(57)【要約】【課題】本発明は、光通信システムに用いられる反射型光サーキュレータや反射型光アイソレータ等の反射型光部品に関し、素子構成を簡素化でき、良好な光学特性の得られる反射型光部品を提供することを目的とする。【解決手段】光入出射ポートＰ１からの光を常光Ｌ２ａと異常光Ｌ２ｂとに分離する複屈折板１１と、光Ｌ２ａの偏光方位を回転させ光Ｌ３ａとして出射するファラデー回転子２０の磁区Ａと、光Ｌ２ｂの偏光方位を回転させ光Ｌ３ａの偏光方位に略平行な偏光方位を有する光Ｌ３ｂとして出射するファラデー回転子２０の磁区Ｂと、光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂを異常光として透過させる複屈折板１３と、反射膜３０で反射して複屈折板１３及び磁区Ａを通過した光Ｌ７ａを異常光として透過させ、反射膜３０で反射して複屈折板１３及び磁区Ｂを通過した光Ｌ７ｂを常光として透過させて、光Ｌ８を光入出射ポートＰ２から出射させる複屈折板１２とを有するように構成する。【選択図】図４
2005148703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のポートから入射した光を常光成分の第１の光と異常光成分の第２の光とに分離して出射する第１の偏光分離合波部と、
前記第１の光の偏光方位を４５°回転させて第３の光として出射する第１のファラデー回転部と、
前記第２の光の偏光方位を逆向きに４５°回転させて前記第３の光の偏光方位に略平行な偏光方位を有する第４の光として出射する第２のファラデー回転部と、
前記第３及び第４の光を透過させる偏光子と、
前記第３及び第４の光を反射する反射部と、
前記反射部で反射して前記偏光子及び第３のファラデー回転部を通過した前記第３の光を異常光として透過させ、前記反射部で反射して前記偏光子及び第４のファラデー回転部を通過した前記第４の光を常光として透過させて、前記第３及び前記第４の光を合波して第２のポートから出射させる第２の偏光分離合波部と
を有することを特徴とする反射型光部品。
【請求項２】
請求項１記載の反射型光部品であって、
前記第１乃至第４のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子により構成されていること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の反射型光部品であって、
前記第１の偏光分離合波部は、第１の複屈折板により構成され、
前記第２の偏光分離合波部は、第２の複屈折板により構成され、
前記第１及び第３のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、
前記第２及び第４のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項４】
請求項３記載の反射型光部品であって、
前記第１及び第２の複屈折板は、同一仕様の素子であること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の反射型光部品であって、
前記偏光子は第３の複屈折板であり、
前記反射部は２面反射体であること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の反射型光部品であって、
前記偏光子は、くさび複屈折結晶であること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の反射型光部品であって、
前記第１及び第２の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成され、
前記第１及び第４のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、
前記第２及び第３のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項８】
請求項７記載の反射型光部品であって、
偏光方位を９０°回転させる少なくとも１枚の１／２波長板を含むとともに、
前記反射部はレンズと反射膜により構成されていること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項９】
請求項３乃至８のいずれか１項に記載の反射型光部品であって、
前記第１のファラデー回転部と前記第２のファラデー回転部は、同じ材料組成を有し、磁化の向きが互いに逆向きであるファラデー回転子をそれぞれ有すること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項１０】
請求項３乃至８のいずれか１項に記載の反射型光部品であって、
前記第１のファラデー回転部は、ファラデー回転子の一領域で磁化を一様に一方向にした磁区Ａを有し、
前記第２のファラデー回転部は、前記ファラデー回転子の他領域で前記磁区Ａとは逆方向に磁化を一様にした磁区Ｂを有していること
を特徴とする反射型光部品。
【請求項１１】
請求項１又は２に記載の反射型光部品であって、
前記第１及び第２の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成されていること
を特徴とする反射型光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムに用いられる反射型光サーキュレータや反射型光アイソレータなどの反射型光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムに用いられる光部品として、光サーキュレータや光アイソレータがある。光サーキュレータや光アイソレータは、数多くの構成が知られている。光ファイバを片側のみに配置し、反対側に反射板を配置した反射型の光サーキュレータや光アイソレータは、装置内に配置した場合の光ファイバの収容スペースを透過型に比較して小さくできるので、装置全体の小型化に有効である。
【０００３】
図３１は、特許文献１に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示している。図３１（ａ）、（ｂ）に示すように、この反射型光サーキュレータは、３組の光ファイバ１００及びレンズ１０２、複屈折板１０４、２枚の１／２波長板１０６、１０７、ファラデー回転子１０８、複屈折板１１０、ファラデー回転子１１２、及び反射ミラー１１４を有している。図３１（ａ）、（ｂ）に示す構成では、反射ミラー１１４とレンズ１０２を除いて３種類で６枚の光学素子（２枚の複屈折板１０４、１１０、２枚の１／２波長板１０６、１０７、及び２枚のファラデー回転子１０８、１１２）が必要になり、反射型光サーキュレータの素子構成が複雑になる。このため、反射型光サーキュレータの小型化及び低価格化が困難になってしまうという問題が生じる。また、図３１（ａ）、（ｂ）に示す構成では、複屈折板１０４を常光として通過した光は、反射ミラー１１４で反射して戻るときにも複屈折板１０４を常光として通過する。一方、複屈折板１０４を異常光として通過した光は、反射ミラー１１４で反射して戻るときにも複屈折板１０４を異常光として通過する。常光として通過する場合と異常光として通過する場合とでは光路長が異なるため、この構成では偏波モード分散（ＰＭＤ；Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｏｄｅ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ）値が０（ゼロ）にならず大きくなってしまう。
【０００４】
図３２は、特許文献１に記載された従来の他の反射型光サーキュレータの構成を示している。図３２（ａ）、（ｂ）に示すように、この反射型光サーキュレータは、３組の光ファイバ１００及びレンズ１０２、複屈折板１０４、ファラデー回転子１０８、２枚の複屈折板１１０ａ、１１０ｂ、ファラデー回転子１１２、及び反射ミラー１１４を有している。図３２（ａ）、（ｂ）に示す構成では、図３１に示した構成よりも素子構成が簡素化するものの、上記と同様の理由でＰＭＤ値がゼロにならないという問題が生じる。
【０００５】
図３３は、特許文献２に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示している。図３３に示すように、この反射型光サーキュレータは、３本の光ファイバ１００、複屈折板１０４、４枚の１／２波長板１０６（図３３では２枚のみ示している）、ファラデー回転子１０８、複屈折板１１０、レンズ１０２、及び反射ミラー１１４を有している。図３３に示す構成では、反射ミラー１１４とレンズ１０２を除いて３種類で７枚の光学素子（２枚の複屈折板１０４、１１０、４枚の１／２波長板１０６、及び１枚のファラデー回転子１０８）が必要になり、反射型光サーキュレータの素子構成が複雑になる。このため、反射型光サーキュレータの小型化及び低価格化が困難になってしまうという問題が生じる。また、上記と同様の理由で、ＰＭＤ値がゼロにならないという問題が生じる。
【０００６】
図３４は、特許文献３に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示している。図３４（ａ）、（ｂ）に示すように、この反射型光サーキュレータは、複屈折板１０４、複屈折板１０５、２枚のファラデー回転子１０８ａ、１０８ｂ、複屈折板１１０、２枚のファラデー回転子１１２ａ、１１２ｂ、及び反射ミラー１１４を有している。この構成では、複屈折板１０４を常光として通過した光は複屈折板１０５を異常光として通過し、さらに反射ミラー１１４で反射して戻るときには複屈折板１０５を異常光として通過し、複屈折板１０４を常光として通過する。一方、複屈折板１０４を異常光として通過した光は複屈折板１０５を常光として通過し、さらに反射ミラー１１４で反射して戻るときには複屈折板１０５を常光として通過し、複屈折板１０４を異常光として通過する。このため、図３４（ａ）、（ｂ）に示す構成ではＰＭＤ値がゼロになる。このような２枚の複屈折板１０４、１０５の組合せは、サバール板として知られている。サバール板は、互いに直交する２つの偏光成分に対して位相差なく横ずらしを与える素子として用いられる。しかしながら、サバール板を用いた図３４（ａ）、（ｂ）に示す構成では、反射ミラー１１４とレンズ（図示せず）を除いて７枚の光学素子（３枚の複屈折板１０４、１０５、１１０、及び４枚のファラデー回転子１０８ａ、１０８ｂ、１１２ａ、１１２ｂ）が必要になり、反射型光サーキュレータの素子構成が複雑になってしまう。このため、反射型光サーキュレータの小型化及び低価格化が困難になってしまうという問題が生じる。
【０００７】
以上のように、従来の反射型光サーキュレータは、素子構成が複雑になり小型化及び低価格化が困難になってしまうか、又はＰＭＤ値がゼロにならないかの少なくともいずれか一方の問題を有している。
【特許文献１】米国特許第５４７１３４０号明細書
【特許文献２】米国特許第５９３０４２２号明細書
【特許文献３】米国特許第６１１１６９５号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、素子構成を簡素化でき、良好な光学特性の得られる反射型光部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的は、第１のポートから入射した光を常光成分の第１の光と異常光成分の第２の光とに分離して出射する第１の偏光分離合波部と、前記第１の光の偏光方位を４５°回転させて第３の光として出射する第１のファラデー回転部と、前記第２の光の偏光方位を逆向きに４５°回転させて前記第３の光の偏光方位に略平行な偏光方位を有する第４の光として出射する第２のファラデー回転部と、前記第３及び第４の光を透過させる偏光子と、前記第３及び第４の光を反射する反射部と、前記反射部で反射して前記偏光子及び第３のファラデー回転部を通過した前記第３の光を異常光として透過させ、前記反射部で反射して前記偏光子及び第４のファラデー回転部を通過した前記第４の光を常光として透過させて、前記第３及び前記第４の光を合波して第２のポートから出射させる第２の偏光分離合波部とを有することを特徴とする反射型光部品によって達成される。
【００１０】
上記本発明の反射型光部品であって、前記第１乃至第４のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子により構成されていることを特徴とする。
【００１１】
上記本発明の反射型光部品であって、前記第１の偏光分離合波部は、第１の複屈折板により構成され、前記第２の偏光分離合波部は、第２の複屈折板により構成され、前記第１及び第３のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、前記第２及び第４のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていることを特徴とする。
【００１２】
上記本発明の反射型光部品であって、前記第１の複屈折板と前記第２の複屈折板は同一仕様の素子であることを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の反射型光部品であって、前記偏光子は第３の複屈折板であり、前記反射部は２面反射体であることを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の反射型光部品であって、前記偏光子は、くさび複屈折結晶であることを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の反射型光部品であって、前記第１及び第２の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成され、前記第１及び第４のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成され、前記第２及び第３のファラデー回転部は、同一の磁気光学素子の同一領域により構成されていることを特徴とする。
【００１６】
上記本発明の反射型光部品であって、偏光方位を９０°回転させる少なくとも１枚の１／２波長板を含むとともに、前記反射部はレンズと反射膜により構成されていることを特徴とする。
【００１７】
上記本発明の反射型光部品であって、前記第１のファラデー回転部と前記第２のファラデー回転部は、同じ材料組成を有し、磁化の向きが互いに逆向きであるファラデー回転子をそれぞれ有することを特徴とする。
【００１８】
上記本発明の反射型光部品であって、前記第１のファラデー回転部は、ファラデー回転子の一領域で磁化を一様に一方向にした磁区Ａを有し、前記第２のファラデー回転部は、前記ファラデー回転子の他領域で前記磁区Ａとは逆方向に磁化を一様にした磁区Ｂを有していることを特徴とする。
【００１９】
上記本発明の反射型光部品であって、前記第１及び第２の偏光分離合波部は、同一の複屈折板により構成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、素子構成を簡素化でき、良好な光学特性の得られる反射型光部品を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による反射型光部品について図１乃至図６を用いて説明する。図１は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの構成を模式的に示している。図１では、光の進行方向にＺ軸をとり、外部からの光が反射型光サーキュレータの備える２面反射体（反射部）３２に向かう方向を＋Ｚ方向としている。また、Ｚ軸に直交する面内で互いに直交する２方向にＸ軸及びＹ軸をとっている。図１（ａ）は反射型光サーキュレータを−Ｙ方向に見た構成を示し、図１（ｂ）は反射型光サーキュレータを−Ｘ方向に見た構成を示している。
【００２２】
図１に示すように、反射型光サーキュレータ１は、４本の光ファイバ４１、４２、４３、４４に接続されている。各光ファイバ４１、４２、４３、４４の−Ｚ側の端部は、外部から光が入射し、又は外部に光を出射する４つの光入出射ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（図中ではそれぞれ（１）〜（４）の数字で示している）になっている。各光ファイバ４１、４２、４３、４４の＋Ｚ方向には、光ファイバ４１、４２、４３、４４から出射した発散光を平行光に変換するレンズ５１、５２、５３、５４がそれぞれ配置されている。反射型光サーキュレータ１やそれを収容する装置を小型化するためには、レンズ５１、５２、５３、５４の小型化が重要になる。
【００２３】
図２（ａ）は、小型化が可能なレンズの構成の例を示している。図２（ａ）に示すように、シングルモードの光ファイバ４０の先端部には、光ファイバ４０と同軸の円柱形状を有する屈折率分布レンズ（ＧＩ（Ｇｒａｄｉｅｎｔ  Ｉｎｄｅｘ）レンズ）５０が融着されている。ＧＩレンズ５０は、シングルモードの光ファイバ４０の直径とほぼ等しい直径（例えば１２５μｍ）を有している。光ファイバ４０及びＧＩレンズ５０は、互いに一体化されてレンズ付き光ファイバとして機能する。ＧＩレンズ５０は、その円柱軸に垂直な端面５０ａを有している。光ファイバ４０からＧＩレンズ５０に入射した光は平行光に変換され、端面５０ａから端面５０ａに垂直な方向（光ファイバ４０及びＧＩレンズ５０の円柱軸に平行な方向）に出射する。ＧＩレンズ５０は、球面レンズ等と比較して外径を小さくできるため、図１に示す本実施の形態の反射型光サーキュレータ１のレンズ５１、５２、５３、５４として用いるのに適している。
【００２４】
図２（ｂ）は、レンズの構成の変形例を示している。図２（ｂ）に示すように、ＧＩレンズ５０の代わりに小型の球レンズ５５を光ファイバ４０に固着したレンズ付き光ファイバも本実施の形態に好適である。これらの構成以外にも、コアが拡大されてレンズと同様の機能を有するコア拡大領域を先端近傍に備えるコア拡大（ＴＥＣ；Ｔｈｅｒｍａｌ  Ｅｘｐａｎｄ  Ｃｏｒｅ）ファイバを用いることもできる。
【００２５】
図１に戻り、レンズ５１、５３の＋Ｚ方向には複屈折板（偏光分離合波部）１１が配置され、レンズ５２、５４の＋Ｚ方向には複屈折板１２が配置されている。２つの複屈折板１１、１２はＸＹ面に平行に隣接配置されて、Ｚ軸に垂直な光入出射面を有している。ここで、光学では「光入射面」を入射光線と境界面の法線を含む面と定義する場合があるが、本明細書での「光入出射面」はこの定義ではなく、複屈折板１１、１２（あるいは他の光学素子）において光が入射／出射する面のことを意味する。
【００２６】
図３は、複屈折板１１の光学軸について説明する図である。図３（ａ）は複屈折板１１を−Ｚ方向に見た構成を示し、図３（ｂ）は複屈折板１１を−Ｘ方向に見た構成を示している。図３（ａ）、（ｂ）に示すように、複屈折板１１の光学軸ＯＡはＹＺ面に平行に配置されている。光学軸ＯＡとＸＺ面とのなす角度は、−Ｘ方向に見てＸ軸について時計回りに約４５°になっている。光入出射面（本例ではＸＹ面に平行）１１ａに垂直に入射した光は、常光と異常光とに分離して、互いに異なる光路上に出射する。このとき、異常光は常光に対して例えば図３（ｂ）に示すように下方（−Ｙ方向）に軸ずれする。以下、図３（ａ）のように複屈折板１１を−Ｚ方向に見た図では、＋Ｚ方向に入射した光の異常光が下方に軸ずれすることを下向きの片矢印Ｃで表すことにする。一方、複屈折板１２は、光学軸ＯＡとＸＺ面とのなす角度が−Ｘ方向に見てＸ軸について反時計回りに４５°になるように配置されるので、異常光は常光に対して図３（ｂ）中上方に軸ずれする（不図示）。したがって、複屈折板１２を−Ｚ方向に見た場合は、＋Ｚ方向に入射した光の異常光が上方に軸ずれすることを上向きの片矢印Ｃで表すことにする。複屈折板１１、１２を構成する結晶としては、ルチル（ＴｉＯ2）やイットリウム・バナデート（ＹＶＯ4）等が用いられる。複屈折板１１、１２は、例えば同一の結晶から同一形状に切り出した同一仕様の素子であり、光学軸ＯＡがＹＺ面に平行で異常光の軸ずれの方向が逆になるようにして隣接して配置されている。なお、複屈折性結晶の光学特性により、図３（ｂ）に示す光学軸ＯＡの配置で図中上方に軸ずれする複屈折板１１を組み合わせて用いるようにしてもよい。
【００２７】
図１に戻り、複屈折板１１、１２の＋Ｚ方向には、非相反性を有する磁気光学素子であるファラデー回転子２０が配置されている。ファラデー回転子２０は、例えば液相エピタキシャル（ＬＰＥ）法により育成され、膜成長面に垂直な方向に磁化容易軸が現れる垂直磁化性を備えた磁性ガーネット単結晶膜を用いて形成されている。ファラデー回転子２０の＋Ｙ方向端部には永久磁石６１が配置され、−Ｙ方向端部には永久磁石６２が配置されている。永久磁石６１、６２は互いに逆向きの磁極を有している。例えば、図中矢印で示すように、永久磁石６１の磁極の向きは＋Ｚ方向であり、永久磁石６２の磁極の向きは−Ｚ方向である。ファラデー回転子２０のほぼ中央から＋Ｙ側の領域に印加される磁界は永久磁石６１による−Ｚ方向の磁界成分が支配的になる。一方、ファラデー回転子２０のほぼ中央から−Ｙ側の領域に印加される磁界は永久磁石６２による＋Ｚ方向の磁界成分が支配的になる。双方の領域に印加する磁界の強さをファラデー回転子の飽和磁界以上にすることにより、−Ｚ方向の磁界が印加されている領域には磁化を一様に一方向にした磁区Ａが形成され、＋Ｚ方向の磁界が印加されている領域には磁化を磁区Ａとは逆方向に一様にした磁区Ｂが形成される。磁区Ａと磁区Ｂとの境界面には磁壁Ｉが形成されている。本例での磁区Ａのファラデー回転角は、例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°であり、磁区Ｂのファラデー回転角は、同様にして反時計回りに４５°である。ファラデー回転子２０は非相反性を有しているので、ファラデー回転子２０の２つの光入出射面のいずれから光が入射しても上記回転角の条件は保たれる。なお、１つのファラデー回転子２０を２つのファラデー回転部として機能させるのではなく、一方のファラデー回転部として機能するファラデー回転子と、他方のファラデー回転部として機能する別のファラデー回転子とをＹ方向に隣接させて配置してもよい。この場合、両ファラデー回転子は例えば同一の材料組成を有するようにする。また、永久磁石６１、６２に代えて、永久磁石より保磁力が小さく磁化を反転できる半硬質磁石を用いることももちろん可能である。
【００２８】
ファラデー回転子２０の＋Ｚ方向には、複屈折板１３が配置されている。複屈折板１３は例えば複屈折板１１、１２と同一の結晶を用いて作製されている。複屈折板１３の光学軸は、図１及び図３に示す座標系を用いて示すと、−Ｙ方向に見てＹ軸についてＹＺ面を反時計回りに４５度回転させた平面に平行であり、少なくとも複屈折板１１及び複屈折板１２の光学軸に平行な平面に含まれない。また、複屈折板１３に＋Ｚ方向に入射した光の異常光は−Ｘ方向及び−Ｙ方向の双方向に軸ずれする。複屈折板１３の＋Ｚ側には、例えば直角プリズム等の２面反射体３２が配置されている。２面反射体３２は、２面反射により光路を変更する機能を有する。２面反射体３２は、図１に示すような直角プリズム以外に、２枚の反射鏡（反射板）を組み合わせた構造でもよい。
【００２９】
本実施の形態では、４枚の光学素子（３枚の複屈折板１１、１２、１３、及び１枚のファラデー回転子２０）を用いて反射型光サーキュレータ１を構成できる。ファラデー回転子２０の磁区構造を利用せず、２つのファラデー回転子を用いる場合であっても、５枚の光学素子を用いて反射型光サーキュレータ１を構成できる。また、複屈折板１１、１２として、例えば同一の結晶から切り出された同一仕様の素子を使用できる。したがって本実施の形態によれば、反射型光サーキュレータ１の素子構成が単純になり小型化及び低価格化が容易になる。
なお、図１では光を各素子に垂直入射させているが、各境界面からの反射光が元に戻るのを防止するため、各素子を入射光に対して斜めに配置するのが望ましい。
【００３０】
次に、本実施の形態による反射型光サーキュレータの動作について図４乃至図６を用いて説明する。図４乃至図６は、反射型光サーキュレータ１を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Ｚ方向に見た図である。図４乃至図６の（ａ）は、図１に示すように、複屈折板１１、１２の−Ｚ側の光入出射面Ｚ１での光の偏光状態を示している。図４乃至図６の（ｂ）は、複屈折板１１、１２の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ２での光の偏光状態を示している。図４乃至図６の（ｃ）は、複屈折板１３の−Ｚ側の光入出射面Ｚ３での光の偏光状態を示している。図４乃至図６の（ｄ）は、複屈折板１３の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ４での光の偏光状態を示している。
【００３１】
図４乃至図６では、理解を容易にするために、複屈折板１１、１２、ファラデー回転子２０、及び複屈折板１３を−Ｚ方向に見た状態と、２面反射体３２を−Ｙ方向に見た状態とを併せて模式的に図示している。
【００３２】
図４は、図１（ａ）の実線で示す光線のように、光入出射ポートＰ１から入射して光入出射ポートＰ２から外部に出射する光を示している。図４（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ１から入射した光Ｌ１は、複屈折板（第１の複屈折板）１１に入射して、図４（ｂ）の左側に示すように、常光Ｌ２ａと−Ｙ方向に軸ずれした異常光Ｌ２ｂとに分離し、複屈折板１１から出射する。次いで、常光成分の光Ｌ２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第２のファラデー回転部）に入射する。ファラデー回転子２０の磁区Ａのファラデー回転角は例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について＋４５°とし、磁区Ｂのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について−４５°とする。図４（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ２ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂの偏光方位は、光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板（偏光子）１３の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。次いで、図４（ｄ）の左側に示すように、光Ｌ３ａ、Ｌ３ｂは複屈折板１３の一方の表面に入射して異常光として透過し、それぞれ軸ずれして複屈折板１３の他方の表面から光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂとして出射する。光Ｌ４ａ、Ｌ４ｂは２面反射体３２で反射して、図４（ｄ）の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ５ａ、Ｌ５ｂとして複屈折板１３の他方の表面に入射する。
【００３３】
図４（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ５ａ、Ｌ５ｂは、それぞれ軸ずれして複屈折板１３の一方の表面から光Ｌ６ａ、Ｌ６ｂとして出射する。光Ｌ６ａはファラデー回転子２０の磁区Ａ（光Ｌ２ａが入射した領域と同一の領域）に入射し、光Ｌ６ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（光Ｌ２ｂが入射した領域と同一の領域）に入射する。図４（ｂ）の右側に示すように、光Ｌ６ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ７ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ６ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ７ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ７ａは複屈折板（第２の複屈折板）１２に入射して異常光となり、光Ｌ７ｂは複屈折板１２に入射して常光となる。図４（ａ）の右側に示すように、光Ｌ７ａは軸ずれして光Ｌ７ｂと合波し、光Ｌ８として複屈折板１２から出射する。光Ｌ８は、光入出射ポートＰ２に入射して外部に出射する。
【００３４】
図５は、図１（ａ）の破線で示す光線のように、光入出射ポートＰ２から入射して光入出射ポートＰ３から外部に出射する光を示している。図５（ａ）の右側に示すように、光入出射ポートＰ２から入射した光Ｌ１１は、複屈折板（第１の複屈折板）１２に入射して、図５（ｂ）の右側に示すように、常光Ｌ１２ａと＋Ｙ方向に軸ずれした異常光Ｌ１２ｂとに分離し、複屈折板１２から出射する。次いで、常光成分の光Ｌ１２ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ１２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第２のファラデー回転部）に入射する。図５（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ１２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１２ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ１３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂの偏光方位は、光Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板（偏光子）１３の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。したがって、光Ｌ１３ａ、Ｌ１３ｂは複屈折板１３の一方の表面に入射して常光となり、図５（ｄ）の右側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１３の他方の表面から光Ｌ１４ａ、Ｌ１４ｂとして出射する。光Ｌ１４ａ、Ｌ１４ｂは２面反射体３２で反射して、図５（ｄ）の左側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ１５ａ、Ｌ１５ｂとして複屈折板１３の他方の表面に入射する。
【００３５】
光Ｌ１５ａ、Ｌ１５ｂは、複屈折板１３の他方の表面に入射して常光となり、図５（ｃ）の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１３の一方の表面から光Ｌ１６ａ、Ｌ１６ｂとして出射する。光Ｌ１６ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、光Ｌ１６ｂは磁区Ａに入射する。図５（ｂ）の左側に示すように、光Ｌ１６ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１７ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１６ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ１７ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ１７ａは複屈折板（第２の複屈折板）１１に入射して異常光となり、光Ｌ１７ｂは複屈折板１１に入射して常光となる。図５（ａ）の左側に示すように、光Ｌ１７ａは軸ずれして光Ｌ１７ｂと合波し、光Ｌ１８として複屈折板１１から出射する。光Ｌ１８は、光入出射ポートＰ１の隣に配置された光入出射ポートＰ３に入射して外部に出射する。
【００３６】
図６は、図１（ａ）の一点鎖線で示す光線のように、光入出射ポートＰ３から入射して光入出射ポートＰ４から外部に出射する光を示している。図６（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ３から入射した光Ｌ２１は、複屈折板（第１の複屈折板）１１に入射して、図６（ｂ）の左側に示すように、常光Ｌ２２ａと−Ｙ方向に軸ずれした異常光Ｌ２２ｂとに分離し、複屈折板１１から出射する。次いで、常光成分の光Ｌ２２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ２２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第２のファラデー回転部）に入射する。図６（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ２２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ２３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ２２ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ２３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ２３ａ、Ｌ２３ｂの偏光方位は、光Ｌ２３ａ、Ｌ２３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板（偏光子）１３の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。次いで、図６（ｄ）の左側に示すように、光Ｌ２３ａ、Ｌ２３ｂは複屈折板１３の一方の表面に入射して異常光となって、それぞれ軸ずれして複屈折板１３の他方の表面から光Ｌ２４ａ、Ｌ２４ｂとして出射する。光Ｌ２４ａ、Ｌ２４ｂは２面反射体３２で反射して、図６（ｄ）の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ２５ａ、Ｌ２５ｂとして複屈折板１３の他方の表面に入射する。
【００３７】
図６（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ２５ａ、Ｌ２５ｂは、それぞれ軸ずれして複屈折板１３の一方の表面から光Ｌ２６ａ、Ｌ２６ｂとして出射する。光Ｌ２６ａはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、光Ｌ２６ｂは磁区Ｂに入射する。図６（ｂ）の右側に示すように、光Ｌ２６ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ２７ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ２６ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ２７ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ２７ａは複屈折板（第２の複屈折板）１２に入射して異常光となり、光Ｌ２７ｂは複屈折板１２に入射して常光となる。図６（ａ）の右側に示すように、光Ｌ２７ａは軸ずれして光Ｌ２７ｂと合波し、光Ｌ２８として複屈折板１２から出射する。光Ｌ２８は、光入出射ポートＰ２の隣に配置された光入出射ポートＰ４に入射して外部に出射する。
【００３８】
このように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ１では、光入出射ポートＰ１からの入力光は光入出射ポートＰ２から出力し、光入出射ポートＰ２からの入力光は光入出射ポートＰ３から出力し、光入出射ポートＰ３からの入力光は光入出射ポートＰ４から出力するようになっている。
【００３９】
本実施の形態では、互いに同一の光学特性を有する複屈折板１１、１２のうち一方を常光として通過した光は、２面反射体３２で反射して戻るときに他方を異常光として通過し、逆に複屈折板１１、１２のうち一方を異常光として通過した光は、２面反射体３２で反射して戻るときに他方を常光として通過する。また、ファラデー回転子２０を通過した後、２面反射体３２で反射してファラデー回転子２０に再度入射するまでの間は、分離した２つの光の偏光方位は同一になっている。したがって、本実施の形態による反射型光サーキュレータ１によれば、ＰＭＤ値をゼロにすることができる。
【００４０】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態による反射型光部品について図７乃至図１２を用いて説明する。図７は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの構成を模式的に示している。図７では図１と同様に座標系をとっている。図７（ａ）は反射型光サーキュレータを−Ｙ方向に見た構成を示し、図７（ｂ）は反射型光サーキュレータを−Ｘ方向に見た構成を示している。図７（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ１’は、一列に配列した光ファイバ４１、４２、４３、４４に接続されている。各光ファイバ４１、４２、４３、４４の−Ｚ側の端部は、４つの光入出射ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（図中ではそれぞれ（１）〜（４）の数字で示している）になっている。光ファイバ４１、４２、４３、４４と、光ファイバ４１、４２、４３、４４の＋Ｚ側の端部に融着されたＧＩレンズ７１、７２、７３、７４とは、それぞれ一体化されてレンズ付き光ファイバとして機能している。ＧＩレンズ７１、７２、７３、７４の＋Ｚ方向には１枚の複屈折板１４が配置されている。複屈折板１４の光学軸は、図７に示す座標系を用いて示すと、−Ｙ方向に見てＹＺ面をＹ軸について時計回りに４５度回転させた平面に平行である。複屈折板１４に＋Ｚ方向に入射した光の異常光は、＋Ｘ方向及び−Ｙ方向の双方向に軸ずれする。
【００４１】
複屈折板１４の＋Ｚ方向であって光入出射ポートＰ２、Ｐ４に対応する位置には、光の偏光方位を９０°回転させる１／２波長板２２が配置されている。１／２波長板２２の＋Ｚ方向には、ファラデー回転子２０が配置されている。ファラデー回転子２０の＋Ｙ方向端部には永久磁石６１が配置され、−Ｙ方向端部には永久磁石６２が配置されている。永久磁石６１、６２は互いに逆向きの磁極を有している。例えば、図中矢印で示すように、永久磁石６１の磁極の向きは＋Ｚ方向であり、永久磁石６２の磁極の向きは−Ｚ方向である。ファラデー回転子２０の−Ｚ方向の磁界が印加されている領域には磁化を一様に一方向にした磁区Ａが形成され、＋Ｚ方向の磁界が印加されている領域には磁化を磁区Ａとは逆方向に一様にした磁区Ｂが形成される。磁区Ａと磁区Ｂとの境界面には磁壁Ｉが形成されている。本例での磁区Ａのファラデー回転角は、例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°であり、磁区Ｂのファラデー回転角は、同様にして反時計回りに４５°である。ファラデー回転子２０の＋Ｚ方向には、複屈折板１５が配置されている。複屈折板１５の光学軸は、図７に示す座標系を用いて示すと、ＸＺ面に平行である。複屈折板１５に＋Ｚ方向に入射した光の異常光は、−Ｘ方向に軸ずれする。複屈折板１５の＋Ｚ方向には、反射部としてレンズ３４及び反射鏡３６が配置されている。レンズ３４には、屈折率分布型のロッドレンズ、球レンズ、非球面レンズなどが用いられる。反射鏡３６は、ガラス板に全反射膜を形成して作製され、レンズ３４の＋Ｚ方向に配置されている。反射鏡３６は、平行光がレンズ３４に入射した場合の焦点を含み、平行光の進行方向に垂直な面内に配置される。これにより、ある光路上を通る平行光がレンズ３４及び反射鏡３６に入射すると、反射光の光路は、上記の焦点を含み平行光の進行方向に平行な直線に対して対称な位置に変換される。反射鏡３６に代えて、レンズ３４に直接全反射膜を形成してもよい。
【００４２】
本実施の形態では、４枚の光学素子（２枚の複屈折板１４、１５、１枚の１／２波長板２２、及び１枚のファラデー回転子２０）を用いて反射型光サーキュレータ１’を構成できる。ファラデー回転子２０の磁区構造を利用せず、２つのファラデー回転子を用いる場合であっても、５枚の光学素子を用いて反射型光サーキュレータ１’を構成できる。したがって本実施の形態によれば、反射型光サーキュレータ１’の素子構成が単純になり小型化及び低価格化が容易になる。
また、本実施の形態では４つの光入出射ポートＰ１〜Ｐ４（光ファイバ４１〜４４）を一列に配置できるため、組立てが容易になるという利点がある。
【００４３】
次に、本実施の形態による反射型光サーキュレータの動作について説明する。図８乃至図１０は、反射型光サーキュレータ１’を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Ｚ方向に見た図である。図８乃至図１０の（ａ）は、図７に示す複屈折板１４の−Ｚ側の光入出射面Ｚ１での光の偏光状態を示している。図８乃至図１０の（ｂ）は、複屈折板１４の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ２での光の偏光状態を示している。図８乃至図１０の（ｃ）は、複屈折板１５の−Ｚ側の光入出射面Ｚ３での光の偏光状態を示している。図８乃至図１０の（ｄ）は、複屈折板１５の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ４での光の偏光状態を示している。図８乃至図１０では、理解を容易にするために、複屈折板１４、１／２波長板２２、ファラデー回転子２０、複屈折板１５、及び反射部（レンズ３４及び反射鏡３６）を−Ｚ方向に見た状態を併せて模式的に図示している。
【００４４】
図８は、図７（ａ）の実線で示す光線のように、光入出射ポートＰ１から入射して光入出射ポートＰ２から外部に出射する光を示している。図８（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ１から入射した光Ｌ５１は、複屈折板１４に入射して、図８（ｂ）の左側に示すように常光Ｌ５２ａと＋Ｘ方向及び−Ｙ方向の双方向に軸ずれした異常光Ｌ５２ｂとに分離し、複屈折板１４から出射する。次いで、常光成分の光Ｌ５２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ５２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第２のファラデー回転部）に入射する。ここで光Ｌ５２ａ、Ｌ５２ｂは、いずれも１／２波長板２２を通過しない。ファラデー回転子２０の磁区Ａのファラデー回転角は例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について＋４５°とし、磁区Ｂのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について−４５°とする。図８（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ５２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ５３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ５２ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ５３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ５３ａ、Ｌ５３ｂの偏光方位は、光Ｌ５３ａ、Ｌ５３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板１５の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。したがって、光Ｌ５３ａ、Ｌ５３ｂは複屈折板１５の一方の表面に入射して常光となり、図８（ｄ）の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１５の他方の表面から光Ｌ５４ａ、Ｌ５４ｂとして出射する。光Ｌ５４ａ、Ｌ５４ｂはレンズ３４を通過して反射鏡３６で反射し、図８（ｄ）の右側に示すように光路が変換された光Ｌ５５ａ、Ｌ５５ｂとして複屈折板１５の他方の表面に入射する。
【００４５】
光Ｌ５５ａ、Ｌ５５ｂは、複屈折板１５の他方の表面に入射して常光となり、図８（ｃ）の右側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１５の一方の表面から光Ｌ５６ａ、Ｌ５６ｂとして出射する。光Ｌ５６ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（光Ｌ５２ｂが入射した領域と同一の領域）に入射し、光Ｌ５６ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａ（光Ｌ５２ａが入射した領域と同一の領域）に入射する。光Ｌ５６ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２２に入射して、図８（ｂ）の右側に示すように偏光方位がＺ軸について９０°回転した光Ｌ５７ａとして出射する。光Ｌ５６ｂは、偏光方位が時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２２に入射して、偏光方位がＺ軸について９０°回転した光Ｌ５７ｂとして出射する。光Ｌ５７ａは複屈折板１４に入射して異常光となり、光Ｌ５７ｂは複屈折板１４に入射して常光となる。図８（ａ）の右側に示すように、光Ｌ５７ａは軸ずれして光Ｌ５７ｂと合波し、光Ｌ５８として複屈折板１４から出射する。光Ｌ５８は、光入出射ポートＰ２に入射して外部に出射する。
【００４６】
図９は、図７（ａ）の破線で示す光線のように、光入出射ポートＰ２から入射して光入出射ポートＰ３から外部に出射する光を示している。図９（ａ）の右側に示すように、光入出射ポートＰ２から入射した光Ｌ６１は、複屈折板１４に入射して、図９（ｂ）の右側に示すように常光Ｌ６２ａと＋Ｘ方向及び−Ｙ方向の双方向に軸ずれした異常光Ｌ６２ｂとに分離し、複屈折板１４から出射する。次いで、常光成分の光Ｌ６２ａは、１／２波長板２２に入射し、偏光方位がＺ軸について９０°回転した光として１／２波長板２２から出射して、さらにファラデー回転子２０の磁区Ａ（第１のファラデー回転部）に入射する。異常光成分の光Ｌ６２ｂは、１／２波長板２２に入射し、偏光方位がＺ軸について９０°回転した光として１／２波長板２２から出射して、さらにファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第２のファラデー回転部）に入射する。ファラデー回転子２０の磁区Ａのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について＋４５°とし、磁区Ｂのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について−４５°とする。図９（ｃ）の右側に示すように、ファラデー回転子２０の磁区Ａに入射した光は偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ６３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、磁区Ｂに入射した光は偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ６３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ６３ａ、Ｌ６３ｂの偏光方位は、光Ｌ６３ａ、Ｌ６３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板１５の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。したがって、光Ｌ６３ａ、Ｌ６３ｂは複屈折板１５の一方の表面に入射して異常光となり、図９（ｄ）の右側に示すように、それぞれ軸ずれして複屈折板１５の他方の表面から光Ｌ６４ａ、Ｌ６４ｂとして出射する。光Ｌ６４ａ、Ｌ６４ｂはレンズ３４を通過して反射鏡３６で反射し、図９（ｄ）の左側に示すように光路が変換された光Ｌ６５ａ、Ｌ６５ｂとして複屈折板１５の他方の表面に入射する。
【００４７】
光Ｌ６５ａ、Ｌ６５ｂは、複屈折板１５の他方の表面に入射して異常光となり、図９（ｃ）の左側に示すように、それぞれ軸ずれして複屈折板１５の一方の表面から光Ｌ６６ａ、Ｌ６６ｂとして出射する。光Ｌ６６ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、光Ｌ６６ｂは磁区Ａに入射する。図９（ｂ）の左側に示すように、光Ｌ６６ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ６７ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ６６ｂは、偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ６７ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。ここで光Ｌ６７ａ、Ｌ６７ｂは、いずれも１／２波長板２２を通過しない。光Ｌ６７ａは複屈折板１４に入射して異常光となり、光Ｌ６７ｂは複屈折板１４に入射して常光となる。図９（ａ）の左側に示すように、光Ｌ６７ａは軸ずれして光Ｌ６７ｂと合波し、光Ｌ６８として複屈折板１４から出射する。光Ｌ６８は、光入出射ポートＰ１の隣に配置された光入出射ポートＰ３に入射して外部に出射する。
【００４８】
図１０は、図７（ａ）の一点鎖線で示す光線のように、光入出射ポートＰ３から入射して光入出射ポートＰ４から外部に出射する光を示している。図１０（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ３から入射した光Ｌ７１は、複屈折板１４に入射して、図１０（ｂ）の左側に示すように常光Ｌ７２ａと＋Ｘ方向及び−Ｙ方向の双方向に軸ずれした異常光Ｌ７２ｂとに分離し、複屈折板１４から出射する。次いで、常光成分の光Ｌ７２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ７２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第２のファラデー回転部）に入射する。ここで光Ｌ７２ａ、Ｌ７２ｂは、いずれも１／２波長板２２を通過しない。ファラデー回転子２０の磁区Ａのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について＋４５°とし、磁区Ｂのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について−４５°とする。図１０（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ７２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ７３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ７２ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ７３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ７３ａ、Ｌ７３ｂの偏光方位は、光Ｌ７３ａ、Ｌ７３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板１５の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。したがって、光Ｌ７３ａ、Ｌ７３ｂは複屈折板１５の一方の表面に入射して常光となり、図１０（ｄ）の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１５の他方の表面から光Ｌ７４ａ、Ｌ７４ｂとして出射する。光Ｌ７４ａ、Ｌ７４ｂはレンズ３４を通過して反射鏡３６で反射し、図１０（ｄ）の右側に示すように光路が変換された光Ｌ７５ａ、Ｌ７５ｂとして複屈折板１５の他方の表面に入射する。
【００４９】
光Ｌ７５ａ、Ｌ７５ｂは、複屈折板１５の他方の表面に入射して常光となり、図１０（ｃ）の右側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１５の一方の表面から光Ｌ７６ａ、Ｌ７６ｂとして出射する。光Ｌ７６ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、光Ｌ７６ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。光Ｌ７６ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２２に入射して、図１０（ｂ）の右側に示すように偏光方位がＺ軸について９０°回転した光Ｌ７７ａとして出射する。光Ｌ７６ｂは、偏光方位が時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２２に入射して、偏光方位がＺ軸について９０°回転した光Ｌ７７ｂとして出射する。光Ｌ７７ａは複屈折板１４に入射して異常光となり、光Ｌ７７ｂは複屈折板１４に入射して常光となる。図１０（ａ）の右側に示すように、光Ｌ７７ａは軸ずれして光Ｌ７７ｂと合波し、光Ｌ７８として複屈折板１４から出射する。光Ｌ７８は、光入出射ポートＰ２の隣に配置された光入出射ポートＰ４に入射して外部に出射する。
【００５０】
このように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ１’では、光入出射ポートＰ１からの入力光は光入出射ポートＰ２から出力し、光入出射ポートＰ２からの入力光は光入出射ポートＰ３から出力し、光入出射ポートＰ３からの入力光は光入出射ポートＰ４から出力するようになっている。
【００５１】
本実施の形態では、レンズ３４及び反射鏡３６による光路変換によって、２つのファラデー回転部（ファラデー回転子２０の磁区Ａ及び磁区Ｂ）のうち一方を通過した入射光は、反射鏡３６で反射して反射光として戻るときに他方を通過する。両ファラデー回転部のファラデー回転角は大きさが同じで符号が互いに異なるので、光の偏光方位は結局元に戻ることになる。複屈折板１４とファラデー回転子２０との間の入射光路上又は反射光路上のいずれかには１／２波長板２２が配置されているため、複屈折板１４から出射する光Ｌ５２ａ、Ｌ６２ａ、Ｌ７２ａ（又は光Ｌ５２ｂ、Ｌ６２ｂ、Ｌ７２ｂ）の偏光方位と複屈折板１４に入射する光Ｌ５７ａ、Ｌ６７ａ、Ｌ７７ａ（又は光Ｌ５７ｂ、Ｌ６７ｂ、Ｌ７７ｂ）の偏光方位とはそれぞれ互いに直交する。したがって、複屈折板１４を常光として通過した光は、反射鏡３６で反射して戻るときに異常光として通過し、逆に複屈折板１４を異常光として通過した光は、反射鏡３６で反射して戻るときに常光として通過する。また、ファラデー回転子２０を通過した後、反射鏡３６で反射してファラデー回転子２０に再度入射するまでの間は、分離した２つの光の偏光方位は同一になっている。したがって、本実施の形態による反射型光サーキュレータ１’によれば、ＰＭＤ値をゼロにすることができる。なお１／２波長板２２は、複屈折板１４とファラデー回転子２０との間ではなくファラデー回転子２０と複屈折板１５との間に配置してもよい。また１／２波長板２２は、光入出射ポートＰ１、Ｐ３から入射した光の反射光路上（光入出射ポートＰ２から入射した光の入射光路上）に配置されているが、光入出射ポートＰ１、Ｐ３から入射した光の入射光路上（光入出射ポートＰ２から入射した光の反射光路上）に配置してもよい。
【００５２】
本実施の形態では、各光ファイバ４１〜４４の先端にＧＩレンズ７１〜７４がそれぞれ融着されたレンズ付き光ファイバが用いられている。ＧＩレンズ７１〜７４が融着されていない光ファイバ４１〜４４を用いると、光ファイバ４１〜４４の端部から出射する光の拡がり角度が大きくなり各光入出射ポートＰ１〜Ｐ４からの光が重なってしまうおそれがある。このため、光ファイバ４１〜４４にレンズ機能を付加して光の拡がり角度を抑えるのが望ましい。ＧＩレンズ７１〜７４を融着する代わりに、光ファイバ４１〜４４の先端のコアを拡大してもよい。また、図１に示すようにレンズ５１〜５４を別途設けてももちろんよい。
【００５３】
また本実施の形態では、複屈折板１４の軸ずれ量は複屈折板１５の軸ずれ量の２√２倍に設定されているが、これに限定する必要はなく、複屈折板１４、１５の軸ずれ量を互いに独立に設定できる。
本実施の形態による構成を光アイソレータとして機能させる際には、複屈折板１５に代えて偏光ガラスを偏光子として用いることができる。
【００５４】
図１１及び図１２は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの変形例を示し、図８及び図９にそれぞれ対応している。図１１及び図１２に示すように、本変形例による反射型光サーキュレータは、複屈折板１４とは光学軸の向きが異なる複屈折板１４’を有している。複屈折板１４’に＋Ｚ方向に入射した光の異常光は、−Ｙ方向に軸ずれする。複屈折板１４’の＋Ｚ方向には、２枚の１／２波長板２３、２４が配置されている。１／２波長板２３は、光入出射ポートＰ１、Ｐ３に対応する位置に配置され、＋Ｚ方向に入射した光の偏光方位を−Ｚ方向に見て時計回りに４５°回転させるようになっている。１／２波長板２４は、光入出射ポートＰ２、Ｐ４に対応する位置に配置され、＋Ｚ方向に入射した光の偏光方位を上記の逆方向に４５°回転させるようになっている。
【００５５】
図１１は、光入出射ポートＰ１から入射して光入出射ポートＰ２から外部に出射する光を示している。図１１（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ１から入射した光Ｌ８１は、複屈折板１４’に入射して、図１１（ｂ）の左側に示すように常光Ｌ８２ａと−Ｙ方向に軸ずれした異常光Ｌ８２ｂとに分離し、複屈折板１４’から出射する。常光成分の光Ｌ８２ａは、１／２波長板２３に入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２３から出射し、ファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。図１１（ｃ）の左側に示すように、磁区Ａに入射した光は、偏光方位が時計回りにさらに４５°回転した光Ｌ８３ａとしてファラデー回転子２０から出射する。異常光成分の光Ｌ８２ｂは、１／２波長板２３に入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２３から出射し、ファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。磁区Ｂに入射した光は、偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ８３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ８３ａ、Ｌ８３ｂの偏光方位は、光Ｌ８３ａ、Ｌ８３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板１５の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。従って、光Ｌ８３ａ、Ｌ８３ｂは複屈折板１５の一方の表面に入射して常光となり、図１１（ｄ）の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１５の他方の表面から光Ｌ８４ａ、Ｌ８４ｂとして出射する。光Ｌ８４ａ、Ｌ８４ｂはレンズ３４を通過して反射鏡３６で反射し、図１１（ｄ）の右側に示すように光路が変換された光Ｌ８５ａ、Ｌ８５ｂとして複屈折板１５の他方の表面に入射する。
【００５６】
光Ｌ８５ａ、Ｌ８５ｂは、複屈折板１５の他方の表面に入射して常光となり、図１１（ｃ）の右側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１５の一方の表面から光Ｌ８６ａ、Ｌ８６ｂとして出射する。光Ｌ８６ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、光Ｌ８６ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。光Ｌ８６ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２４に入射して、図１１（ｂ）の右側に示すように偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ８７ａとして出射する。光Ｌ８６ｂは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２２に入射して、偏光方位がＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ８７ｂとして出射する。光Ｌ８７ａは複屈折板１４’に入射して異常光となり、光Ｌ８７ｂは複屈折板１４’に入射して常光となる。図１１（ａ）の右側に示すように、光Ｌ８７ａは軸ずれして光Ｌ８７ｂと合波し、光Ｌ８８として複屈折板１４’から出射する。光Ｌ８８は、光入出射ポートＰ２に入射して外部に出射する。
【００５７】
図１２は、光入出射ポートＰ２から入射して光入出射ポートＰ３から外部に出射する光を示している。図１２（ａ）の右側に示すように、光入出射ポートＰ２から入射した光Ｌ９１は、複屈折板１４’に入射して、図１２（ｂ）の右側に示すように常光Ｌ９２ａと−Ｙ方向に軸ずれした異常光Ｌ９２ｂとに分離し、複屈折板１４’から出射する。常光成分の光Ｌ９２ａは、１／２波長板２４に入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２４から出射し、ファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。図１２（ｃ）の右側に示すように、磁区Ａに入射した光は、偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ９３ａとしてファラデー回転子２０から出射する。異常光成分の光Ｌ９２ｂは、１／２波長板２４に入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２４から出射し、ファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。磁区Ｂに入射した光は、偏光方位が反時計回りにさらに４５°回転した光Ｌ９３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ９３ａ、Ｌ９３ｂの偏光方位は、光Ｌ９３ａ、Ｌ９３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板１５の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。したがって、光Ｌ９３ａ、Ｌ９３ｂは複屈折板１５の一方の表面に入射して異常光となり、図１２（ｄ）の右側に示すように、それぞれ−Ｘ方向に軸ずれして複屈折板１５の他方の表面から光Ｌ９４ａ、Ｌ９４ｂとして出射する。光Ｌ９４ａ、Ｌ９４ｂはレンズ３４を通過して反射鏡３６で反射し、図１２（ｄ）の左側に示すように光路が変換された光Ｌ９５ａ、Ｌ９５ｂとして複屈折板１５の他方の表面に入射する。
【００５８】
光Ｌ９５ａ、Ｌ９５ｂは、複屈折板１５の他方の表面に入射して異常光となり、図１２（ｃ）の左側に示すように、それぞれ＋Ｘ方向に軸ずれして複屈折板１５の一方の表面から光Ｌ９６ａ、Ｌ９６ｂとして出射する。光Ｌ９６ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、光Ｌ９６ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。光Ｌ９６ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２３に入射して、図１２（ｂ）の左側に示すように偏光方位が反時計回りにさらに４５°回転した光Ｌ９７ａとして出射する。光Ｌ９６ｂは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２３に入射して、偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ９７ｂとして出射する。光Ｌ９７ａは複屈折板１４’に入射して異常光となり、光Ｌ９７ｂは複屈折板１４’に入射して常光となる。図１２（ａ）の左側に示すように、光Ｌ９７ａは軸ずれして光Ｌ９７ｂと合波し、光Ｌ９８として複屈折板１４’から出射する。光Ｌ９８は、光入出射ポートＰ３に入射して外部に出射する。
【００５９】
このように、本変形例による反射型光サーキュレータでは、光入出射ポートＰ１からの入力光は光入出射ポートＰ２から出力し、光入出射ポートＰ２からの入力光は光入出射ポートＰ３から出力するようになっている。また、図示及び説明を省略しているが、光入出射ポートＰ３からの入力光は光入出射ポートＰ４から出力するようになっている。
【００６０】
本変形例による反射型光サーキュレータでは、図７乃至図１０に示す反射型光サーキュレータと同様に、各光入出射ポートを一列に等間隔で配置できる。このため、反射型光サーキュレータの組立てが容易になる。
また本変形例では、偏光分離した２つの光はレンズ３４内での光路長がほぼ等しいため、図７乃至図１０に示す反射型光サーキュレータと比較して偏波依存損失（ＰＤＬ；Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  Ｌｏｓｓ）をより低減できる。
【００６１】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態による反射型光部品について図１３乃至図１８を用いて説明する。図１３は、本実施の形態による反射型光アイソレータの構成を模式的に示している。図１３では、反射型光アイソレータが備える反射膜（反射部）３０表面に直交する方向にＺ軸をとり、外部からの光が反射膜３０に向かう方向を＋Ｚ方向としている。また、Ｚ軸に直交する面内で互いに直交する２方向にＸ軸及びＹ軸をとっている。図１３（ａ）は反射型光アイソレータを−Ｙ方向に見た構成を示し、図１３（ｂ）は反射型光アイソレータを−Ｘ方向に見た構成を示している。
【００６２】
図１３に示すように、反射型光アイソレータ２は、２本の光ファイバ４１、４２に接続されている。光ファイバ４１の−Ｚ側の端部は、外部から光が入射する光入射ポートＰ１（図中では（１）の数字で示している）になっている。光ファイバ４２の−Ｚ側の端部は、外部に光を出射する光出射ポートＰ２（図中では（２）の数字で示している）になっている。光ファイバ４１の＋Ｚ方向には光ファイバ４１から出射した発散光を平行光に変換するレンズ５１が配置され、光ファイバ４２の＋Ｚ方向には平行光を収束光に変換して光ファイバ４２に入射させるレンズ５２が配置されている。
【００６３】
レンズ５１の＋Ｚ方向には複屈折板１１が配置され、レンズ５２の＋Ｚ方向には複屈折板１２が配置されている。複屈折板１１、１２の＋Ｚ方向には、ファラデー回転子２０が配置されている。ファラデー回転子２０の＋Ｙ方向端部には永久磁石６１が配置され、−Ｙ方向端部には永久磁石６２が配置されている。永久磁石６１、６２は互いに逆向きの磁極を有している。例えば、図中矢印で示すように、永久磁石６１の磁極の向きは＋Ｚ方向であり、永久磁石６２の磁極の向きは−Ｚ方向である。ファラデー回転子２０の−Ｚ方向の磁界が印加されている領域には磁化を一様に一方向にした磁区Ａが形成され、＋Ｚ方向の磁界が印加されている領域には磁化を磁区Ａとは逆方向に一様にした磁区Ｂが形成される。磁区Ａと磁区Ｂとの境界面には磁壁Ｉが形成されている。本例での磁区Ａのファラデー回転角は、例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°であり、磁区Ｂのファラデー回転角は、同様にして反時計回りに４５°である。ファラデー回転子２０は非相反性を有しているので、ファラデー回転子２０の２つの光入出射面のいずれから光が入射しても上記回転角の条件は保たれる。
【００６４】
ファラデー回転子２０の＋Ｚ方向には、偏光ガラス（偏光子）１６が配置されている。偏光ガラス１６は、所定の直線偏光を透過し、それと直交する直線偏光を吸収するようになっている。偏光ガラス１６の透過軸は、−Ｚ方向に見てＸ軸をＺ軸について時計回りに４５°傾けた方向に平行である。偏光ガラス１６の＋Ｚ方向には反射部が配置されている。本例では光路を変更する機能は必要ないので、例えばガラス基板面に誘電体多層膜又はアルミニウム等の金属薄膜を反射膜３０として蒸着した反射ミラーを反射部として用いることができる。なお、反射ミラーに代えて、反射膜３０を偏光ガラス１６の＋Ｚ側の表面に形成してもよい。
【００６５】
本実施の形態では、４枚の光学素子（２枚の複屈折板１１、１２、１枚の偏光ガラス１６、及び１枚のファラデー回転子２０）を用いて反射型光アイソレータ２を構成できる。ファラデー回転子２０の磁区構造を利用せず、２つのファラデー回転子を用いる場合であっても、５枚の光学素子を用いて反射型光アイソレータ２を構成できる。また、複屈折板１１、１２として、例えば同一の結晶から切り出された同一仕様の素子を使用できる。したがって本実施の形態によれば、反射型光アイソレータ２の素子構成が単純になり小型化及び低価格化が容易になる。
【００６６】
次に、本実施の形態による反射型光アイソレータの動作について図１４及び図１５を用いて説明する。図１４及び図１５は、反射型光アイソレータ２を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Ｚ方向に見た図である。図１４及び図１５の（ａ）は、図１３に示すように、複屈折板１１、１２の−Ｚ側の光入出射面Ｚ１での光の偏光状態を示している。図１４及び図１５の（ｂ）は、複屈折板１１、１２の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ２での光の偏光状態を示している。図１４及び図１５の（ｃ）は、偏光ガラス１６の−Ｚ側の光入出射面Ｚ３での光の偏光状態を示している。図１４及び図１５では、理解を容易にするために、複屈折板１１、１２、ファラデー回転子２０、偏光ガラス１６、及び反射膜３０を−Ｚ方向に見た状態を併せて模式的に図示している。
【００６７】
図１４は、光入射ポートＰ１から入射して光出射ポートＰ２から外部に出射する光を示している。図１４（ａ）の左側に示すように、光入射ポートＰ１から入射した光Ｌ３１は、複屈折板（第１の複屈折板）１１に入射して、図１４（ｂ）の左側に示すように常光Ｌ３２ａと−Ｙ方向に軸ずれした異常光Ｌ３２ｂとに分離し、複屈折板１１から出射する。次いで、常光成分の光Ｌ３２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ３２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第２のファラデー回転部）に入射する。ファラデー回転子２０の磁区Ａのファラデー回転角は例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について＋４５°とし、磁区Ｂのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について−４５°とする。図１４（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ３２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ３３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ３２ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ３３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ３３ａ、Ｌ３３ｂの偏光方位は、偏光ガラス（偏光子）１６の透過軸（図中両矢印で示す）に平行になる。したがって、光Ｌ３３ａ、Ｌ３３ｂは偏光ガラス１６を透過して反射膜３０で反射し、再度偏光ガラス１６を透過して図１４（ｃ）の右側に示す光Ｌ３４ａ、Ｌ３４ｂとしてそれぞれ出射する。
【００６８】
光Ｌ３４ａはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、光Ｌ３４ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。図１４（ｂ）の右側に示すように、光Ｌ３４ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ３５ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ３４ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ３５ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ３５ａは複屈折板（第２の複屈折板）１２に入射して異常光となり、光Ｌ３５ｂは複屈折板１２に入射して常光となる。図１４（ａ）の右側に示すように、光Ｌ３５ａは軸ずれして光Ｌ３５ｂと合波し、光Ｌ３６として複屈折板１２から出射する。光Ｌ３６は、光出射ポートＰ２に入射して外部に出射する。
【００６９】
図１５は、光出射ポートＰ２から入射する光を示している。図１５（ａ）の右側に示すように、光出射ポートＰ２から入射した光Ｌ４１は、複屈折板（第１の複屈折板）１２に入射して、図１５（ｂ）の右側に示すように、常光Ｌ４２ａと＋Ｙ方向に軸ずれした異常光Ｌ４２ｂとに分離し、複屈折板１２から出射する。次いで、常光成分の光Ｌ４２ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ４２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第２のファラデー回転部）に入射する。図１５（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ４２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ４３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ４２ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ４３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ４３ａ、Ｌ４３ｂの偏光方位は、偏光ガラス（偏光子）１６の透過軸に垂直になる。したがって、光Ｌ４３ａ、Ｌ４３ｂは共に偏光ガラス１６で吸収され、偏光ガラス１６を透過しない。
【００７０】
ここで、ファラデー回転子２０の作製誤差や温度波長変化に伴うファラデー回転角の角度ずれ、又は複屈折板１２の光学軸の角度ずれ等によって、光Ｌ４３ａ、Ｌ４３ｂの偏光方位が偏光ガラス１６の透過軸に垂直にならず、一部の光が偏光ガラス１６を透過してしまうこともあり得る。図１５（ｃ）の左側に示すように、偏光ガラス１６を透過し、反射膜３０で反射して再び偏光ガラス１６を透過した光Ｌ４４ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、同様に再び偏光ガラス１６を透過した光Ｌ４４ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。図１５（ｂ）の左側に示すように、光Ｌ４４ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ４５ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ４４ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ４５ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ４５ａは複屈折板（第２の複屈折板）１１に入射して常光となり、光Ｌ４５ｂは複屈折板１１に入射して異常光となる。図１５（ａ）の左側に示すように、光Ｌ４５ａは軸ずれせずに光Ｌ４６ａとして複屈折板１１から出射し、光Ｌ４５ｂは軸ずれして光Ｌ４６ｂとして複屈折板１１から出射する。光Ｌ４６ａ、Ｌ４６ｂは、いずれも光入射ポートＰ１には入射しない。したがって、一部の光が偏光ガラス１６を透過したとしても、透過した光が光入射ポートＰ１に入射してしまうことはない。このように、本実施の形態の反射型光アイソレータ２は、２段型の光アイソレータとして機能していることがわかる。
【００７１】
また本実施の形態では、互いに同一の光学特性を有する複屈折板１１、１２のうち一方を常光として通過した光は、反射膜３０で反射して戻るときに他方を異常光として通過し、逆に複屈折板１１、１２のうち一方を異常光として通過した光は、反射膜３０で反射して戻るときに他方を常光として通過する。また、ファラデー回転子２０を通過した後、反射膜３０で反射してファラデー回転子２０に再度入射するまでの間は、分離した２つの光の偏光方位は同一になっている。したがって、本実施の形態による反射型光アイソレータ２によれば、ＰＭＤ値をゼロにすることができるとともに、２段型の構成となっており高いアイソレーション特性が得られる。
【００７２】
なお、図１３では偏光ガラス１６と反射膜３０とが互いに平行であるように示しているが、実際には偏光ガラス１６と反射膜３０とは互いに非平行に配置されている。図１６は、偏光ガラス１６と反射膜３０とが互いに平行に配置された反射型光アイソレータ２’を示している。図１６に示すように、偏光ガラス１６と反射膜３０とを互いに平行に配置すると、光出射ポートＰ２からの光が、偏光ガラス１６の光入出射面で反射した反射光や偏光ガラス１６で散乱した散乱光として光入射ポートＰ１に入射してしまう（図１６の光Ｌ２０１、Ｌ２０２）。このため、反射型光アイソレータ２’では、高いアイソレーション特性が得られないという問題が生じる。
【００７３】
また反射型光アイソレータ２’には、偏光ガラス１６の光入出射面で反射した反射光や偏光ガラス１６で散乱した散乱光と、反射膜３０で反射した反射光との間に干渉が生じ、波長特性が不安定になってしまうという問題もある。図１７は、反射型光アイソレータ２、２’の逆方向損失の波長特性を示すグラフである。図１７の横軸は波長（ｎｍ）を表し、縦軸は逆方向損失（ｄＢ）を表している。グラフ中の線ａは、偏光ガラス１６の＋Ｚ側の表面と反射膜３０の光反射面との間の距離を０ｍｍとし、偏光ガラス１６と反射膜３０とを平行に配置した反射型光アイソレータ２’の逆方向損失の波長特性を示している。また線ｂは、偏光ガラス１６の＋Ｚ側の表面と反射膜３０の光反射面との間の距離を０．１６ｍｍとし、偏光ガラス１６と反射膜３０とを互いになす角度が５°になるように配置した反射型光アイソレータ２の逆方向損失の波長特性を示している。図１７に示すように、反射型光アイソレータ２では、総じて反射型光アイソレータ２’の逆方向損失よりも高い逆方向損失が得られている。また、線ａで示す波形にはリップルが生じており、反射型光アイソレータ２’の逆方向損失の波長特性が不安定になっているのに対し、反射型光アイソレータ２の逆方向損失の波長特性は比較的安定している。
【００７４】
このように、高いアイソレーション特性を得るためには、偏光ガラス１６と反射膜３０とは互いに非平行に配置するとともに、互いの間隔をできるだけ広くすることが必要になる。
【００７５】
次に、本実施の形態による反射型光アイソレータの構成の変形例について説明する。図１８は、本変形例による反射型光アイソレータ２’’を示している。図１８に示すように本変形例では、偏光ガラス１６に代えて、くさび形状を有するくさび複屈折結晶１８を偏光子として用いている。くさび複屈折結晶１８の−Ｚ側の表面は複屈折板１１、１２及びファラデー回転子２０の光入出射面にほぼ平行に配置されている。くさび複屈折結晶１８の＋Ｚ側の表面には反射膜３０が配置され、反射膜３０は例えばくさび複屈折結晶１８の＋Ｚ側の表面に直接成膜されている。くさび複屈折結晶１８の＋Ｚ側の表面と−Ｚ側の表面とは非平行であるため、反射膜３０の光反射面と複屈折板１１、１２及びファラデー回転子２０の光入出射面とは非平行になっている。くさび複屈折結晶１８の−Ｚ側表面に入射した光は、常光と異常光とに分離される。常光及び異常光は反射膜３０で反射し、くさび複屈折結晶１８の−Ｚ側表面から互いに異なる方向に出射する。これにより一方の偏光成分のみを取り出すことができるため、くさび複屈折結晶１８は偏光子として機能する。
【００７６】
本変形例では、複屈折板１１、１２の光入出射面、ファラデー回転子の光入出射面、及びくさび複屈折結晶１８の−Ｚ側の表面を互いに平行に配置しても、反射膜３０の光反射面はこれらと非平行になる。したがって、光出射ポートＰ２からの光が反射膜３０で反射した反射光Ｌ２１１と、複屈折板１２の−Ｚ側の光入出射面で反射した反射光Ｌ２１２、ファラデー回転子２０の−Ｚ側の光入出射面で反射した反射光Ｌ２１３、及びくさび複屈折結晶１８の−Ｚ側の表面で反射した反射光Ｌ２１４等とは、進む方向が互いに異なる。このため、干渉等の問題が生じることはなく、高いアイソレーション特性を有する反射型光アイソレータ２’’が得られる。また本変形例では、くさび複屈折結晶１８の＋Ｚ側表面に直接反射膜３０を形成できる。このため本変形例は、反射型光アイソレータ２’’の部材点数の削減及び小型化にも有効である。
【００７７】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態による反射型光部品について図１９乃至図２２を用いて説明する。図１９は、本実施の形態による反射型光アイソレータの構成を模式的に示している。図１９では、光の進行方向にＺ軸をとり、外部からの光が反射型光アイソレータの備える反射板（反射部）３６ａ、３６ｂに向かう方向を＋Ｚ方向としている。また、Ｚ軸に直交する面内で互いに直交する２方向にＸ軸及びＹ軸をとっている。
【００７８】
図１９に示すように、反射型光アイソレータ４は、２本の光ファイバ４１、４２に接続されている。光ファイバ４１の−Ｚ側の端部は、外部から光が入射する光入射ポートＰ１（１）になっている。光ファイバ４２の−Ｚ側の端部は、外部に光を出射する光出射ポートＰ２（２）になっている。光ファイバ４１の＋Ｚ方向には光ファイバ４１から出射した発散光を平行光に変換するレンズ５１が配置され、光ファイバ４２の＋Ｚ方向には平行光を収束光に変換して光ファイバ４２に入射させるレンズ５２が配置されている。
【００７９】
レンズ５１、５２の＋Ｚ方向には、複屈折板１７が配置されている。複屈折板１７は、＋Ｙ方向に見てＸ軸をＹ軸について反時計回りに４５°傾けた方向に平行な光学軸ＯＡを有している。複屈折板１７の＋Ｚ方向には、ファラデー回転子２０が配置されている。ファラデー回転子２０に例えば近接して、ファラデー回転子２０に所定の磁界を印加する永久磁石が配置されている。
【００８０】
図２０は、ファラデー回転子及び永久磁石の配置を示している。図２０（ａ）はファラデー回転子及び永久磁石を＋Ｙ方向に見た配置を示し、図２０（ｂ）はファラデー回転子及び永久磁石を＋Ｚ方向に見た配置を示している。図２０（ａ）、（ｂ）では永久磁石の磁化の向きを併せて示している。図２０（ａ）、（ｂ）に示すように、ファラデー回転子２０の＋Ｙ方向に近接して、３つの永久磁石６３、６４、６５が配置されている。永久磁石６３、６４、６５は、＋Ｘ側からこの順に配列している。永久磁石６３、６５の磁化の向きは＋Ｚ方向であり、永久磁石６４の磁化の向きは−Ｚ方向である。これにより、図１９に示すように、ファラデー回転子２０の＋Ｘ側及び−Ｘ側には、磁化を一様に−Ｚ方向にした磁区Ａが形成され、ファラデー回転子２０の中央部近傍には、磁化を一様に＋Ｚ方向にした磁区Ｂが形成される（図１９中の矢印は磁化の向きを示している）。すなわち、ファラデー回転子２０は、磁区Ｂを挟んで両側に磁区Ａが形成された３磁区構造を有している。光入射ポートＰ１から入射し、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射するようになっている。また、光出射ポートＰ２から入射し、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射するようになっている。
【００８１】
ファラデー回転子２０の＋Ｚ方向には、偏光ガラス（偏光子）１６が配置されている。偏光ガラス１６は、所定の直線偏光を透過し、それと直交する直線偏光を吸収するようになっている。偏光ガラス１６の透過軸は、−Ｚ方向に見てＸ軸をＺ軸について時計回りに４５°傾けた方向にほぼ平行である。偏光ガラス１６の＋Ｚ方向には反射部が配置されている。反射部は、入射した光の光路を２面反射によって変更するように、それぞれの光反射面が互いにほぼ垂直に配置された２つの反射板３６ａ、３６ｂを有している。反射板３６ａの光反射面は、＋Ｙ方向に見てＹＺ面をＹ軸について反時計回りに４５°傾けた面にほぼ平行に配置され、反射板３６ｂの光反射面は、＋Ｙ方向に見てＹＺ面をＹ軸について時計回りに４５°傾けた面にほぼ平行に配置されている。
【００８２】
次に、本実施の形態による反射型光アイソレータの動作について図２１及び図２２を用いて説明する。図２１及び図２２は、反射型光アイソレータ４を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Ｚ方向に見た図である。図２１及び図２２の（ａ）は、図１９に示す複屈折板１７の−Ｚ側の光入出射面Ｚ１での光の偏光状態を示している。図２１及び図２２の（ｂ）は、複屈折板１７の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ２での光の偏光状態を示している。図２１及び図２２の（ｃ）は、偏光ガラス１６の−Ｚ側の光入出射面Ｚ３での光の偏光状態を示している。図２１及び図２２では、理解を容易にするために、複屈折板１７、ファラデー回転子２０、及び偏光ガラス１６を−Ｚ方向に見た状態と、反射板３６ａ、３６ｂを＋Ｙ方向に見た状態とを併せて模式的に図示している。
【００８３】
図２１は、図１９の実線で示す光線のように、光入射ポートＰ１から入射して光出射ポートＰ２から外部に出射する光を示している。図２１（ａ）の下側に示すように、光入射ポートＰ１から入射した光Ｌ１０１は、複屈折板１７に入射する。光Ｌ１０１は、図２１（ｂ）の下側に示すように、常光Ｌ１０２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１０２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１０２ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ１０２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第２のファラデー回転部）に入射する。ファラデー回転子２０の磁区Ａのファラデー回転角は例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について＋４５°とし、磁区Ｂのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について−４５°とする。図２１（ｃ）の下側に示すように、光Ｌ１０２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１０３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１０２ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ１０３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ１０３ａ、Ｌ１０３ｂの偏光方位は、偏光ガラス１６の透過軸（図中両矢印で示す）に平行になる。したがって、光Ｌ１０３ａ、Ｌ１０３ｂは、偏光ガラス１６を透過して反射板３６ａ、３６ｂで順に反射し、再度偏光ガラス１６を透過して図２１（ｃ）の上側に示す光Ｌ１０４ａ、Ｌ１０４ｂとしてそれぞれ出射する。
【００８４】
光Ｌ１０４ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第３のファラデー回転部）に入射し、光Ｌ１０４ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第４のファラデー回転部）に入射する。ここで、光Ｌ１０４ａが入射する磁区Ｂは、光Ｌ１０２ａが入射した磁区Ｂと同一の領域に形成され、光Ｌ１０４ｂが入射する磁区Ａは、光Ｌ１０２ｂが入射した磁区Ａとは別の領域に形成されている。図２１（ｂ）の上側に示すように、光Ｌ１０４ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１０５ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１０４ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ１０５ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ１０５ａ、Ｌ１０５ｂはそれぞれ複屈折板１７に入射して、光Ｌ１０５ａは複屈折板１７を異常光として通過し、光Ｌ１０５ｂは複屈折板１７を常光として通過する。図２１（ａ）の上側に示すように、光Ｌ１０５ａは−Ｘ方向に軸ずれして光Ｌ１０５ｂと合波し、光Ｌ１０６として複屈折板１７から出射する。光Ｌ１０６は、光出射ポートＰ２に入射して外部に出射する。
【００８５】
図２２は、図１９の破線で示す光線のように光出射ポートＰ２から入射する光を示している。図２２（ａ）の上側に示すように、光出射ポートＰ２から入射した光Ｌ１１１は、複屈折板１７に入射する。光Ｌ１１１は、図２２（ｂ）の上側に示すように、常光Ｌ１１２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１１２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１１２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、異常光成分の光Ｌ１１２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。図２２（ｃ）の上側に示すように、光Ｌ１１２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１１３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１１２ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ１１３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ１１３ａ、Ｌ１１３ｂの偏光方位は、偏光ガラス１６の透過軸に垂直になる。したがって、光Ｌ１０３ａ、Ｌ１０３ｂは共に偏光ガラス１６で吸収され、偏光ガラス１６を透過しない。
【００８６】
ここで、ファラデー回転子２０の作製誤差や温度波長変化に伴うファラデー回転角の角度ずれ、又は複屈折板１７の光学軸の角度ずれ等によって、光Ｌ１１３ａ、Ｌ１１３ｂの偏光方位が偏光ガラス１６の透過軸に垂直にならず、一部の光が偏光ガラス１６を透過してしまうこともあり得る。図２２（ｃ）の下側に示すように、偏光ガラス１６を透過し、反射板３６ｂ、３６ａで反射して再び偏光ガラス１６を透過した光Ｌ１１４ａはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、同様に再び偏光ガラス１６を透過した光Ｌ１１４ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。図２２（ｂ）の下側に示すように、光Ｌ１１４ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１１５ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１１４ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ１１５ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ１１５ａ、Ｌ１１５ｂはそれぞれ複屈折板１７に入射して、光Ｌ１１５ａは複屈折板１７を常光として通過し、光Ｌ１１５ｂは複屈折板１７を異常光として通過する。図２２（ａ）の下側に示すように、光Ｌ１１５ａは軸ずれせずに光Ｌ１１６ａとして複屈折板１７から出射し、光Ｌ１１５ｂは−Ｘ方向に軸ずれして光Ｌ１１６ｂとして複屈折板１７から出射する。光Ｌ１１６ａ、Ｌ１１６ｂは、いずれも光入射ポートＰ１には入射しない。したがって、一部の光が偏光ガラス１６を透過したとしても、透過した光が光入射ポートＰ１に入射してしまうことはない。このように、本実施の形態の反射型光アイソレータ４は、２段型の光アイソレータとして機能していることがわかる。
【００８７】
本実施の形態では、３枚の光学素子（１枚の複屈折板１７、１枚のファラデー回転子２０、及び１枚の偏光ガラス１６）を用いて反射型光アイソレータ４を構成できる。したがって、本実施の形態によれば反射型光アイソレータ４の素子構成が単純になり、小型化及び低価格化が容易になる。上記第３の実施の形態による反射型光アイソレータ２と比較すると、２面反射を行う２つの反射板３６ａ、３６ｂが必要になるものの、複屈折板の枚数が１枚になる。また、各ポートＰ１、Ｐ２から入出射する光の複屈折板１７に対する入出射角度がほぼ等しくなるため、光ファイバ４１、４２を互いにほぼ平行に配置できる。したがって、反射型光アイソレータ４をさらに小型化できる。また、本実施の形態による反射型光アイソレータ４は、素子構成が単純であるのにもかかわらず２段型の構成を有している。このため、アイソレーション特性の高い反射型光アイソレータ４が実現できる。
【００８８】
また本実施の形態では、複屈折板１７を常光として通過した光は、反射板３６ａ、３６ｂで反射して戻るときに複屈折板１７を異常光として通過し、逆に複屈折板１７を異常光として通過した光は、反射板３６ａ、３６ｂで反射して戻るときに複屈折板１７を常光として通過する。また、ファラデー回転子２０を通過した後、反射板３６ａ、３６ｂで反射してファラデー回転子２０に再度入射するまでの間は、分離した２つの光の偏光方位は同一になっている。したがって、本実施の形態によれば、ＰＭＤ値を極めて小さくすることができ、偏波無依存型の反射型光アイソレータ４が実現できる。
【００８９】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態による反射型光部品について図２３乃至図２６を用いて説明する。図２３は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの構成を模式的に示している。図２３に示すように、反射型光サーキュレータ５は、４本の光ファイバ４１、４２、４３、４４に接続されている。各光ファイバ４１、４２、４３、４４はＸＺ面に平行な面内に配置され、互いにほぼ平行に配置されている。最も＋Ｘ側に光ファイバ４３が配置され、光ファイバ４３の−Ｘ側に光ファイバ４１、４２、４４が例えば等間隔でこの順に配列している。各光ファイバ４１、４２、４３、４４の−Ｚ側の端部は、４つの光入出射ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（図中ではそれぞれ（１）〜（４）の数字で示している）になっている。各光ファイバ４１、４２、４３、４４の＋Ｚ側の端部には、レンズ５１、５２、５３、５４がそれぞれ融着されている。光ファイバ４１及びレンズ５１は、互いに一体化されてレンズ付き光ファイバとして機能する。同様に、光ファイバ４２、４３、４４及びレンズ５２、５３、５４は、それぞれ互いに一体化されてレンズ付き光ファイバとして機能する。
【００９０】
レンズ５１、５２、５３、５４の＋Ｚ方向には、複屈折板１７が配置されている。複屈折板１７は、−Ｙ方向に見てＸ軸をＹ軸について反時計回りに４５°傾けた方向に平行な光学軸ＯＡを有している。
【００９１】
複屈折板１７の＋Ｚ方向には、ファラデー回転子２０が配置されている。図示していないが、ファラデー回転子２０に例えば隣接して、ファラデー回転子２０に所定の分布の磁界を印加する永久磁石が配置されている。永久磁石により印加される磁界によって、ファラデー回転子２０には７磁区構造が形成されている。光入出射ポートＰ１から入射して、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射するようになっている。光入出射ポートＰ２から入射して、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射するようになっている。光入出射ポートＰ３から入射して、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射するようになっている。光入出射ポートＰ４から入射して、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射するようになっている。
【００９２】
ファラデー回転子２０の＋Ｚ方向には、複屈折板１９が配置されている。複屈折板１９の光学軸ＯＡは、−Ｚ方向に見てＸＺ面をＺ軸について反時計回りに４５°傾けた面に平行である。複屈折板１９の＋Ｚ方向には、２面反射により光路を変換する反射板３６ａ、３６ｂが配置されている。
【００９３】
次に、本実施の形態による反射型光サーキュレータの動作について説明する。図２４乃至図２６は、反射型光サーキュレータ５を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Ｚ方向に見た図である。図２４乃至図２６の（ａ）は、図２３に示すように、複屈折板１７の−Ｚ側の光入出射面Ｚ１での光の偏光状態を示している。図２４乃至図２６の（ｂ）は、複屈折板１７の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ２での光の偏光状態を示している。図２４乃至図２６の（ｃ）は、複屈折板１９の−Ｚ側の光入出射面Ｚ３での光の偏光状態を示している。図２４乃至図２６の（ｄ）は、複屈折板１９の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ４での光の偏光状態を示している。図２４乃至図２６では、理解を容易にするために、複屈折板１７、ファラデー回転子２０、及び複屈折板１９を−Ｚ方向に見た状態と、反射板３６ａ、３６ｂを−Ｙ方向に見た状態とを併せて模式的に図示している。
【００９４】
図２４は、図２３の実線で示す光線のように、光入出射ポートＰ１から入射して光入出射ポートＰ２から外部に出射する光を示している。図２４（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ１から入射した光Ｌ１２１は、複屈折板１７に入射する。図２４（ｂ）の左側に示すように、光Ｌ１２１は常光Ｌ１２２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１２２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１２２ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、異常光成分の光Ｌ１２２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。ファラデー回転子２０の磁区Ａのファラデー回転角は例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について＋４５°とし、磁区Ｂのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について−４５°とする。図２４（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ１２２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１２３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１２２ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ１２３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ１２３ａ、Ｌ１２３ｂの偏光方位は、光Ｌ１２３ａ、Ｌ１２３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板１９の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。光Ｌ１２３ａ、Ｌ１２３ｂは複屈折板１９の一方の表面に常光として入射し、図２４（ｄ）の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１９の他方の表面から光Ｌ１２４ａ、Ｌ１２４ｂとして出射する。光Ｌ１２４ａ、Ｌ１２４ｂは反射板３６ａ、３６ｂで反射して、図２４（ｄ）の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ１２５ａ、Ｌ１２５ｂとして複屈折板１９の他方の表面に入射する。
【００９５】
図２４（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ１２５ａ、Ｌ１２５ｂは軸ずれせずに複屈折板１９の一方の表面から光Ｌ１２６ａ、Ｌ１２６ｂとして出射する。光Ｌ１２６ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、光Ｌ１２６ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。ここで、光Ｌ１２６ａが入射する磁区Ｂは、光Ｌ１２２ａが入射した磁区Ｂと同一の領域に形成され、光Ｌ１２６ｂが入射する磁区Ａは、光Ｌ１２２ｂが入射した磁区Ａとは別の領域に形成されている。図２４（ｂ）の右側に示すように、光Ｌ１２６ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１２７ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１２６ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ１２７ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ１２７ａ、Ｌ１２７ｂはそれぞれ複屈折板１７に入射して、光Ｌ１２７ａは複屈折板１７を異常光として通過し、光Ｌ１２７ｂは複屈折板１７を常光として通過する。図２４（ａ）の右側に示すように、光Ｌ１２７ａは−Ｘ方向に軸ずれして光Ｌ１２７ｂと合波し、光Ｌ１２８として複屈折板１７から出射する。光Ｌ１２８は、光入出射ポートＰ２に入射して外部に出射する。
【００９６】
図２５は、図２３の破線で示す光線のように、光入出射ポートＰ２から入射して光入出射ポートＰ３から外部に出射する光を示している。図２５（ａ）の右側に示すように、光入出射ポートＰ２から入射した光Ｌ１３１は、複屈折板１７に入射する。図２５（ｂ）の右側に示すように、光Ｌ１３１は常光Ｌ１３２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１３２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１３２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、異常光成分の光Ｌ１３２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。図２５（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ１３２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１３３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１３２ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ１３３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ１３３ａ、Ｌ１３３ｂの偏光方位は、光Ｌ１３３ａ、Ｌ１３３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板１９の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。光Ｌ１３３ａ、Ｌ１３３ｂは複屈折板１９の一方の表面に異常光として入射し、図２５（ｄ）の右側に示すように、−Ｘ方向及び＋Ｙ方向の双方向に軸ずれして、複屈折板１９の他方の表面から光Ｌ１３４ａ、Ｌ１３４ｂとしてそれぞれ出射する。光Ｌ１３４ａ、Ｌ１３４ｂは反射板３６ｂ、３６ａで反射して、図２５（ｄ）の左側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ１３５ａ、Ｌ１３５ｂとして複屈折板１９の他方の表面に入射する。
【００９７】
図２５（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ１３５ａ、Ｌ１３５ｂは＋Ｘ方向及び−Ｙ方向の双方向に軸ずれし、複屈折板１９の一方の表面から光Ｌ１３６ａ、Ｌ１３６ｂとして出射する。光Ｌ１３６ａはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、光Ｌ１３６ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。ここで、光Ｌ１３６ａが入射する磁区Ａは、光Ｌ１３２ａが入射した磁区Ａとは別の領域に形成され、光Ｌ１３６ｂが入射する磁区Ｂは、光Ｌ１３２ｂが入射した磁区Ｂとは別の領域に形成されている。図２５（ｂ）の左側に示すように、光Ｌ１３６ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１３７ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１３６ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ１３７ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ１３７ａ、Ｌ１３７ｂはそれぞれ複屈折板１７に入射して、光Ｌ１３７ａは複屈折板１７を異常光として通過し、光Ｌ１３７ｂは複屈折板１７を常光として通過する。図２５（ａ）の左側に示すように、光Ｌ１３７ａは−Ｘ方向に軸ずれして光Ｌ１３７ｂと合波し、光Ｌ１３８として複屈折板１７から出射する。光Ｌ１３８は、光入出射ポートＰ１の隣に配置された光入出射ポートＰ３に入射して外部に出射する。
【００９８】
図２６は、図２３の一点鎖線で示す光線のように、光入出射ポートＰ３から入射して光入出射ポートＰ４から外部に出射する光を示している。図２６（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ３から入射した光Ｌ１４１は、複屈折板１７に入射する。図２６（ｂ）の左側に示すように、光Ｌ１４１は常光Ｌ１４２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１４２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１４２ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、異常光成分の光Ｌ１４２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。図２６（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ１４２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１４３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１４２ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ１４３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ１４３ａ、Ｌ１４３ｂの偏光方位は、光Ｌ１４３ａ、Ｌ１４３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板１９の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。光Ｌ１４３ａ、Ｌ１４３ｂは複屈折板１９の一方の表面に常光として入射し、図２６（ｄ）の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板１９の他方の表面から光Ｌ１４４ａ、Ｌ１４４ｂとして出射する。光Ｌ１４４ａ、Ｌ１４４ｂは反射板３６ａ、３６ｂで反射して、図２６（ｄ）の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ１４５ａ、Ｌ１４５ｂとして複屈折板１９の他方の表面に入射する。
【００９９】
図２６（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ１４５ａ、Ｌ１４５ｂは軸ずれせずに複屈折板１９の一方の表面から光Ｌ１４６ａ、Ｌ１４６ｂとして出射する。光Ｌ１４６ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、光Ｌ１４６ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。ここで、光Ｌ１４６ａが入射する磁区Ｂは、光Ｌ１４２ａが入射した磁区Ｂとは別の領域に形成され、光Ｌ１４６ｂが入射する磁区Ａは、光Ｌ１４２ｂが入射した磁区Ａとは別の領域に形成されている。図２６（ｂ）の右側に示すように、光Ｌ１４６ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１４７ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１４６ｂは偏光方位が時計回りに４５°回転した光Ｌ１４７ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。光Ｌ１４７ａ、Ｌ１４７ｂはそれぞれ複屈折板１７に入射して、光Ｌ１４７ａは複屈折板１７を異常光として通過し、光Ｌ１４７ｂは複屈折板１７を常光として通過する。図２６（ａ）の右側に示すように、光Ｌ１４７ａは−Ｘ方向に軸ずれして光Ｌ１４７ｂと合波し、光Ｌ１４８として複屈折板１７から出射する。光Ｌ１４８は、光入出射ポートＰ２の隣に配置された光入出射ポートＰ４に入射して外部に出射する。
【０１００】
このように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ５では、光入出射ポートＰ１からの入力光は光入出射ポートＰ２から出力し、光入出射ポートＰ２からの入力光は光入出射ポートＰ３から出力し、光入出射ポートＰ３からの入力光は光入出射ポートＰ４から出力するようになっている。
【０１０１】
本実施の形態では、３枚の光学素子（２枚の複屈折板１７、１９、及び１枚のファラデー回転子２０）を用いて反射型光サーキュレータ５を構成できる。したがって、本実施の形態によれば反射型光サーキュレータ５の素子構成が極めて単純になり、小型化及び低価格化が容易になる。また、光ファイバ４１、４２、４３、４４を互いに平行でかつ同一平面内に配置できるため、複数の反射型光サーキュレータ５を例えば±Ｙ方向に隣接して配列するアレイ化が可能になる。
【０１０２】
なお、本実施の形態による反射型光サーキュレータ５は、４つの光入出射ポートＰ１〜Ｐ４に接続された構成を有しているが、３つ又は５つ以上の光入出射ポートに接続された構成であってもよい。例えば３つの光入出射ポートに接続された構成では、ファラデー回転子２０に５磁区構造を形成すればよい。
【０１０３】
〔第６の実施の形態〕
次に、本発明の第６の実施の形態による反射型光部品について図２７乃至図３０を用いて説明する。図２７は、本実施の形態による反射型光サーキュレータの構成を模式的に示している。図２７に示すように、反射型光サーキュレータ６は、４本の光ファイバ４１、４２、４３、４４に接続されている。第５の実施の形態と同様に、各光ファイバ４１、４２、４３、４４はＸＺ面に平行な面内に配置され、互いにほぼ平行に配置されている。最も＋Ｘ側に光ファイバ４３が配置され、光ファイバ４３の−Ｘ側に光ファイバ４１、４２、４４が例えば等間隔でこの順に配列している。各光ファイバ４１、４２、４３、４４の−Ｚ側の端部は、４つの光入出射ポートＰ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４（図中ではそれぞれ（１）〜（４）の数字で示している）になっている。各光ファイバ４１、４２、４３、４４の＋Ｚ側の端部には、レンズ５１、５２、５３、５４がそれぞれ融着されている。
【０１０４】
レンズ５１、５２、５３、５４の＋Ｚ方向には、複屈折板１７が配置されている。複屈折板１７は、−Ｙ方向に見てＸ軸をＹ軸について反時計回りに４５°傾けた方向に平行な光学軸ＯＡを有している（図２７では光学軸ＯＡの向きを両矢印で示している）。
【０１０５】
複屈折板１７の＋Ｚ方向には、ファラデー回転子２０が配置されている。ファラデー回転子２０には、不図示の永久磁石により印加される磁界によって７磁区構造が形成されている。光入出射ポートＰ１から入射して、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射するようになっている。光入出射ポートＰ２から入射して、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射するようになっている。光入出射ポートＰ３から入射して、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射するようになっている。光入出射ポートＰ４から入射して、複屈折板１７を常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、複屈折板１７を異常光として通過した光はファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射するようになっている。
【０１０６】
ファラデー回転子２０の＋Ｚ方向には、１／２波長板２５が配置されている。１／２波長板２５は、＋Ｚ方向に入射した光の偏光方位を−Ｚ方向に見て時計回りに４５°回転させるように配置されている。１／２波長板２５の＋Ｚ方向には、複屈折板２７が配置されている。複屈折板２７は、−Ｙ方向に見てＸ軸をＹ軸について時計回りに４５°傾けた方向に平行な光学軸ＯＡを有している。複屈折板２７には、複屈折板１７と同一仕様の素子が用いられる。複屈折板２７の＋Ｚ方向には、２面反射により光路を変換する反射板３６ａ、３６ｂが配置されている。
【０１０７】
次に、本実施の形態による反射型光サーキュレータの動作について説明する。図２８乃至図３０は、反射型光サーキュレータ６を構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を−Ｚ方向に見た図である。図２８乃至図３０の（ａ）は、図２７に示すように、複屈折板１７の−Ｚ側の光入出射面Ｚ１での光の偏光状態を示している。図２８乃至図３０の（ｂ）は、複屈折板１７の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ２での光の偏光状態を示している。図２８乃至図３０の（ｃ）は、複屈折板２７の−Ｚ側の光入出射面Ｚ３での光の偏光状態を示している。図２８乃至図３０の（ｄ）は、複屈折板２７の＋Ｚ側の光入出射面Ｚ４での光の偏光状態を示している。図２８乃至図３０では、理解を容易にするために、複屈折板１７、ファラデー回転子２０、１／２波長板２５、及び複屈折板２７を−Ｚ方向に見た状態と、反射板３６ａ、３６ｂを−Ｙ方向に見た状態とを併せて模式的に図示している。
【０１０８】
図２８は、図２７の実線で示す光線のように、光入出射ポートＰ１から入射して光入出射ポートＰ２から外部に出射する光を示している。図２８（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ１から入射した光Ｌ１５１は、複屈折板１７に入射する。図２８（ｂ）の左側に示すように、光Ｌ１５１は常光Ｌ１５２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１５２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１５２ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂ（第１のファラデー回転部）に入射し、異常光成分の光Ｌ１５２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａ（第２のファラデー回転部）に入射する。ファラデー回転子２０の磁区Ａのファラデー回転角は例えば−Ｚ方向に見てＺ軸について＋４５°とし、磁区Ｂのファラデー回転角は−Ｚ方向に見てＺ軸について−４５°とする。光Ｌ１５２ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２５に入射して、図２８（ｃ）の左側に示すように偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１５３ａとして出射する。光Ｌ１５２ｂは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２５に入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１５３ｂとして出射する。これにより、光Ｌ１５３ａ、Ｌ１５３ｂの偏光方位は、光Ｌ１５３ａ、Ｌ１５３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板２７の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。光Ｌ１５３ａ、Ｌ１５３ｂは複屈折板２７の一方の表面に常光として入射し、図２８（ｄ）の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板２７の他方の表面から光Ｌ１５４ａ、Ｌ１５４ｂとして出射する。光Ｌ１５４ａ、Ｌ１５４ｂは反射板３６ａ、３６ｂで反射して、図２８（ｄ）の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ１５５ａ、Ｌ１５５ｂとして複屈折板２７の他方の表面に入射する。
【０１０９】
図２８（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ１５５ａ、Ｌ１５５ｂは軸ずれせずに複屈折板２７の一方の表面から光Ｌ１５６ａ、Ｌ１５６ｂとして出射して、１／２波長板２５に入射する。光Ｌ１５６ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２５から出射し、さらにファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射して、図２８（ｂ）の右側に示すように偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１５７ａとして出射する。光Ｌ１５６ｂは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２５から出射し、さらにファラデー回転子２０の磁区Ａに入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１５７ｂとして出射する。ここで、光Ｌ１５６ａが入射する磁区Ｂは、光Ｌ１５２ａが入射した磁区Ｂと同一の領域に形成され、光Ｌ１５６ｂが入射する磁区Ａは、光Ｌ１５２ｂが入射した磁区Ａとは別の領域に形成されている。光Ｌ１５７ａ、Ｌ１５７ｂはそれぞれ複屈折板１７に入射して、光Ｌ１５７ａは複屈折板１７を異常光として通過し、光Ｌ１５７ｂは複屈折板１７を常光として通過する。図２８（ａ）の右側に示すように、光Ｌ１５７ａは−Ｘ方向に軸ずれして光Ｌ１５７ｂと合波し、光Ｌ１５８として複屈折板１７から出射する。光Ｌ１５８は、光入出射ポートＰ２に入射して外部に出射する。
【０１１０】
図２９は、図２７の破線で示す光線のように、光入出射ポートＰ２から入射して光入出射ポートＰ３から外部に出射する光を示している。図２９（ａ）の右側に示すように、光入出射ポートＰ２から入射した光Ｌ１６１は、複屈折板１７に入射する。図２９（ｂ）の右側に示すように、光Ｌ１６１は常光Ｌ１６２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１６２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１６２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、異常光成分の光Ｌ１６２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。光Ｌ１６２ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２５に入射して、図２９（ｃ）の右側に示すように偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１６３ａとして出射する。光Ｌ１６２ｂは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２５に入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１６３ｂとして出射する。これにより、光Ｌ１６３ａ、Ｌ１６３ｂの偏光方位は、光Ｌ１６３ａ、Ｌ１６３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板２７の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に平行になる。光Ｌ１６３ａ、Ｌ１６３ｂは複屈折板２７の一方の表面に異常光として入射し、図２９（ｄ）の右側に示すように、−Ｘ方向に軸ずれして複屈折板２７の他方の表面から光Ｌ１６４ａ、Ｌ１６４ｂとして出射する。光Ｌ１６４ａ、Ｌ１６４ｂは反射板３６ｂ、３６ａで反射して、図２９（ｄ）の左側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ１６５ａ、Ｌ１６５ｂとして複屈折板２７の他方の表面に入射する。
【０１１１】
図２９（ｃ）の左側に示すように、光Ｌ１６５ａ、Ｌ１６５ｂは＋Ｘ方向に軸ずれして複屈折板２７の一方の表面から光Ｌ１６６ａ、Ｌ１６６ｂとして出射して、１／２波長板２５に入射する。光Ｌ１６６ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２５から出射し、さらにファラデー回転子２０の磁区Ａに入射して、図２９（ｂ）の左側に示すように偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１６７ａとして出射する。光Ｌ１６６ｂは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２５から出射し、さらにファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１６７ｂとして出射する。ここで、光Ｌ１６６ａが入射する磁区Ａは、光Ｌ１６２ａが入射した磁区Ａとは別の領域に形成され、光Ｌ１６６ｂが入射する磁区Ｂは、光Ｌ１６２ｂが入射した磁区Ｂとは別の領域に形成されている。光Ｌ１６７ａ、Ｌ１６７ｂはそれぞれ複屈折板１７に入射して、光Ｌ１６７ａは複屈折板１７を異常光として通過し、光Ｌ１６７ｂは複屈折板１７を常光として通過する。図２９（ａ）の左側に示すように、光Ｌ１６７ａは−Ｘ方向に軸ずれして光Ｌ１６７ｂと合波し、光Ｌ１６８として複屈折板１７から出射する。光Ｌ１６８は、光入出射ポートＰ１の隣に配置された光入出射ポートＰ３に入射して外部に出射する。
【０１１２】
図３０は、図２７の一点鎖線で示す光線のように、光入出射ポートＰ３から入射して光入出射ポートＰ４から外部に出射する光を示している。図３０（ａ）の左側に示すように、光入出射ポートＰ３から入射した光Ｌ１７１は、複屈折板１７に入射する。図３０（ｂ）の左側に示すように、光Ｌ１７１は常光Ｌ１７２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１７２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１７２ａはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射し、異常光成分の光Ｌ１７２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射する。光Ｌ１７２ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２５に入射して、図３０（ｃ）の左側に示すように偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１７３ａとして出射する。光Ｌ１７２ｂは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光としてファラデー回転子２０から出射し、さらに１／２波長板２５に入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１７３ｂとして出射する。これにより、光Ｌ１７３ａ、Ｌ１７３ｂの偏光方位は、光Ｌ１７３ａ、Ｌ１７３ｂの進行方向に平行な直線と複屈折板２７の光学軸に平行な直線とが交差して形成される平面に垂直になる。光Ｌ１７３ａ、Ｌ１７３ｂは複屈折板２７の一方の表面に常光として入射し、図３０（ｄ）の左側に示すように、軸ずれせずに複屈折板２７の他方の表面から光Ｌ１７４ａ、Ｌ１７４ｂとして出射する。光Ｌ１７４ａ、Ｌ１７４ｂは反射板３６ａ、３６ｂで反射して、図３０（ｄ）の右側に示すように、それぞれ光路が変更された光Ｌ１７５ａ、Ｌ１７５ｂとして複屈折板２７の他方の表面に入射する。
【０１１３】
図３０（ｃ）の右側に示すように、光Ｌ１７５ａ、Ｌ１７５ｂは軸ずれせずに複屈折板２７の一方の表面から光Ｌ１７６ａ、Ｌ１７６ｂとして出射して、１／２波長板２５に入射する。光Ｌ１７６ａは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２５から出射し、さらにファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射して、図３０（ｂ）の右側に示すように偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光Ｌ１７７ａとして出射する。光Ｌ１７６ｂは、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について反時計回りに４５°回転した光として１／２波長板２５から出射し、さらにファラデー回転子２０の磁区Ａに入射して、偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１７７ｂとして出射する。ここで、光Ｌ１７６ａが入射する磁区Ｂは、光Ｌ１７２ａが入射した磁区Ｂとは別の領域に形成され、光Ｌ１７６ｂが入射する磁区Ａは、光Ｌ１７２ｂが入射した磁区Ａとは別の領域に形成されている。光Ｌ１７７ａ、Ｌ１７７ｂはそれぞれ複屈折板１７に入射して、光Ｌ１７７ａは複屈折板１７を異常光として通過し、光Ｌ１７７ｂは複屈折板１７を常光として通過する。図３０（ａ）の右側に示すように、光Ｌ１７７ａは−Ｘ方向に軸ずれして光Ｌ１７７ｂと合波し、光Ｌ１７８として複屈折板１７から出射する。光Ｌ１７８は、光入出射ポートＰ２の隣に配置された光入出射ポートＰ４に入射して外部に出射する。
【０１１４】
このように、本実施の形態による反射型光サーキュレータ６では、光入出射ポートＰ１からの入力光は光入出射ポートＰ２から出力し、光入出射ポートＰ２からの入力光は光入出射ポートＰ３から出力し、光入出射ポートＰ３からの入力光は光入出射ポートＰ４から出力するようになっている。
【０１１５】
本実施の形態では、４枚の光学素子（２枚の複屈折板１７、２７、１枚のファラデー回転子２０、１枚の１／２波長板２５）を用いて反射型光サーキュレータ６を構成できる。反射型光サーキュレータ６は、第５の実施の形態による反射型光サーキュレータ５と比較すると１／２波長板２５が新たに必要になるものの、２枚の複屈折板１７、２７として同一仕様の素子を用いることができる。したがって、本実施の形態によれば反射型光サーキュレータ６の素子構成が極めて単純になり、小型化及び低価格化が容易になる。また、光ファイバ４１、４２、４３、４４を互いに平行でかつ同一平面内に配置できるため、複数の反射型光サーキュレータ６を例えば±Ｙ方向に隣接して配列するアレイ化が可能になる。
【０１１６】
なお、本実施の形態による反射型光サーキュレータ５は、４つの光入出射ポートＰ１〜Ｐ４に接続された構成を有しているが、３つ又は５つ以上の光入出射ポートに接続された構成であってもよい。例えば３つの光入出射ポートに接続された構成では、ファラデー回転子２０に５磁区構造を形成すればよい。
【０１１７】
本発明は、上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、反射型光部品として反射型光サーキュレータ１、１’、５、６及び反射型光アイソレータ２、４を例に挙げたが、本発明はこれに限らず、ファラデー回転子２０の磁化を反転させる機構を付加することにより光スイッチにも適用できる。
【０１１８】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、光入出射ポートを４つ設けているが、本発明はこれに限らず、光入出射ポートを３つ又は５つ以上設けることももちろん可能である。
【０１１９】
さらに、上記第１乃至第３の実施の形態では、光ファイバ４１、４２、４３、４４と複屈折板１１、１２（又は１４、１４’）との間にレンズ５１、５２、５３、５４を配置しているが、レンズ５１、５２、５３、５４を設けず、反射ミラーの反射膜３０の形成されている面を球面状に形成してレンズ機能を持たせてもよい。また反射ミラーにレンズ機能を持たせるとともにレンズ５１、５２、５３、５４を併せて設けてもよい。
【０１２０】
また、上記実施の形態では、反射型光サーキュレータ及び反射型光アイソレータが永久磁石６１、６２を有しているが、保持力の比較的高い材料を用いてラッチングタイプのファラデー回転子２０を作製して予め２磁区構造を形成することにより、永久磁石６１、６２を用いずに反射型光サーキュレータ及び反射型光アイソレータを構成してもよい。この場合、例えば図１（ｂ）に示すようにファラデー回転子２０近傍に永久磁石６１、６２を配置して２磁区構造を形成した後、永久磁石６１、６２を取り去るようにする。これによって、永久磁石６１、６２が不要になり反射型光サーキュレータ及び反射型光アイソレータを大幅に小型化できる。
【０１２１】
さらに、上記実施の形態では、偏光分離合波部として複屈折板が用いられているが、偏光ビームスプリッタ等を偏光分離合波部として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。
【図２】小型化が可能なレンズの構成の例を示す図である。
【図３】複屈折板の光学軸について説明する図である。
【図４】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図５】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図６】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。
【図８】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図９】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図１０】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図１１】本発明の第２の実施の形態による反射型光部品の変形例を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態による反射型光部品の変形例を示す図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。
【図１４】反射型光アイソレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図１５】反射型光アイソレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態による反射型光部品に生じ得る問題を説明する図である。
【図１７】本発明の第３の実施の形態による反射型光部品に生じ得る問題を説明する図である。
【図１８】本発明の第３の実施の形態による反射型光部品の変形例を示す図である。
【図１９】本発明の第４の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の第４の実施の形態による反射型光部品のファラデー回転子及び永久磁石の配置を示す図である。
【図２１】反射型光アイソレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図２２】反射型光アイソレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図２３】本発明の第５の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。
【図２４】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図２５】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図２６】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図２７】本発明の第６の実施の形態による反射型光部品の構成を模式的に示す図である。
【図２８】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図２９】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図３０】反射型光サーキュレータを構成する各光学素子を通過する光の偏光状態を示す図である。
【図３１】特許文献１に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示す図である。
【図３２】特許文献１に記載された従来の他の反射型光サーキュレータの構成を示す図である。
【図３３】特許文献２に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示す図である。
【図３４】特許文献３に記載された従来の反射型光サーキュレータの構成を示す図である。
【符号の説明】
【０１２３】
１、１’、５、６  反射型光サーキュレータ
２、２’、２’’、４  反射型光アイソレータ
１１、１２、１３、１４、１４’、１５、１７、１９、２７  複屈折板
１１ａ  光入出射面
１６  偏光ガラス
１８  くさび複屈折結晶
２０  ファラデー回転子
２２、２３、２４、２５  １／２波長板
３０  反射膜
３２  ２面反射体
３４  レンズ
３６  反射鏡
３６ａ、３６ｂ  反射板
４０、４１、４２、４３、４４  光ファイバ
５０、７１、７２、７３、７４  ＧＩレンズ
５０ａ  端面
５１、５２、５３、５４  レンズ
５５  球レンズ
６１、６２、６３、６４、６５  永久磁石
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４  光入出射ポート
【図１】
2005148703.tif 000003
【図２】
2005148703.tif 000004
【図３】
2005148703.tif 000005
【図４】
2005148703.tif 000006
【図５】
2005148703.tif 000007
【図６】
2005148703.tif 000008
【図７】
2005148703.tif 000009
【図８】
2005148703.tif 000010
【図９】
2005148703.tif 000011
【図１０】
2005148703.tif 000012
【図１１】
2005148703.tif 000013
【図１２】
2005148703.tif 000014
【図１３】
2005148703.tif 000015
【図１４】
2005148703.tif 000016
【図１５】
2005148703.tif 000017
【図１６】
2005148703.tif 000018
【図１７】
2005148703.tif 000019
【図１８】
2005148703.tif 000020
【図１９】
2005148703.tif 000021
【図２０】
2005148703.tif 000022
【図２１】
2005148703.tif 000023
【図２２】
2005148703.tif 000024
【図２３】
2005148703.tif 000025
【図２４】
2005148703.tif 000026
【図２５】
2005148703.tif 000027
【図２６】
2005148703.tif 000028
【図２７】
2005148703.tif 000029
【図２８】
2005148703.tif 000030
【図２９】
2005148703.tif 000031
【図３０】
2005148703.tif 000032
【図３１】
2005148703.tif 000033
【図３２】
2005148703.tif 000034
【図３３】
2005148703.tif 000035
【図３４】
2005148703.tif 000036
【手続補正書】
【提出日】平成17年3月9日(2005.3.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８５】
図２２は、図１９の破線で示す光線のように光出射ポートＰ２から入射する光を示している。図２２（ａ）の上側に示すように、光出射ポートＰ２から入射した光Ｌ１１１は、複屈折板１７に入射する。光Ｌ１１１は、図２２（ｂ）の上側に示すように、常光Ｌ１１２ａと＋Ｘ方向に軸ずれした異常光Ｌ１１２ｂとに分離し、複屈折板１７から出射する。常光成分の光Ｌ１１２ａはファラデー回転子２０の磁区Ａに入射し、異常光成分の光Ｌ１１２ｂはファラデー回転子２０の磁区Ｂに入射する。図２２（ｃ）の上側に示すように、光Ｌ１１２ａは偏光方位が−Ｚ方向に見てＺ軸について時計回りに４５°回転した光Ｌ１１３ａとしてファラデー回転子２０から出射し、光Ｌ１１２ｂは偏光方位が反時計回りに４５°回転した光Ｌ１１３ｂとしてファラデー回転子２０から出射する。これにより、光Ｌ１１３ａ、Ｌ１１３ｂの偏光方位は、偏光ガラス１６の透過軸に垂直になる。したがって、光Ｌ１１３ａ、Ｌ１１３ｂは共に偏光ガラス１６で吸収され、偏光ガラス１６を透過しない。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２７】
2005148703.tif 000037
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３２】
2005148703.tif 000038
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３４】
2005148703.tif 000039