して対称な方向に変換する性質を備えているからである。両光は第１の直線位相子５４をバイパスし、第１の光路制御用複屈折手段５６では異常光となるので上方向（＋ｙ方向）に屈折し４段目光路にシフトする。第２の直線位相子５８もバイパスし、第２の光路制御用複屈折手段６０でも異常光となるので上方向（＋ｙ方向）に屈折し５段目光路にシフトする。そして１／４波長板６８で円偏波になり、平面反射体６９に達する。
【００５１】
平面反射体６９による反射光は円偏波のままであるが、再び１／４波長板６８を通過することで直線偏光に戻る。しかし両光の偏波方向はｘ軸と平行となる。これら両光は、第２の光路制御用複屈折手段６０に対しては常光であるので光路はシフトせず、そのまま直進する。次に第２の直線位相子５８（１／２波長板５８ｂ）を通過することで偏波方向がｙ軸と平行になり、第１の光路制御用複屈折手段５６では異常光となるので下方向（−ｙ方向）に屈折し４段目光路にシフトする。両光は第１の直線位相子５４（１／２波長板５４ｂ）を通過することで偏波方向がｘ軸と平行になり、１／２波長板６７ａ，６７ｂで左側光路の光の偏波方向は＋４５度回転し、右側光路の光は−４５度回転する。そのため、両光は偏波方向が平行から直交の関係となる。そして４５度固定ファラデー回転子６６でそれぞれ＋４５度回転する。両光は偏波分離合成用複屈折手段５０（複屈折結晶６４）で常光は直進し、異常光は−ｘ方向に屈折することで合成され、４段目左側の第２ポート（Ｐ２）に結合する。
【００５２】
４段目左側の第２ポート（Ｐ２）から＋ｚ方向に入力する光は、偏波分離合成用複屈折手段５０で常光は直進し、異常光は屈折して＋ｘ方向に光分離するとともに偏波分散が補償される。４５度固定ファラデー回転子６６では偏波方向が＋４５度回転し、左右一対の１／２波長板６７ａ，６７ｂで両光の偏波方向が直交から平行（ｙ軸と平行）の関係に変換される。両光は第１の直線位相子５４（１／２波長板５４ｂ）を通過して偏波方向がｘ軸と平行になり、第１の光路制御用複屈折手段５６では常光となるため直進する。第２の直線位相子５８をバイパスし、第２の光路制御用複屈折手段６０でも常光となるため直進する。そして１／４波長板６８で円偏波になり、平面反射体６９に達する。
【００５３】
平面反射体６９からの反射光は円偏波のままであるが、再び１／４波長板６８を通過することで直線偏光に戻る。しかし、偏波方向はｙ軸と平行となる。これら両光は、第２の光路制御用複屈折手段６０に対しては異常光であるので−ｙ方向に屈折して光路は３段目にシフトする。両光は第２の直線位相子５８をバイパスし、第１の光路制御用複屈折手段５６でも異常光であるため−ｙ方向に屈折して光路は２段目にシフトする。両光は、１／２波長板６７ａ，６７ｂで左側光路の光の偏波方向は＋４５度回転し、右側光路の光は−４５度回転して直交の関係となり、４５度固定ファラデー回転子６６でそれぞれ＋４５度回転する。そして両光は偏波分離合成用複屈折手段５０で常光は直進し、異常光は−ｘ方向に屈折することで合成され、２段目左側の第３ポート（Ｐ３）に結合する。
【００５４】
２段目左側の第３ポート（Ｐ３）から＋ｚ方向に入力する光は、偏波分離合成用複屈折手段５０で常光は直進し、異常光は屈折して＋ｘ方向に光分離するとともに偏波分散が補償される。４５度固定ファラデー回転子６６では偏波方向が＋４５度回転し、左右一対の１／２波長板６７ａ，６７ｂで両光の偏波方向が直交から平行（ｙ軸と平行）の関係に変換される。両光は第１の直線位相子５４（１／２波長板５４ａ）を通過して偏波方向がｘ軸と平行になり、第１の光路制御用複屈折手段５６では常光となるのでそのまま直進し、第２の直線位相子５８をバイパスし、第２の光路制御用複屈折手段６０でも常光となるのでそのまま直進する。そして１／４波長板６８で円偏波になり、平面反射体６９に達する。
【００５５】
平面反射体６９による反射光は円偏波のままであるが、再び１／４波長板６８を通過することで直線偏光に戻る。しかし両光の偏波方向はｙ軸と平行となる。これら両光は、第２の光路制御用複屈折手段６０に対しては異常光であるので−ｙ方向に屈折し１段目光路にシフトする。次に第２の直線位相子５８（１／２波長板５８ａ）を通過して偏波方向がｘ軸と平行になり、第１の光路制御用複屈折手段５６では常光となるので直進する。両光は第１の直線位相子５４をバイパスし、左右の１／２波長板６７ａ，６７ｂで左側光路の光の偏波方向は＋４５度回転し、右側光路の光は−４５度回転して直交関係に戻る。そして４５度固定ファラデー回転子６６でそれぞれ＋４５度回転する。両光は偏波分離合成用複屈折手段５０で常光は直進し、異常光は−ｘ方向に屈折することで合成され、１段目左側の第４ポート（Ｐ４）に結合する。
【００５６】
１段目左側の第４ポート（Ｐ４）から＋ｚ方向に入力する光は、偏波分離合成用複屈折手段５０で常光は直進し、異常光は屈折して＋ｘ方向に光分離するとともに偏波分散が補償される。４５度固定ファラデー回転子６６では偏波方向が＋４５度回転し、左右一対の１／２波長板６７ａ，６７ｂで両光の偏波方向が直交から平行（ｙ軸と平行）の関係に変換される。両光は第１の直線位相子５４をバイパスし、第１の光路制御用複屈折手段５６では異常光となるため上方向（＋ｙ方向）に屈折し２段目光路にシフトする。第２の直線位相子５８をバイパスし、第２の光路制御用複屈折手段６０でも異常光となるため上方向（＋ｙ方向）に屈折して３段目光路にシフトする。そして１／４波長板６８で円偏波になり、平面反射体６９に達する。
【００５７】
平面反射体６９からの反射光は円偏波のままであるが、再び１／４波長板６８を通過することで直線偏光に戻る。しかし、偏波方向はｘ軸と平行となる。これら両光は、第２の光路制御用複屈折手段６０に対しては常光であるのでそのまま直進する。両光は第２の直線位相子５８をバイパスし、第１の光路制御用複屈折手段５６でも常光であるため直進し、第１の直線位相子５４もバイパスする。両光は、左右の１／２波長板６７ａ，６７ｂで左側光路の光の偏波方向は＋４５度回転し、右側光路の光は−４５度回転して直交の関係となり、４５度固定ファラデー回転子６６でそれぞれ＋４５度回転する。そして両光は偏波分離合成用複屈折手段５０で常光は直進し、異常光は−ｘ方向に屈折することで合成され、３段目左側の第１ポート（Ｐ１）に結合する。
【００５８】
このようにして、３段目左側の第１ポート（Ｐ１）から入射する光は４段目左側の第２ポート（Ｐ２）から出射し、２段目左側の第２ポート（Ｐ２）から入射する光は２段目左側の第３ポート（Ｐ３）から出射する。２段目左側の第３ポート（Ｐ３）から入射する光は１段目左側の第４ポート（Ｐ４）から出射し、１段目左側の第４ポート（Ｐ４）から入射する光は３段目左側の第１ポート（Ｐ１）から出射する。従って、４ポート完全循環型の反射型光サーキュレータが実現できる。
【００５９】
第１ポートから第４ポートは、順序は別にして、１列に等間隔で並んでいる状態となるから、入出射部は、前述した図２及び図３と同様の構成であってよい。偏波分離合成用複屈折手段も、図４に示すように、偏波分離合成用複屈折結晶を２分割し、それらの間に１／２波長板を挿入した構造としてもよい。
【００６０】
図９は、反射型光サーキュレータ本体の他の実施例を示している。基本的な構成は図８と類似しているので、説明を簡略化するため、同一であってよい部材には同一符号を付し、主に相違点について説明する。この実施例では、偏波分離合成用複屈折手段として偏波分離合成用複屈折結晶６４のみを用い、偏波分散補償用複屈折結晶は不要である。偏波回転反射手段８２の反射体として、２段階の反射で光路を切り換えるＶ型反射体６３を用いる。このＶ型反射体８３は、４５度傾斜のＶ溝面が反射面となっているもので、Ｖ溝がｙ軸に平行となる向きに設置する。
【００６１】
この実施例の反射型光サーキュレータ本体の動作は、反射の部分を除けば図８の例と殆ど同様である。Ｖ型反射体８３では、左側光路の光はＶ溝の両面における２段階の反射で右側光路の光となり、右側光路の光は同様にＶ溝の両面における２段階の反射で左側光路の光となる。これによって、偏波分離合成用複屈折結晶６４での往路と復路で常光・異常光の入れ替えが行われることになる。従って、図８のような偏波分散補償用複屈折結晶６５を用いなくても実質的に偏波分散を補償することができる。
【００６２】
図１０は、反射型光サーキュレータ本体の更に他の実施例を示している。基本的な構成は図８と類似しているので、説明を簡略化するため、同一であってよい部材には同一符号を付し、主に相違点について説明する。この実施例では、図８の偏波回転反射手段６２の代わりに光路変更反射手段を用いており、その光路変更反射手段として、２段階の反射で光路を切り換えるＶ型反射体８４を用いている。偏波を回転させないため１／４波長板（あるいは４５度固定ファラデー回転子）は不要である。このＶ型反射体８４は、４５度傾斜のＶ溝面が反射面となっているものであるが、この場合には図９と異なり、Ｖ溝がｘ軸に平行となる向きに設置される。
【００６３】
このＶ型反射体８４では、２段目光路の光はＶ溝の両面での２段階の反射で５段目光路の光となり、逆に５段目光路の光は２段目光路の光となる。また３段目光路の光はＶ溝の両面での２段階の反射で４段目光路の光となり、逆に４段目光路の光は３段目光路の光となる。しかし、ここでは左右の光路の入れ替えは生じない。
【００６４】
この構成では、３段目左側の第１ポート（Ｐ１）から入射する光は１段目左側の第２ポート（Ｐ２）から出射し、１段目左側の第２ポート（Ｐ２）から入射する光は２段目左側の第３ポート（Ｐ３）から出射する。また、２段目左側の第３ポート（Ｐ３）から入射する光は４段目左側の第４ポート（Ｐ４）から出射し、４段目左側の第４ポート（Ｐ４）から入射する光は３段目左側の第１ポート（Ｐ１）から出射する。従って、ポートの位置関係は異なるが、４ポート完全循環型の反射型光サーキュレータが実現できる。
【００６５】
図１１は、反射型光サーキュレータ本体の更に他の実施例を示している。基本的な構成は図１０と類似しているので、説明を簡略化するため、同一であってよい部材には同一符号を付し、主に相違点について説明する。この実施例では、偏波分離合成用複屈折手段として偏波分離合成用複屈折結晶６４のみを用いる。偏波分散補償用複屈折結晶は不要である。そのため光路変更反射手段として、２段階の反射で光路を切り換えると共に往復路で常光光路と異常光光路を入れ換える四角錐状（ピラミッド形状）に凹陥した反射面をもつ方錐状反射体８６を用いている。１／４波長板（あるいは４５度固定ファラデー回転子）は不要である。この方錐状反射体８６は、４面の４５度傾斜面で囲まれ、それら傾斜面が反射面となり、開口の対角線がｘ軸及びｙ軸に一致する向きに設置する。なお、方錐状反射体は一体構造である必要はなく、複数のピースを組み合わせ接合した構造でもよい。
【００６６】
この方錐状反射体８６では、２段目左側光路の光は対向面での２段階の反射で５段目右側光路の光となり、逆に５段目左側光路の光は２段目右側光路の光となる。また３段目左側光路の光は対向面での２段階の反射で４段目右側光路の光となり、逆に４段目左側光路の光は３段目右側光路の光となる。同様に、右側光路の光は左側光路の光となる。このように上下の光路の入れ替えと同時に左右の光路の入れ替えも生じる。これによって、偏波分離合成用複屈折結晶６４での往路と復路で常光・異常光の入れ替えが行われることになり、偏波分散補償用複屈折結晶を用いなくても実質的に偏波分散を補償することができるのである。
【００６７】
この構成でも、３段目左側の第１ポート（Ｐ１）から入射する光は１段目左側の第２ポート（Ｐ２）から出射し、１段目左側の第２ポート（Ｐ２）から入射する光は２段目左側の第３ポート（Ｐ３）から出射する。また、２段目左側の第３ポート（Ｐ３）から入射する光は４段目左側の第４ポート（Ｐ４）から出射し、４段目左側の第４ポート（Ｐ４）から入射する光は３段目左側の第１ポート（Ｐ１）から出射する。従って、４ポート完全循環型の反射型光サーキュレータが実現できる。
【００６８】
図２及び図３に示す入出射部は、図９〜図１１に示す反射型光サーキュレータ本体にも適用できることは言うまでもない。図４に示す偏波分散補償機能を有する偏波分離合成用複屈折手段は、図１０に示す反射型光スイッチ本体にも適用できる。
【００６９】
【発明の効果】
本発明は上記のように構成した反射型光デバイスであり、光軸に沿って往復する光路を利用しているため、入出射部が両端に存在する透過型と異なり、基本的には偏波分離合成用の複屈折結晶が１個で済むなど部品点数を少なくでき安価に作製できるし小型化できる。また光ファイバが一方向のみに出るために、デバイスの取り扱いが容易となる利点もある。
【００７０】
本発明によれば、反射型光スイッチの場合には、２×２型（２入力・２出力）が実現できる。磁気光学方式であり可動部を持たないために、動作の信頼性は極めて高い。また反射型光サーキュレータの場合には、４ポート完全循環型が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る反射型光スイッチの一実施例を示す説明図。
【図２】入出力部の一例を示す説明図。
【図３】入出力部の他の例を示す説明図。
【図４】偏波分散補償機能を有する偏波分離合成用複屈折手段の他の例を示す説明図。
【図５】本発明に係る反射型光スイッチの他の実施例を示す説明図。
【図６】本発明に係る反射型光スイッチの更に他の実施例を示す説明図。
【図７】本発明に係る反射型光スイッチの更に他の実施例を示す説明図。
【図８】本発明に係る反射型光サーキュレータの一実施例を示す説明図。
【図９】本発明に係る反射型光サーキュレータの他の実施例を示す説明図。
【図１０】本発明に係る反射型光サーキュレータの更に他の実施例を示す説明図。
【図１１】本発明に係る反射型光サーキュレータの更に他の実施例を示す説明図。
【符号の説明】
１０  偏波分離合成用複屈折手段
１２  偏波回転手段
１４  第１の直線位相子
１６  第１の光路制御用複屈折手段
１８  第２の直線位相子
２０  第２の光路制御用複屈折手段
２２  偏波回転反射手段
２６  ±４５度可変ファラデー回転子
２８  １／４波長板
２９  平面反射体
【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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