(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の光ファイバと，
前記第１の光ファイバに隣接して配置された第２の光ファイバと，
前記第１の光ファイバから供給された入力光を，第１の偏光を持つ第１の光と，第１の偏光に直交する第２の偏光を持つ第２の光に分離し，且つ前記第２の光ファイバから供給された入力光を，第１の偏光を持つ第３の光と，第１の偏光に直交する第２の偏光を持つ第４の光に分離する第１の分離手段と，
前記第１の分離手段により分離された第１，第２，第３及び第４の光を各々第１，第２，第３及び第４のコリメート光ビームにコリメートするレンズで，且つ当該第１，第２，第３及び第４のコリメート光ビームを，光ビームが伝搬するに従い互いに近づき，やがて１点で交差し，交差した後互いに離れていく光ビームとなるようにコリメートする第１のレンズと，
前記第１レンズによりコリメートされた後、前記第１の分離手段とは反対側に伝搬する第１，第２，第３及び第４の光が，第１のファラデー回転子，第２のファラデー回転子の順に通過するように，第１，第２，第３及び第４の光の光路中に配置された第１のファラデー回転子と第２のファラデー回転子と，
前記第１のファラデー回転子と前記第２のファラデー回転子の間の，前記第１，第２，第３及び第４の四つの光が交差する部分に当該光が交差して通過するように配置された部材で，第１の偏光を持つ光が通過したとき第１の方向に光を屈折させ，第１の偏光と直交する第２の偏光を持つ光が通過したとき第１の方向とは異なる第２の方向に光を屈折させる複屈折テーパ部材と，
前記第１と第２の光又は第３と第４の光が同じ偏光となって前記第１のファラデー回転子，前記複屈折テーパ部材及び前記第２のファラデー回転子を通過するように，前記分離手段と前記第１のファラデー回転子の間の第１と第３のペアまたは第２と第４のペア光のうちのいずれか一方のペアの光の通路中に配置された，第１と第３のペアまたは第２と第４のペアの光のいずれか一方のペアの偏光を９０°回転させる機能を持つ第１の半波長部材と，
前記第１及び第２の光ファイバに対向して配置された第３の光ファイバと，
前記第２のファラデー回転子を通過した後、第１の光ファイバとは反対側に向かって伝搬するコリメートされた第１，第２，第３及び第４の光を集光し，前記第３の光ファイバ端に結合させるために，前記第２のファラデー回転子と前記第３の光ファイバの間に配置された第２のレンズと，
前記第３の光ファイバから供給された入力光を，第１の偏光と，第１の偏光に直交する第２の偏光に分離する第２の分離手段と，
前記第１と第２の光が互いに直交する偏光となって，又は前記第３と第４の光が互いに直交する偏光となって前記第２の分離手段を通過し，合波されて前記第３の光ファイバに結合するように，前記第２のファラデー回転子と前記第２の分離手段の間の第１と第３のペアまたは第２と第４ペアの光のうちのいずれか一方のペアの光の伝搬経路中に配置された，第１と第３のペアまたは第２と第４のペアの光のいずれか一方のペアの光の偏光を９０°回転させる機能を持つ第２の半波長部材と，を備え、
前記第１の光ファイバから出力された光が前記複屈折テーパ部材により屈折される第１の方向及び当該光が屈折後に通過する伝搬経路が，当該光が前記複屈折部材から第３の光ファイバに向かって伝搬する方向及び経路に等しく，前記第１の光ファイバから第３の光ファイバに向かって進む光が前記複屈折テーパ部材で第１の方向に屈折され，前記第２のファラデー回転子，第２のレンズ及び第２の分離手段を通過して前記第３の光ファイバに結合し，
前記第３の光ファイバから出力された光が前記複屈折テーパ部材により屈折される第２の方向及び当該光が屈折後に通過する伝搬経路が，前記第３と第４の光が前記第２の光ファイバから前記複屈折部材に向かって伝搬する方向及び経路を逆行する方向及び経路に等しく，前記第３の光ファイバから出力された光が前記複屈折テーパ部材により第２の方向に屈折され，前記第３と第４の光が伝搬する経路を逆行して前記第１のファラデー回転子，前記第１のレンズ及び前記第１の分離手段を通過し，第２の光ファイバに結合することを特徴とする光サーキュレータ。
【請求項２】
前記複屈折テーパ部材は底面，頂辺及び底面から頂辺に向かってくさび形を形成する二つの傾斜平面を持ち，前記第１，第２，第３及び第４の光が，当該複屈折テーパ部材に対して，前記くさび形の頂辺を構成する直線にほぼ平行な面の表面に沿って伝搬した後、前記くさび形を構成する二つの傾斜した平面のうちの一方の傾斜平面から，前記くさび形を構成する傾斜平面に対しては垂直で無い角度で入射し，前記くさび形を形成する他方の傾斜平面から屈折されて出力されるような相対位置関係で前記複屈折テーパ部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光サーキュレータ。
【請求項３】
前記複屈折テーパ部材は底面，頂辺及び底面から頂辺に向かってくさび形を形成する二つの平面を持つ第１の複屈折くさびと，当該第１の複屈折くさびと同一形状の第２の複屈折くさびにより構成され，
第１の複屈折くさびの前記底面と前記平面が交差する辺の一つが第２の複屈折くさびの長辺と平行になり且つ第２の複屈折くさびの前記底面と前記平面が交差する辺の一つが第１の複屈折くさびの長辺と平行になるように前記第１の複屈折くさびと第２の複屈折くさびが近接配置され，
前記第１，第２，第３及び第４の光が，当該複屈折テーパ部材に対して，前記くさび形の頂辺を構成する直線にほぼ平行な面の表面に沿って伝搬した後、前記第１の複屈折くさびを構成する二つの平面のうち第２の複屈折くさび側とは反対側の平面から入射し，第２の複屈折くさびの第１の複屈折くさび側とは反対側の平面から屈折されて出力されるような相対的位置関係で前記複屈折テーパ部材が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光サーキュレータ。
【請求項４】
前記第３の光ファイバから出力された光が前記複屈折テーパ部材により屈折される第１の方向と屈折後の伝搬経路が，当該光が前記複屈折部材から第１の光ファイバに向かって伝搬する方向と経路に等しい，請求項１，請求項２又は請求項３に記載の光サーキュレータを用い，
少なくとも前記第２のファラデー回転子に加える磁界の大きさを制御して第３の光ファイバから出力され、前記複屈折テーパに達した光の偏光を制御して前記複屈折テーパによって制御される屈折角を第１の方向と第２の方向に制御し，
前記第３の光ファイバから出力された光を前記第１のファイバに結合させるか，前記第２の光ファイバに結合させるかを制御することを特徴とする光スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光サーキュレータ、あるいは、光スイッチに関する。特には、本発明は、２つのファラデー回転子間に配置された複屈折くさびを有する光サーキュレータ、あるいは、光スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
光通信システムは、通常、システムを伝搬する光を制御するために光サーキュレータ、あるいは、光スイッチを使用している。
【０００３】
しかし、従来の光サーキュレータ、及び光スイッチは、通常、製造するのに高価
であり、比較的多くの部品を有し、比較的大きい。
【０００４】
従って、本発明の課題は、製造するのに安価で、構成部品の数が少なく、比較的小型の光サーキュレータ、あるいは、スイッチを提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の課題は、直交する偏光を有する第１と第２の光が、第１のファラデー回転子、複屈折テーパ部材及び第２のファラデー回転子を順に、互いに小さな角度を有し、従って、互いに平行でない伝搬路に沿って通過するように、第１と第２のファラデー回転子間に配置した複屈折くさびのような複屈折テーパ部材を有する光装置を提供することによって達成される。
【０００６】
さらに、本発明の課題は、第１と第２の複屈折くさび、及び第１と第２のファラデー回転子を備える光装置を提供することによって達成される。第１と第２の複屈折くさびは、方向が光の伝搬進行方向の周りに９０°回転した結晶軸を有し、それぞれは、頂辺と底面を有し、かつ、くさび形を形成するために、底面から頂辺にかけたテーパを有している。第１の複屈折くさびの底面は、第２の複屈折くさびの頂辺と隣接しており、第１の複屈折くさびの底面は、第２の複屈折くさびの頂辺と隣接している。第１と第２の複屈折くさびは、第１と第２のファラデー回転子の間に位置しており、光は、第１のファラデー回転子、第１の複屈折くさび、第２の複屈折くさび、及び第２のファラデー回転子を順に通過する。あるいは、ガラスくさびのような非複屈折くさびを第１あるいは第２の複屈折くさびの代わりに使用可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ここで、添付の図面に例が示されている本発明の実施形態について詳細に言及する。なお、同様の参照符号は、同様の構成要素を示している。
【０００８】
図１は、本発明の実施形態に従った、光サーキュレータ、あるいは、スイッチとして動作する光装置の平面図である。図１において、複屈折くさびは、異なる偏光に対して異なる方向に光ビームを偏向するために使用される。
【０００９】
図１によれば、ファイバ２００は、入力光２０２を供給し、これは、複屈折板２０８によって直交する偏光を有する第１の光２０４と第２の光２０６に分波される。直交する偏光を効果的に分波するために、複屈折板２０８の結晶軸は、光の進行方向と平行でも、直角でもないようにする。直交偏光をもっともよく分波するには、結晶軸と光の進行方向の間の角度は約４５°が良い。第１の光２０４は、点線で示されているように、複屈折板２０８内の異常光である平行偏光を有する。第２の光２０６は、実線で示されているように、複屈折板２０８内の常光である垂直偏光を有している。光は、平行方向に分波される。
【００１０】
第２の光２０６は、第１と第２の光２０４と２０６の偏光を一致させるために偏光を９０°回転させる半波長板２１０を通過する。従って、半波長板２１０の後は、第１と第２の光２０４と２０６はともに平行偏光を有する。
【００１１】
第１と第２の光２０４と２０６は、それから、光をコリメートするレンズ２１２を通過する。コリメートされた第１と第２の光２０４と２０６は、異なる進行角度を有する。第１と第２の光２０４と２０６は、第１のファラデー回転子２１４、複屈折くさび２１６、及び第２のファラデー回転子２１８を通過する。第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８は、４５°のファラデー回転を与える。複屈折くさび２１６は、２つの直交偏光間に角度分波を与えるならば、いかなる部材とも置き換え可能である。例えば、１つの複屈折くさびではなく、２つの複屈折くさびの組あるいは、他のくさびの組でもよい。
【００１２】
第１のファラデー回転子２１４に印加される磁界に従って、偏光面は、第１のファラデー回転子２１４によって、時計方向あるいは反時計方向に４５°回転される。そして、第１と第２の光２０４と２０６は、第１のファラデー回転子２１４に印加される磁界に従って、複屈折くさび２１６によって、図１の上方あるいは下方に偏向される。
【００１３】
偏光は、さらに、第２のファラデー回転子２１８によって、第１のファラデー回転子２１４と同じ回転方向に回転される。従って、第１と第２の光２０４と２０６はともに、第２のファラデー回転子２１８を通過後は、垂直に偏光するようになる。
【００１４】
図１に示されるように、第１と第２の光２０４と２０６は、第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８を通過する間に、重なり、分離される。
第２のファラデー回転子２１８から、第１と第２の光２０４と２０６はレンズ２２０を通過する。レンズ２２０の後、第１の光２０４は、第１の光２０４の偏光を９０°回転させる半波長板２２２を通過する。従って、第１の光２０４が半波長板２２２を通過した後は、第１の光２０４は、平行偏光となり、第２の光は垂直偏光のままである。
【００１５】
その後、第１と第２の光２０４と２０６は、複屈折板２２４を通過して、合波される。合波された光は、ファイバ２２６によって受光される。直交偏光を効果的に分波するために、複屈折板２２４の結晶軸は、光の伝搬方向と平行でも垂直でもない。結晶軸と光の進行方向間の角度は、直交偏光をもっともよく分波するためには、約４５°が良い。
【００１６】
好ましくは、レンズ２１２と２２０は、同じ焦点距離を有し、レンズ間の距離は、焦点距離の２倍である。
図１は、平面図であり、複屈折くさび２１６の頂辺は実際には紙面の垂線に向かっている。従って、図１において、光路は、平面内においてのみ示されている。平面内において、直交偏光は、分波され、合波されて出力される。
【００１７】
図２は、本発明の実施形態に従った、図１の光装置の側面図である。図２によれば、光がファイバ２００から入力するとき、両偏光成分は、半波長板２１０後、同じ偏光となる。それから、光は、複屈折くさび２１６を常光として通過し、ファイバ２５６に結合する。他方、ファイバ２５６から入射する光は、複屈折くさび２１６を、両偏光成分に対して、異常光として通過する。従って、光は、異なる方向に偏向され、ファイバ２５２に結合する。同様に、光はファイバ２５２から２２６へ進む。従って、光は、ファイバ２００→２５６→２５２→２２６からすすみ、サーキュレータとなる。ファラデー回転が両ファラデー回転子に対して切り替えられたときは、光は、２００←２５６←２５２←２２６と進む。従って、ファイバ２５６からの光は、ファイバ２００あるいは２５２のいずれかにいくことができ、光スイッチングを行うことが出来る。
【００１８】
サーキュレータにおいては、ファラデー回転は、＋４５°と＋４５°、あるいは、−４５°と−４５°に固定される。スイッチにおいては、ファラデー回転子に印加される磁界は、＋４５°／＋４５°と−４５°／−４５°との間で同時に反転される。光装置をサーキュレータあるいはスイッチとして動作させるためのファラデー回転子の制御は、当業者によれば理解されるであろう。
【００１９】
図１の光装置では、第１と第２の光２０４と２０６の光伝搬方向は、互いに平行ではない。従って、第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８は、比較的小さく作ることが出来る。
【００２０】
図１の記載の他、複屈折板２０８と２２４に対する、半波長板２１０と２２２の配置は様々なものが可能である。
例えば、図３は、本発明の実施形態に従う図１の光装置における複屈折板２０８と２２４に対する半波長板２１０と２２２の様々な配置を示すものである。一般に、図３（Ｂ）の構成は、図１に対応する。第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８、複屈折くさび２１６、及びレンズ２１２と２２０は、図３では、示されていない。
【００２１】
図１において、ファイバ２００とレンズ２１２間の実効距離は、好ましくは、レンズ２１２が精度の良いコリメート光を提供できるように、第１と第２の光２０４と２０６に対し、略等しい。実効距離は、物理的距離を屈折距離で割った値に関する周知の概念である。
【００２２】
例えば、図４は、本発明の実施形態に従った、ファイバ２００とレンズ２１２の位置取りを示す平面図である。図４によれば、常光と異常光は、複屈折板２０８の異なる屈折率によって影響される。特には、複屈折板２０８は、常光に対して屈折率ｎ0を有し、異常光に対しては屈折率ｎeを有している。従って、第１と第２の光２０４と２０６は、レンズ軸に沿って、同じだけの物理距離を進むが、複屈折板２０８を介して異なる実効距離だけ進む。半波長板２１０は、屈折率ｎを有している。通常の半波長板に対しては、一般の屈折率ｎは、略１．５であり、空気の屈折率は略１である。
【００２３】
従って、第１と第２の光２０４と２０６にたいし、ファイバ２００とレンズ２１２間の実効距離が略等しいためには、以下の式１を満たす必要がある。
式１：
（１／ｎe −１／ｎ0 ）ｄ−（１／ｎ−１）ｔ＝０
同様に、ファイバ２２６とレンズ２２０間の実効距離は、好ましくは、レンズ２２０が精度の良いコリメート光を提供できるように、第１と第２の光２０４と２０６に対し、略等しい。
【００２４】
従って、適切な実効距離を得るために、半波長板の厚さｔは、その結晶軸と光の伝搬方向間の角度を変えることによって調整でき、これは、半波長板の実効複屈折性を変化させる。
【００２５】
図４の配置は、正の複屈折性の複屈折板に対して適している。すなわち、金紅石のような、ｎe ＞ｎ0 の場合である。従って、式１の（１／ｎe −１／ｎ0 ）の項は、負で、（１／ｎe −１）の項も負であり、正の数ｔが式１の解となることができる。
【００２６】
他方、複屈折性が負の場合は、すなわち、方解石のように、ｎe ＜ｎ0 の場合は、図４ではなく、図５のようになる。
従って、実効距離のマッチングのための条件は、
（１／ｎe −１／ｎ0 ）ｄ−（１−１／ｎ）ｔ＝０
である。
【００２７】
この場合、（１／ｎe −１／ｎ0 ）の項と、（１−１／ｎ）の項は、正で、正の数ｔが解として存在する。
図６は、偏光面を９０°回転させるために、両光２０４と２０６に対して、任意の場所に、さらに半波長板２１３を設ける、別の実施形態である。
【００２８】
図６（Ｂ）と６（Ｄ）は、正の複屈折性に適しており、図６（Ａ）と６（Ｃ）は、負の複屈折性に適している。
ファイバ２００とレンズ２１２間の実効距離が、第１と第２の光２０４と２０６に対して、等しくない場合、実効距離のこの誤差は、レンズ２２０とファイバ２２６間の実効距離の負の誤差と打ち消しあわなくてはならない。すなわち、ファイバ２００とファイバ２２６間の実効距離は、効率的なファイバ結合を維持するため、第１と第２の光２０４と２０６に対し、等しくなければならない。
【００２９】
さらに、第１と第２の光２０４と２０６に対する全体の光路長は、２つの偏光が装置を進む際の時間差である、偏光依存群遅延をさけるために、略等しくなければならない。光路長は、物理的距離と屈折率の積に関する周知の概念である。
【００３０】
従って、ファイバ２００とレンズ２１２間の光路長を第１と第２の光２０４と２０６に対し略等しくするために、以下の式２が満たされる必要がある。
式２：
（ｎe −ｎ0 ）ｄ−（ｎ−１）ｔ＝０
同様に、ファイバ２２６とレンズ２２０間の光路長は、第１と第２の光２０４と２０６に対し、略等しくなければならない。
【００３１】
上記条件は、偏光依存群遅延をうち消す。
実際には、実効距離と光路長に対する上記条件を両方とも満足するのは容易ではない。もし、式１と式２の両方がこのように満足されないなら、第１の光２０４あるいは、第２の光２０６の光路のいずれかに半波長板の隣にガラス板を挿入したり、複屈折板を両光２０４と２０６に対するコリメート光の任意の場所に挿入することができる。
【００３２】
図１によれば、第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８の間に、複屈折くさびのような、ただ１つの複屈折テーパ部材が配置されているならば、第１と第２の光２０４と２０６間の光路長に差を生じ、偏光依存群遅延を生じさせるであろう。この問題を抑制するために、図７に示すように、２つの複屈折テーパ部材を組み合わせることができる。
【００３３】
特には、図７は、本発明の実施形態に従った、偏光依存群遅延を抑制するために配置された、複屈折くさび２３０と２３２のような２つの複屈折テーパ部材の側面図である。図７によれば、複屈折くさび２３０の頂辺は、複屈折くさび２３２の底面に隣接しており、複屈折くさび２３０の底面は、複屈折くさび２３２の頂辺に隣接している。ここで、「隣接」という語句は、図７に示される、複屈折くさび２３０と２３２間の相対的な配置を示している。複屈折くさび２３０と２３２間に、部材あるいは光学素子が配置されていても、複屈折素子は、１つの複屈折部材の頂辺が他の複屈折部材の底面に対応し、あるいは、その逆であれば、依然、「隣接」していると考えるべきである。
【００３４】
光を常光成分と異常光成分に分波するために、複屈折くさびの結晶軸は、光の進行方向内にあってはならない。例えば、分波された光が、最大の分散を示すためには、結晶軸は、光の伝搬方向に対して垂直でなくてはならない。従って、この場合、結晶軸は、光の伝搬方向から略９０°の角度を有している。
【００３５】
図７において、複屈折くさび２３０の結晶軸２３１は、ファラデー回転の前の入力偏光面から光の進行方向の周りに４５°回転している。そして、複屈折くさび３２３の結晶軸２３３は、同じ面から−４５°回転している。従って、複屈折くさび２３０と２３２は、光の伝搬方向の周りに互いに９０°回転した結晶軸を有している。結果として、複屈折くさび２３０内の常光は、複屈折くさび２３２内の異常光となり、複屈折くさび２３０内の異常光は、複屈折くさび２３２内の常光となる。従って、直交偏光は、反対方向に偏向され、同じ光路長を進む。図７は、結果の出力光の偏光方向２３６と２３８を示している。
【００３６】
図８は、本発明の実施形態に従った、図１の光装置に使用される、複屈折くさび２３０と２３２の側面図である。図８によれば、複屈折くさび２３０と２３２は、第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８間に配置されている。従って、複屈折くさび２３０と２３２及び第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８は、互いに近接する。例えば、複屈折くさび２３０と２３２、及び第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８は、光がこれらの素子を通過する物理的距離が０．５ｍｍ以下となるように、互いに十分近接することができる。さらに、第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８は、非常に近いので、第１と第２のファラデー回転子２１４と２１８の両方に対し、電流によって、容易に磁界を同時に切り替えることができる。
【００３７】
図８は、第１のファラデー回転子２１４によって受光される光の偏光方向２４０と、第２のファラデー回転子２１８によって出力される光の偏光方向２４２と２４４の例も示している。
【００３８】
複屈折くさび２１６、２３０、及び２３２のような、ファラデー回転子間に配置された複屈折テーパ部材、及び複屈折板２０８と２２４は、例えば、二酸化チタンやニオブ酸リチウム、あるいは方解石のいずれかによって作ることが出来る。
【００３９】
光サーキュレータにおいては、２つの方向のうちの一方の磁界で、偏光方向２４２の光は、偏光方向２４０の光になり、偏光方向２４０の光は、偏光方向２４４の光となる。光スイッチにおいては、磁界の方向を切り替えることによって、偏光方向２４０の光は、磁界に依存して、偏光方向２４２、あるいは、２４４の光のいずれかになる。
【００４０】
図１の光装置は、当業者によれば理解されるように、光サーキュレータあるいは光スイッチのいずれかとして使用できる。従って、光は、光装置を通っていずれかの方向に進むことが出来る。
【００４１】
本発明の上記実施形態では、光スイッチとして使用される場合には、ファラデー回転子は、入力偏光を回転する、電気光学的結晶あるいは液晶のような他の任意の適した部材と取り替えが可能である。
【００４２】
本発明の上記実施形態においては、ファラデー回転子は、４５°のファラデー回転を与えると記載した。しかし、本発明は、特定の大きさのファラデー回転を与えるファラデー回転子の使用に限定するものではない。従って、本発明の実施形態は、４５°より大きい、あるいは、小さい回転を与えるファラデー回転子を用いる装置に適用可能である。
【００４３】
本発明の上記実施形態のファラデー回転子は、ファラデー回転子の両方に同時に印加される磁界によって制御され、磁界は電流によって切り替えられる。ファラデー回転子のこのような制御は当業者には周知である。
【００４４】
本発明の上記実施形態では、光装置は、ファラデー回転子間に配置された複屈折くさび２１６、２３０及び２３２のような複屈折部材を用いているとして記載した。しかし、本発明は、「くさび」型の複屈折部材の使用に限定するものではない。むしろ、複屈折部材は、要求される効果が得られるように単にテーパ状にされているべきであって、「くさび」である必要はない。そのような複屈折部材を単に「複屈折テーパ部材」と呼んでいる。従って、例えば、複屈折テーパ部材は、底面から頂辺にむかってテーパ状にすることができ、「くさび」形状を形成していると考えるものではない。
【００４５】
さらに、本発明の上記実施形態では、複屈折テーパ部材のような光素子は、２つのファラデー回転子の間に配置されている。しかし、光素子は、複屈折テーパ部材に限定するものではない。むしろ、光素子は、互いに直交する第１と第２の偏光を有するコリメート光を受光するとき、第１と第２の偏光にそれぞれ対応する、異なる方向に進む第１と第２の光線にコリメート光を分波する光学的特性を有するいかなる光素子でもよい。
【００４６】
さらに、本発明の上記実施形態においては、光装置は、光を分離するために、複屈折板のような分離装置を使用するとして記載している。例えば、図１において、複屈折板２０８は、入力光を２つの分離された光に分離する。しかし、分離装置は、複屈折板に限定するものではない。例えば、分離装置は、「板」状になっていない複屈折部材を使用可能であり、多くの他の形が可能である。さらに、分離装置は、複屈折部材に限定するものではない。分離部材は、例えば、偏光プリズムでも良い。
【００４７】
さらに、本発明の上記実施形態では、光装置は、光を合波するために、複屈折板などの合波装置を使用すると記載している。例えば、図１において、複屈折板２２４は、光を合波する。しかし、合波装置は、複屈折板に限定するものではない。例えば、合波装置は、「板」状に形成されていない複屈折部材でもよく、他の多くの形状が可能である。合波部材は、例えば、偏光プリズムである。
【００４８】
本発明の上記実施形態では、光装置は、光の偏光を回転するために、半波長板等の半波長部材を使用するとしている。このような半波長部材は、このましくは、「板」状である。しかし、半波長部材は、「板」状に限定するものではない。
【００４９】
２，３の本発明の実施形態を示し、記載したが、当業者によれば、本発明の原理及び精神から離れることなく、これらの実施形態に変形を加え得ることが理解されるであろう。
＜付記＞
なお、本発明は以下の形態によっても実現が可能である。
【００５０】
まず、入力光を受光し、該入力光を直交する第１と第２の偏光の光に分離する分離手段と、第１と第２の光を異なる方向に進むようにコリメートする第１のレンズと、第１と第２のファラデー回転子と、第１と第２のファラデー回転子の間に配置され、コリメートされた第１と第２の光を、該第１のファラデー回転子、第１の複屈折テーパ部材、及び第２のファラデー回転子を順に通過させる該第１の複屈折テーパ部材とを備える光装置を前提とする。
【００５１】
そして、前記第１と第２のファラデー回転子間に配置された第２の複屈折テーパ部材をさらに備え、前記コリメートされた第１と第２の光は、前記第１のファラデー回転子、前記第１の複屈折テーパ部材、該第２の複屈折テーパ部材、及び前記第２のファラデー回転子を順に通過し、該第１と第２の複屈折テーパ部材は、底面と頂辺と、底面から頂辺にかけてのテーパを備え、該第１の複屈折テーパ部材の頂辺は、該第２の複屈折テーパ部材の底面と隣接しており、該第１の複屈折テーパ部材の底面は、該第２の複屈折テーパ部材の頂辺と隣接している形態。
【００５２】
前記第１と第２の複屈折テーパ部材は、互いに９０°回転した結晶軸を有する形態。
前記第１と第２の光は、前記第１と第２のファラデー回転子間を通過する際に重なり合い、前記光装置は、更に、該第１と第２の光が重なり合う前に該第２の光の偏光を９０°回転させる第１の半波長部材を備える形態。
【００５３】
前記第１の半波長部材は、前記第１のレンズと前記分離手段との間に配置されている形態。
前記第１と第２の光は、重なり合い、前記第１と第２のファラデー回転子の間を進む時に分離され、前記光装置は、該第１と第２の光が分離された後、該第１の光の偏光を９０°回転させる第２の半波長部材と、該第２のファラデー回転子を通過した後、該第１と第２の光を収束する第２のレンズとを備える形態。
【００５４】
更に、前記第１と第２の光を、前記第２のレンズによって収束され、前記第２の半波長部材によって該第１の光の偏光が回転された後、合波する合波手段を備える形態。
【００５５】
前記第１と第２のファラデー回転子は、４５°のファラデー回転をそれぞれ与える形態。
前記第１の複屈折テーパ部材は、通過光の偏光に従って、偏向方向を有し、前記光装置は、更に、互いに垂直方向にずらされており、該第１の複屈折テーパ部材の偏向方向に従って配置されている第１と第２の光ファイバを備える形態。
【００５６】
前記第１の複屈折テーパ部材は、二酸化チタン、ニオブ酸リチウム、及び方解石からなるグループの１つによって作られている形態。
前記分離手段と前記合波手段からなるグループの少なくとも一つは、二酸化チタン、ニオブ酸リチウム、及び方解石からなるグループの一つから作られている形態。
【００５７】
磁界は、前記第１と第２のファラデー回転子の両方に同時に印加され、電流によって切り替えられる形態。
前記第１と第２のレンズは、同じ焦点距離を持っており、該第１と第２のレンズ間の距離は、該焦点距離の２倍である形態。
【００５８】
前記第１の複屈折テーパ部材は、くさび形である形態。
前記第１と第２の複屈折テーパ部材は、くさび形である形態。
また、第１と第２のファラデー回転子と、該第１と第２のファラデー回転子間に配置され、直交する偏光を有する第１と第２の光を該第１のファラデー回転子、第１の複屈折テーパ部材、及び該第２のファラデー回転子を、互いに平行でない光路に沿って通過させる該第１の複屈折テーパ部材とを備えることを特徴とする光装置を前提とする。
【００５９】
そして、前記第１と第２の光は、前記第１と第２のファラデー回転子を通過する際に、重なり合い、前記光装置は、更に、該第１と第２の光が重なり合う前に、該第２の光の偏光を９０°回転させる第１の半波長部材を備える形態。
【００６０】
前記第１のファラデー回転子が前記第１と第２の光をコリメート光として受光するように、前記第１の半波長部材によって偏光が回転された後、該第１と第２の光をコリメートする第１のレンズを更に備える形態。
【００６１】
更に、前記第１と第２の光を、前記第２のファラデー回転子を通過後、ファイバに収束する第２のレンズを備える形態。
前記第１と第２の光は、前記第１と第２のファイバ回転子間を進む時に、重なり合い、そして、分離され、前記光装置は、更に、該第１と第２の光が分離された後、該第１の光の偏光を９０°回転させる第２の半波長部材を備える形態。
【００６２】
前記第１の半波長部材は、前記第１と第２の光の偏光面から４５°角度を有する主軸を有し、該第１と第２の光は、該第１の半波長部材によって該第２の光の偏光が回転された後、同じ偏光を有する形態。
【００６３】
更に、入力光を供給するファイバと、前記第１の光が分離手段から前記第１のレンズに進み、前記第２の光が該分離手段から前記第１の半波長部材に進み、該第１の半波長部材が、該ファイバと該第１のレンズ間の実効距離を、該第１と第２の光に対し、実質的に等しくなるような方向を向いた結晶軸を有する、該第１と第２の光を形成するために、該入力光を分離する該分離手段とを備える形態。
【００６４】
更に、入力光を供給するファイバと、前記第１の光が分離手段から前記第１のレンズに進み、前記第２の光が該分離手段から前記第１の半波長部材に進み、該第１の半波長部材が、該ファイバと該第１のレンズ間の光路長を、該第１と第２の光に対し、実質的に等しくなるような方向を向いた結晶軸を有する、該第１と第２の光を形成するために、該入力光を分離する該分離手段とを備える形態。
【００６５】
更に、第１と第２のファラデー回転子と、底面と頂辺と、該底面から該頂辺に向かってくさび形を形成するテーパを有し、第１の複屈折くさびの頂辺は、第２の複屈折くさびの底面に隣接しており、該第１の複屈折くさびの底面は、該第２の複屈折くさびの頂辺と隣接しており、該第１と第２の複屈折くさびは、該第１と第２のファラデー回転子間に、光が、該第１のファラデー回転子、該第１の複屈折くさび、該第２の複屈折くさび、および該第２のファラデー回転子を順に進むように配置された該第１と第２の複屈折くさびとを備えることを特徴とする光装置を前提にする。
【００６６】
そして、前記第１と第２の複屈折くさびは、互いに９０°回転された結晶軸を有する形態。
互いに直交する第１と第２の偏光を有するコリメートされた光を受光するとき、該コリメート光を、該第１と第２の偏光にそれぞれ対応し、異なる方向に進む第１と第２の光線に分離する光学的特性を有する第１の光部材と、間に該第１の光部材を有し、直交する偏光を有する第１と第２の光が第１のファラデー回転子、該第１の光部材及び第２のファラデー回転子を順に、互いに平行でない光路に沿って進ませるような該第１と第２のファラデー回転子とを備える形態。
【００６７】
第２の光部材が互いに直交した第１と第２の偏光を有するコリメートされた光を受光するときに、該第２の光部材は、該第１と第２の偏光にそれぞれ対応する、異なる方向に進む第１と第２の光線に、該コリメート光を分離し、該第２の光部材は、前記第１と第２のファラデー回転子間に、該第１と第２の光が、該第１のファラデー回転子、前記第１の光部材、該第２の光部材、及び、該第２のファラデー回転子を順に通過するように配置された、以上のような光学的特性を有する該第２の光部材を更に備える形態。
【００６８】
前記第１と第２の光部材は、底面と、頂辺と、該底面から該頂辺にかけてのテーパを有し、該第１の光部材の頂辺は該第２の光部材の底面と隣接し、該第１の光部材の底面は、該第２の光部材の頂辺と隣接している形態。
【００６９】
前記第１と第２の光部材は、複屈折くさびである形態。
前記第１の光部材は、複屈折くさびである形態。
更に、入力光を供給するファイバと、前記第１と第２の光を形成するために、該入力光を分離する分離手段と、該第２の光の偏光を９０°回転させる半波長部材と、前記第１のファラデー回転子が該第１と第２の光をコリメート光として受光し、該半波長部材が、該ファイバと第１のレンズ間の実効距離が、該第１と第２の光に対して、実質的に同じとなるような方向を向いた結晶軸を有するように、該半波長部材によって、偏光が回転された後、該第１と第２の光をコリメートするレンズとを更に備える形態。
【００７０】
更に、入力光を供給するファイバと、前記第１と第２の光を形成するために、該入力光を分離する分離手段と、該第２の光の偏光を９０°回転させる半波長部材と、前記第１のファラデー回転子が該第１と第２の光をコリメート光として受光し、該半波長部材が、該ファイバと第１のレンズ間の光路長が、該第１と第２の光に対して、実質的に同じとなるような方向を向いた結晶軸を有するように、該半波長部材によって、偏光が回転された後、該第１と第２の光をコリメートするレンズとを更に備える形態。
【００７１】
【発明の効果】
本発明によれば、光サーキュレータや光スイッチなどの光装置を、少ない部品点数で、安価に製造可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に従った光サーキュレータ、あるいは、スイッチとして働く光装置の平面図である。
【図２】本発明の実施形態に従った、図１の光装置の側面図である。
【図３】本発明の実施形態に従った、図１の光装置の複屈折板に対する半波長板の様々な配置を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に従った、図１の光装置のファイバとレンズの配置を示す平面図である。
【図５】本発明の実施形態に従った、図４の配置の変形例である。
【図６】本発明の実施形態に従った、光装置に半波長板を使用した様子を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に従った、偏光依存の群遅延を抑制するための２つの複屈折くさびの配置を示す側面図である。
【図８】本発明の実施形態に従った、図１の光装置に使用する、図７の複屈折くさびの側面図である。
【符号の説明】
２００      ファイバ
２０８      複屈折板
２１０      半波長板
２１２      レンズ
２１４      第１のファラデー回転子
２１６      複屈折くさび
２１８      第２のファラデー回転子
２２０      レンズ
２２２      半波長板
２２４      複屈折板
２２６、２５２、２５６      ファイバ
２３０、２３２      複屈折くさび
【図１】
0004460689.tif 000002
【図２】
0004460689.tif 000003
【図３】
0004460689.tif 000004
【図４】
0004460689.tif 000005
【図５】
0004460689.tif 000006
【図６】
0004460689.tif 000007
【図７】
0004460689.tif 000008
【図８】
0004460689.tif 000009