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JPH11202260A - Optical isolator - Google Patents

Optical isolator

Info

Publication number
JPH11202260A
JPH11202260A JP1346798A JP1346798A JPH11202260A JP H11202260 A JPH11202260 A JP H11202260A JP 1346798 A JP1346798 A JP 1346798A JP 1346798 A JP1346798 A JP 1346798A JP H11202260 A JPH11202260 A JP H11202260A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical isolator
optical
faraday rotator
wave plate
wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1346798A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masanori Ikari
真憲 碇
Toshihiko Riyuuou
俊彦 流王
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP1346798A priority Critical patent/JPH11202260A/en
Publication of JPH11202260A publication Critical patent/JPH11202260A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a cancel type polarization independent optical isolator to have high optical characteristics. SOLUTION: This device is constituted by overlapping a first 172 wavelength board 3 at a part and one side of a Faraday rotator 4 and overlapping a second 1/2 wavelength board 5 at the part, which the first 1/2 wavelength board 3 does not overlap, on the other side of the Faraday rotator 1. In this case, the total sum of areas of chipping existent on an optical plane near an end face partitioning the parallel beams of the respective first and second 1/2 wavelength boards 3 and 5 by half can be less than 100 μm<2> within the range irradiated with beams.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、偏波無依存型光ア
イソレータに係り、特に特別な補償板等を設けずとも、
偏波分散や信号光の分離が起こらない新しいタイプの偏
波無依存型光アイソレータに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization independent optical isolator.
The present invention relates to a new type of polarization independent optical isolator that does not cause polarization dispersion or signal light separation.

【0002】[0002]

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】光アイ
ソレータは周知の通り、順方向の信号光は透過し、逆方
向への反射戻り光は阻止する機能を有する非可逆光デバ
イスである。この内、希土類元素がドープされた光ファ
イバー等からなる光増幅器に、光共振器構造が構成され
ることを防止するために用いられる、光の偏光状態に依
存しないタイプの偏波無依存型の光アイソレータに関し
ては、これまで色々なタイプが提案されており、例えば
特公昭61−58809号公報に示すような、いわゆる
楔型光アイソレータもその1つで、1対の複屈折板と1
つの45°ファラデー回転子とで光アイソレータ機能部
が構成でき、光アイソレータの構成部品点数を少なくす
ることが可能となり、これによりコストダウンの促進が
進んだ。
2. Description of the Related Art As is well known, an optical isolator is a non-reciprocal optical device having a function of transmitting signal light in a forward direction and blocking reflected return light in a reverse direction. Of these, polarization-independent light of a type that does not depend on the polarization state of light and is used to prevent an optical resonator structure from being formed in an optical amplifier made of an optical fiber or the like doped with a rare earth element. Various types of isolators have been proposed so far. For example, a so-called wedge-shaped optical isolator as disclosed in JP-B-61-58809 is one of them, and a pair of birefringent plates and one is used.
The optical isolator function part can be constituted by two 45 ° Faraday rotators, and the number of components of the optical isolator can be reduced, thereby promoting the cost reduction.

【0003】しかし、上記楔型光アイソレータの場合、
僅かな常光と異常光との分離や、偏波分散等が見られる
ため、特開平5−297321号公報、特開平6−11
664号公報、特表平8−505961号公報で示され
ているように、補償板と呼ばれる複屈折板を組み合わせ
て、これら常光、異常光の分離や偏波分散を解消しよう
としている。しかし、補償板を入れるとコストが嵩むた
め、いずれの光アイソレータもなお改良の余地があり、
今一歩といったところであった。
However, in the case of the wedge-shaped optical isolator,
Since slight separation between ordinary light and extraordinary light, polarization dispersion, and the like are observed, JP-A-5-297321 and JP-A-6-11 are disclosed.
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 664 and No. Hei 8-505961, a birefringent plate called a compensating plate is combined to eliminate the separation of ordinary light and extraordinary light and the polarization dispersion. However, since adding a compensator increases the cost, any optical isolator still has room for improvement,
It was a step now.

【0004】最近になり、高価な複屈折結晶板を必要と
しない、新しい構造の偏波無依存型光アイソレータが提
案された(1997年電子情報通信学会総合大会 C−
3−98)。この光アイソレータの構成を図1に示す。
[0004] Recently, a polarization independent optical isolator having a new structure which does not require an expensive birefringent crystal plate has been proposed (1997 IEICE General Conference C-).
3-98). FIG. 1 shows the configuration of this optical isolator.

【0005】この光アイソレータは、順方向の光が伝搬
してくる第1の光ファイバー1と、該第1の光ファイバ
ー1から出射した光を平行光にする第1のレンズ2と、
該平行光の半分のみを透過させる第1の1/2波長板3
と、全ての平行光を透過させる45°ファラデー回転子
4と、前記第1の1/2波長板3を透過させなかった残
り半分の平行光を透過させる第2の1/2波長板5と、
第2のレンズ6と、第2の光ファイバー7とがこの順で
配置され、前記第1及び第2の1/2波長板3,5は平
行光を半分に仕切るための少なくとも1つの直線辺3
a,5aを有しており、該2枚の1/2波長板3,5の
遅相軸角度が45°又は135°ずれているものであ
る。
The optical isolator includes a first optical fiber 1 through which light in a forward direction propagates, a first lens 2 that converts light emitted from the first optical fiber 1 into parallel light,
A first half-wave plate 3 that transmits only half of the parallel light
A 45 ° Faraday rotator 4 that transmits all the parallel light, and a second half-wave plate 5 that transmits the other half of the parallel light that has not passed through the first half-wave plate 3. ,
A second lens 6 and a second optical fiber 7 are arranged in this order, and the first and second half-wave plates 3 and 5 are provided with at least one straight side 3 for dividing parallel light into half.
a and 5a, and the slow axis angles of the two half-wave plates 3 and 5 are shifted by 45 ° or 135 °.

【0006】このように、上記光アイソレータは、シン
グルモード光ファイバーから出射した光をレンズでコリ
メートし半分に分け、それぞれの光を45°ファラデー
回転子と1/2波長板に上側と下側で順番を変えて透過
させる。ここで、光が図1において右に進む方向をz
軸、z軸に垂直な面内で図1の紙面に垂直な方向をx
軸、水平な方向をy軸とすると、x軸からの1/2波長
板の遅相軸角度を上側は22.5°、下側は−22.5
°にする。この時、前進波と後進波の電界分布と偏光状
態は、x偏光入射を実線、y偏光入射を波線で示した場
合、図2の(a)と(b)にそれぞれ示すように、左側
の光ファイバーから出射した偶対称の電界分布を持つ光
は、右側のレンズで集光されても元の偶対称となり、右
側の光ファイバーに結合する。また、逆方向に進む右側
の光ファイバーから出射した光の電界分布は、始め偶対
称であったものが、光学機能部を通過することにより、
上半分と下半分ではx偏光、y偏光とも逆の偏光となる
ため、レンズで集光された電界分布は奇対称となり、左
側のシングルモード光ファイバーには結合しない。従っ
て、このように偏波無依存型の光アイソレータとなるも
のである。なお、図2において、60〜70及び80〜
90は偏波面方向を示す。
As described above, in the optical isolator, the light emitted from the single mode optical fiber is collimated by a lens and divided into halves, and each light is sequentially transmitted to a 45 ° Faraday rotator and a half-wave plate at the upper and lower sides. Is changed to allow transmission. Here, the direction in which light travels right in FIG.
1 in a plane perpendicular to the z-axis and the x-axis,
Assuming that the axis and the horizontal direction are the y axis, the slow axis angle of the half-wave plate from the x axis is 22.5 ° on the upper side and −22.5 ° on the lower side.
°. At this time, the electric field distribution and the polarization state of the forward wave and the backward wave are as shown in FIGS. 2A and 2B when the x-polarized light incidence is shown by a solid line and the y-polarized light incidence is shown by a wavy line. The light having an even symmetric electric field distribution emitted from the optical fiber becomes the original even symmetric even if condensed by the right lens, and is coupled to the right optical fiber. Also, the electric field distribution of the light emitted from the right optical fiber traveling in the opposite direction is initially even symmetric, but by passing through the optical function part,
Since the x-polarized light and the y-polarized light have opposite polarities in the upper half and the lower half, the electric field distribution condensed by the lens has an odd symmetry, and is not coupled to the left single-mode optical fiber. Therefore, a polarization independent optical isolator is obtained. In addition, in FIG.
90 indicates the direction of the plane of polarization.

【0007】しかし、上記タイプの光アイソレータは、
光学面の中央に1/2波長板の境界端面が位置するた
め、光学特性、特に消光性能に影響を与えることがあ
り、この点の解決が望まれた。
However, an optical isolator of the above type is
Since the boundary end face of the half-wave plate is located at the center of the optical surface, it may affect the optical characteristics, particularly the extinction performance, and it has been desired to solve this point.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段及び発明の実施の形態】本
発明者は、上記要望に応えるため鋭意検討を行った結
果、1/2波長板の境界端面や端面近傍の加工精度が光
学特性、殊に消失性能に大きな影響を与え、該端面近傍
の光学面に存在するチッピングの面積の総和をビームが
当たっている範囲において100μm2以下とするこ
と、該端面の中心線平均粗さを1.0μm以下とするこ
と、該端面の面ダレ量を最大で1.0μm以下とするこ
とにより、消光性能に優れた偏波無依存型光アイソレー
タが得られることを見出したものである。
Means for Solving the Problems and Embodiments of the Invention The present inventor has conducted intensive studies in order to meet the above-mentioned demands. In particular, the extinction performance is greatly affected, and the total area of chipping existing on the optical surface in the vicinity of the end face is set to 100 μm 2 or less in a range where the beam shines, and the center line average roughness of the end face is set to 1. It has been found that a polarization independent optical isolator excellent in extinction performance can be obtained by setting the thickness of the end face to 0 μm or less and the maximum amount of surface sag of the end face to 1.0 μm or less.

【0009】従って、本発明は、まず第1の構成とし
て、ファラデー回転子の一面の一部分に第1の1/2波
長板が重ね合わされ、該ファラデー回転子の別な面であ
って第1の1/2波長板が重ね合わされていない部分に
第2の1/2波長板が重ね合わされた偏波無依存型光ア
イソレータにおいて、前記第1及び第2それぞれの1/
2波長板の平行光を半分に仕切る端面近傍の光学面に存
在するチッピングの面積の総和が、ビームが当たってい
る範囲において100μm2以下である光アイソレータ
を提供するもので、これは高い光学特性を有する。
Therefore, according to the present invention, as a first configuration, a first half-wave plate is superposed on a part of one surface of the Faraday rotator, and another surface of the Faraday rotator is provided as a first surface. In a polarization independent optical isolator in which a second half-wave plate is superimposed on a portion where a half-wave plate is not superimposed, the first and second half-wave plates are separated from each other.
This provides an optical isolator in which the total area of chipping existing on the optical surface near the end face that divides the parallel light of the two-wavelength plate in half is 100 μm 2 or less in the range where the beam is applied. Having.

【0010】また、第2の構成として、ファラデー回転
子の一面の一部分に第1の1/2波長板が重ね合わさ
れ、該ファラデー回転子の別な面であって第1の1/2
波長板が重ね合わされていない部分に第2の1/2波長
板が重ね合わされた偏波無依存型光アイソレータにおい
て、前記第1及び第2それぞれの1/2波長板の平行光
を半分に仕切る端面の中心線平均粗さが、1.0μm以
下である光アイソレータを提供し、これも同じく高い光
学特性を有する。
As a second configuration, a first half-wave plate is superposed on a part of one surface of the Faraday rotator, and another half of the Faraday rotator is provided with a first half-wave plate.
In a polarization independent optical isolator in which a second half-wave plate is superimposed on a portion where no wave plate is superimposed, the parallel light of the first and second half-wave plates is divided in half. Provided is an optical isolator having a center line average roughness of the end face of 1.0 μm or less, which also has high optical characteristics.

【0011】更に、第3の構成として、ファラデー回転
子の一面の一部分に第1の1/2波長板が重ね合わさ
れ、該ファラデー回転子の別な面であって第1の1/2
波長板が重ね合わされていない部分に第2の1/2波長
板が重ね合わされた偏波無依存型光アイソレータにおい
て、前記第1及び第2それぞれの1/2波長板の平行光
を半分に仕切る端面の面ダレ量が、最大で1.0μm以
下である光アイソレータをも提供し、これも同様に高い
光学特性を有する。
Further, as a third configuration, a first half-wave plate is superimposed on a part of one surface of the Faraday rotator, and another half of the Faraday rotator is provided with a first half-wave plate.
In a polarization independent optical isolator in which a second half-wave plate is superimposed on a portion where no wave plate is superimposed, the parallel light of the first and second half-wave plates is divided in half. The present invention also provides an optical isolator having a surface sagging amount of 1.0 μm or less at the end face, which also has high optical characteristics.

【0012】また、上記構成を組み合わせることによ
り、更に光学特性を向上することが可能となる。
Further, by combining the above-described configurations, it is possible to further improve the optical characteristics.

【0013】以下、本発明につき更に詳しく説明する。
本発明の光アイソレータは、例えば図1に示したような
構成を有するもので、順方向の光が伝搬してくる第1の
光ファイバーと、該第1の光ファイバーから出射した光
を平行光にする第1のレンズと、該平行光の半分のみを
透過させる第1の1/2波長板と、全ての平行光を透過
させる45°ファラデー回転子と、前記第1の1/2波
長板を透過させなかった残り半分の平行光を透過させる
第2の1/2波長板と、第2のレンズと、第2の光ファ
イバーとがこの順で配置され、前記第1及び第2の1/
2波長板は平行光を半分に仕切るための少なくとも1つ
の直線辺を有しており、該2枚の1/2波長板の遅相軸
角度が45°又は135°ずれてなる光アイソレータで
ある。この光アイソレータの基本原理は、前記のよう
に、シングルモード光ファイバーから出射した光をレン
ズでコリメートしその光を上下半分に分け、それぞれの
光を45°ファラデー回転子と1/2波長板に上側と下
側で順番を変えて透過させることにより、前進波と後進
波のそれぞれの電界分布を、元々と同じ偶対称、元々と
異なる奇対称にすることができる。そのため、レンズで
集光された光は、前進波の場合にはシングルモード光フ
ァイバーに結合するが、後進波の場合にはシングルモー
ド光ファイバーに結合しないキャンセル型の偏波無依存
型光アイソレータとなるものである。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The optical isolator of the present invention has a configuration as shown in FIG. 1, for example, and converts a first optical fiber through which light in the forward direction propagates and a light emitted from the first optical fiber into parallel light. A first lens, a first half-wave plate that transmits only half of the parallel light, a 45 ° Faraday rotator that transmits all parallel light, and a transmission through the first half-wave plate A second half-wave plate that transmits the remaining half of the parallel light that has not been transmitted, a second lens, and a second optical fiber are arranged in this order, and the first and second 1/2 wavelength plates are arranged in this order.
The two-wavelength plate is an optical isolator having at least one straight side for dividing parallel light into halves, and in which the slow axis angles of the two half-wave plates are shifted by 45 ° or 135 °. . The basic principle of this optical isolator is that, as described above, the light emitted from the single mode optical fiber is collimated by a lens, the light is split into upper and lower halves, and each light is placed on a 45 ° Faraday rotator and a half-wave plate. By changing the order of transmission on the lower side and the lower side, the electric field distribution of each of the forward wave and the backward wave can be made the same even symmetry as originally, and oddly different symmetry as originally. Therefore, the light condensed by the lens becomes a cancellation type polarization independent optical isolator that couples to the single mode optical fiber in the case of the forward wave, but does not couple to the single mode optical fiber in the case of the backward wave. It is.

【0014】ここで、本発明においては、図3に示すよ
うに、上記第1及び第2の1/2波長板3,5の平行光
を半分に仕切る端面(端面)3b,5b近傍の光学面3
c,5cに存在するチッピングの面積の総和を、ビーム
が当たっている範囲において100μm2以下、好まし
くは80μm2以下、更に好ましくは30μm2以下とす
るものである。なお、図3において8はスペーサーであ
る。また、チッピングとは、1/2波長板の母材を少な
くとも一つの直線辺を有する形に切断加工する際にエッ
ジ近傍に生じる微小欠落部の総称である。
Here, in the present invention, as shown in FIG. 3, the optical surfaces near the end surfaces (end surfaces) 3b and 5b that divide the parallel light of the first and second half-wave plates 3 and 5 in half. Face 3
c, and the total sum of the areas of the tipping present in 5c, 100 [mu] m 2 or less in the range where the beam is striking, preferably 80 [mu] m 2 or less, more preferably to 30 [mu] m 2 or less. In FIG. 3, reference numeral 8 denotes a spacer. Further, chipping is a general term for a minute missing portion that occurs near an edge when a base material of a half-wave plate is cut into a shape having at least one straight side.

【0015】また、本発明においては、上記方法とは別
に、1/2波長板3,5の上記端面3b,5bのJIS
B0601による中心線平均粗さを1.0μm以下、
好ましくは0.3μm以下とする。この場合、このよう
に中心線平均粗さを1.0μm以下にすると共に、上記
のようにチッピング総和を100μm2以下とすること
が好ましい。
Also, in the present invention, apart from the above method, the JIS of the end faces 3b, 5b of the half-wave plates 3, 5 is used.
The center line average roughness according to B0601 is 1.0 μm or less,
Preferably, it is 0.3 μm or less. In this case, the center line average roughness is preferably 1.0 μm or less, and the total chipping is preferably 100 μm 2 or less as described above.

【0016】更に、上記方法とは別個に、上記端面3
b,5bの面ダレ量を最大1.0μm以下、好ましくは
0.8μm以下とする。この場合、このように面ダレ量
を規定すると共に、チッピング総面積、中心線表面粗さ
のいずれか一方、特に好ましくは双方を上記のように規
定することが好ましい。
Further, separately from the above method, the end face 3
The amount of surface sag of b and 5b is set to 1.0 μm or less at maximum, preferably 0.8 μm or less. In this case, it is preferable to define the surface sagging amount as described above and to define one of the chipping total area and the center line surface roughness, particularly preferably both, as described above.

【0017】この場合、1/2波長板は、水晶等の公知
の材料で形成でき、ファラデー回転子やその他の構成部
品も公知の材料によって形成することができる。
In this case, the half-wave plate can be formed of a known material such as quartz, and the Faraday rotator and other components can also be formed of a known material.

【0018】[0018]

【実施例】以下、実施例と比較例により本発明を具体的
に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるもの
ではない。
EXAMPLES The present invention will be described in detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to the following examples.

【0019】〔実施例1〕信越化学工業(株)製Bi置
換希土類鉄ガーネット膜から対空気の反射防止膜を施し
た1.6mm角の45°ファラデー回転子を切り出した
もの1つと、(株)サイマレック製の対空気の反射防止
膜を施した水晶1/2波長板を1.6×0.8mmで遅
相軸角度+22.5°に加工したもの1組と、1.6×
1.6×0.05mmで光学面1.5mmφのSUSス
ペーサー1組とを、図3のように信越化学工業(株)製
の熱硬化型シリコーン樹脂8で固定して、更に信越化学
工業(株)製のSmCo磁石を内径2.3mmφ、外径
4mmφ、厚さ2mmに加工した筒体の中に挿入し、前
記シリコーン樹脂で固定して光アイソレータ機能部と
し、これを1セットとして、10セットの光アイソレー
タ機能部のセットを作製した。そして、それぞれの光ア
イソレータ機能部の、前記端面近傍の光学面の300μ
mφのビームを当てる範囲でのチッピング面積の総和
を、光学顕微鏡で観察しながら概算してから、300μ
mφの平行光を作る1対のコリメータの中央部にセット
し、それぞれのコリメータに繋がっているシングルモー
ド光ファイバーを光スイッチに接続し、この光スイッチ
の反対側の端子対の一方は1.55μm波長の光源に、
他方はパワーメーターに接続して光学特性の測定系を作
製し、これらの光アイソレータ機能部の順逆両方向の挿
入損失を測定した。
Example 1 A 1.6 mm square 45 ° Faraday rotator provided with an antireflection film against air was cut out from a Bi-substituted rare earth iron garnet film manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. ) A set of 1.6 × 0.8 mm quartz half-wave plates with a anti-reflection coating against air, processed to a slow axis angle of + 22.5 °, and 1.6 ×
A set of SUS spacers having a size of 1.6 × 0.05 mm and an optical surface of 1.5 mmφ is fixed with a thermosetting silicone resin 8 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. as shown in FIG. Co., Ltd., was inserted into a cylindrical body having an inner diameter of 2.3 mm, an outer diameter of 4 mm, and a thickness of 2 mm, and was fixed with the silicone resin to form an optical isolator function unit. A set of optical isolator function units was prepared. Then, 300 μm of the optical surface of each optical isolator function part near the end face is used.
The approximate sum of the chipping areas in the range where the beam of mφ is applied is estimated while observing with an optical microscope.
A single mode optical fiber connected to each collimator is connected to an optical switch. One of the terminal pairs on the opposite side of the optical switch has a wavelength of 1.55 μm. For the light source,
The other was connected to a power meter to produce a system for measuring optical characteristics, and the insertion loss of these optical isolator function units in both forward and reverse directions was measured.

【0020】その結果を表1に示す。表1の結果より、
チッピングの面積の総和が増加する程、逆方向挿入損失
が低下し、順方向挿入損失が増大する傾向にある。そし
て、特に逆方向挿入損失を33dB以上にしようとした
場合には、チッピングの面積の総和を100μm2以下
にする必要があることがわかる。
The results are shown in Table 1. From the results in Table 1,
The reverse insertion loss tends to decrease and the forward insertion loss tends to increase as the sum total of the chipping areas increases. In addition, it is understood that the total sum of the chipping areas needs to be 100 μm 2 or less, particularly when the reverse insertion loss is to be 33 dB or more.

【0021】[0021]

【表1】 [Table 1]

【0022】〔実施例2〕信越化学工業(株)製Bi置
換希土類鉄ガーネット膜から対空気の反射防止膜を施し
た1.6mm角の45°ファラデー回転子を切り出した
もの1つと、(株)サイマレック製の対空気の反射防止
膜を施した水晶1/2波長板を1.6×0.8mmで遅
相軸角度+22.5°に加工したもの1組と、1.6×
1.6×0.05mmで光学面1.5mmφのSUSス
ペーサー1組とを、図3のように信越化学工業(株)製
の熱硬化型シリコーン樹脂8で固定して、更に信越化学
工業(株)製のSmCo磁石を内径2.3mmφ、外径
4mmφ、厚さ2mmに加工した筒体の中に挿入し、前
記シリコーン樹脂で固定し、光アイソレータ機能部と
し、これを1セットとして、10セットの光アイソレー
タ機能部のセットを作製した。この際5×3.5mmの
サイズの(株)サイマレック製の水晶1/2波長板か
ら、幾つかの種類の異なる切断ブレードを用いて16.
×0.8mm角のサイズに切断し、切断端面の表面粗さ
を変えて光アイソレータ機能部を作製した。そして、前
記種類の異なるブレードでダミーとして別途切断した断
面積の大きな(幅0.5mm)水晶板をガラスに固定し
て安定させ、触針式で中心線表面粗さを測定し、それぞ
れの光アイソレータ機能部の切断端面の中心線表面粗さ
とした。また5セット分については、それぞれの光アイ
ソレータ機能部の、前記端面近傍の光学面の300μm
φのビームを当てる範囲でのチッピング面積の総和を、
光学顕微鏡で観察しながら概算した。それから300μ
mφの平行光を作る1対のコリメータの中央部にセット
し、それぞれのコリメータに繋がっているシングルモー
ド光ファイバーを光スイッチに接続し、この光スイッチ
の反対側の端子対の一方は1.55μm波長の光源に、
他方はパワーメーターに接続して光学特性の測定系を作
製し、これらの光アイソレータ機能部の順逆両方向の挿
入損失を測定した。
Example 2 A 1.6 mm square 45 ° Faraday rotator provided with an antireflection film for air was cut out from a Bi-substituted rare earth iron garnet film manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. ) A set of 1.6 × 0.8 mm quartz half-wave plates with a anti-reflection coating against air, processed to a slow axis angle of + 22.5 °, and 1.6 ×
A set of SUS spacers having a size of 1.6 × 0.05 mm and an optical surface of 1.5 mmφ is fixed with a thermosetting silicone resin 8 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. as shown in FIG. Co., Ltd., was inserted into a cylindrical body having an inner diameter of 2.3 mmφ, an outer diameter of 4 mmφ, and a thickness of 2 mm, and was fixed with the silicone resin to form an optical isolator function unit. A set of optical isolator function units was prepared. At this time, several types of different cutting blades are used to cut a quartz half-wave plate of 5 × 3.5 mm size manufactured by Cymalec Co., Ltd.
It was cut into a size of 0.8 mm square, and an optical isolator function part was produced by changing the surface roughness of the cut end surface. Then, a quartz plate having a large cross-sectional area (width 0.5 mm) separately cut as a dummy with the different types of blades described above is fixed to glass to stabilize, and the center line surface roughness is measured by a stylus method. The center line surface roughness of the cut end face of the isolator function part was set. For five sets, each optical isolator function part has an optical surface near the end face of 300 μm.
The sum of the chipping areas in the area where the φ beam is applied,
It was estimated while observing with an optical microscope. Then 300μ
A single mode optical fiber connected to each collimator is connected to an optical switch. One of the terminal pairs on the opposite side of the optical switch has a wavelength of 1.55 μm. For the light source,
The other was connected to a power meter to produce a system for measuring optical characteristics, and the insertion loss of these optical isolator function units in both forward and reverse directions was measured.

【0023】その結果を表2,3に示す。表2の結果よ
り、中心線表面粗さが増加する程、逆方向挿入損失が低
下し、順方向挿入損失が増大する傾向にある。そして、
特に逆方向挿入損失を33dB以上にしようとした場合
には、中心線表面粗さ1.0μm以下にする必要がある
ことがわかる。また、表3の結果より、中心線表面粗さ
が該範囲で、チッピングの面積の総和も前記範囲にある
場合には、更に特性が向上することがわかる。
The results are shown in Tables 2 and 3. From the results shown in Table 2, the reverse insertion loss tends to decrease and the forward insertion loss tends to increase as the center line surface roughness increases. And
In particular, if the reverse insertion loss is to be increased to 33 dB or more, it is understood that the center line surface roughness needs to be 1.0 μm or less. Further, from the results in Table 3, it is understood that the characteristics are further improved when the center line surface roughness is within the above range and the total area of the chipping is within the above range.

【0024】[0024]

【表2】 [Table 2]

【0025】[0025]

【表3】 [Table 3]

【0026】〔実施例3〕信越化学工業(株)製Bi置
換希土類鉄ガーネット膜から対空気の反射防止膜を施し
た1.6mm角の45°ファラデー回転子を切り出した
もの1つと、(株)サイマレック製の対空気の反射防止
膜を施した水晶1/2波長板を1.6×0.8mmで遅
相軸角度+22.5°に加工したもの1組と、1.6×
1.6×0.05mmで光学面1.5mmφのSUSス
ペーサー1組とを、図3のように信越化学工業(株)製
の熱硬化型シリコーン樹脂8で固定して、更に信越化学
工業(株)製のSmCo磁石を内径2.3mmφ、外径
4mmφ、厚さ2mmに加工した筒体の中に挿入し、前
記シリコーン樹脂で固定し、光アイソレータ機能部と
し、これを1セットとして、10セットの光アイソレー
タ機能部のセットを作製した。この際5×3.5mmの
サイズの(株)サイマレック製の水晶1/2波長板の長
手方向の両端面を端面粗面研磨して、面ダレを発生させ
た。そして、それぞれの光アイソレータ機能部の2枚の
1/2波長板の光学面を仕切っている側の端面の面ダレ
量を光学顕微鏡を用いて観察し測定した。また5セット
分については、それぞれの光アイソレータ機能部の、前
記端面近傍の光学面の300μmφのビームを当てる範
囲でのチッピング面積の総和を、光学顕微鏡で観察しな
がら概算し、また5セット分については、端面研磨の砥
粒サイズを変化させて、仕上る中心線表面粗さが制御で
きるようにし、それぞれの砥粒で別途研磨した断面積の
大きな(幅0.5mm)ダミー水晶板をガラスに固定し
て安定させ、触針式で中心線表面粗さを測定した値か
ら、それぞれの研磨端面の中心線表面粗さを求めた。そ
れから300μmφの平行光を作る1対のコリメータの
中央部にセットし、それぞれのコリメータに繋がってい
るシングルモード光ファイバーを光スイッチに接続し、
この光スイッチの反対側の端子対の一方は1.55μm
波長の光源に、他方はパワーメーターに接続して光学特
性の測定系を作製し、これらの光アイソレータ機能部の
順逆両方向の挿入損失を測定した。
Example 3 A 1.6 mm square 45 ° Faraday rotator provided with an antireflection film for air was cut out from a Bi-substituted rare earth iron garnet film manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. ) A set of 1.6 × 0.8 mm quartz half-wave plates with a anti-reflection coating against air, processed to a slow axis angle of + 22.5 °, and 1.6 ×
A set of SUS spacers having a size of 1.6 × 0.05 mm and an optical surface of 1.5 mmφ is fixed with a thermosetting silicone resin 8 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. as shown in FIG. Co., Ltd., was inserted into a cylindrical body having an inner diameter of 2.3 mmφ, an outer diameter of 4 mmφ, and a thickness of 2 mm, and was fixed with the silicone resin to form an optical isolator function unit. A set of optical isolator function units was prepared. At this time, both end surfaces in the longitudinal direction of a quartz half-wave plate manufactured by Cymalec Co., Ltd. having a size of 5 × 3.5 mm were rough-polished at the end surfaces to generate surface sagging. Then, the amount of surface sag on the end surfaces on the sides separating the optical surfaces of the two half-wave plates of each optical isolator function unit was observed and measured using an optical microscope. For the five sets, the total of the chipping areas of the respective optical isolator function parts in the range where the optical surface near the end face is irradiated with a beam of 300 μmφ is estimated while observing with an optical microscope. Changes the size of the abrasive grains for edge polishing so that the center line surface roughness to be finished can be controlled, and a large-area (0.5 mm wide) dummy quartz plate polished separately with each abrasive grain is fixed to glass. Then, the center line surface roughness of each polished end face was determined from the value obtained by measuring the center line surface roughness by a stylus method. Then, it is set at the center of a pair of collimators that create a parallel light of 300 μmφ, and a single mode optical fiber connected to each collimator is connected to an optical switch.
One of the terminal pairs on the opposite side of this optical switch is 1.55 μm
A light source having a wavelength was connected to a power meter, and the other was connected to a power meter to prepare a system for measuring optical characteristics, and the insertion loss of these optical isolator function units in both forward and reverse directions was measured.

【0027】その結果を表4,5に示す。表4の結果よ
り、面ダレ量が増加する程、特に順方向挿入損失は増大
する傾向にある。そして、この順方向挿入損失を0.4
4dB以下にしようとした場合には、面ダレ量を1.0
μm以下にする必要があることがわかる。また、表5の
結果より、チッピングの面積の総和と中心線表面粗さを
前記範囲に規定したものでは、更に特性が向上すること
がわかる。
Tables 4 and 5 show the results. From the results shown in Table 4, as the surface sag increases, the forward insertion loss particularly tends to increase. Then, this forward insertion loss is reduced to 0.4
If it is attempted to reduce the surface sag to 4 dB or less,
It can be seen that it is necessary to make it smaller than μm. Further, from the results in Table 5, it is understood that the characteristics are further improved when the total area of the chipping areas and the center line surface roughness are defined in the above ranges.

【0028】[0028]

【表4】 [Table 4]

【0029】[0029]

【表5】 [Table 5]

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明のキャンセル型の偏波無依存型光
アイソレータは、高い光学特性を有するものである。
The cancellation type polarization independent optical isolator of the present invention has high optical characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の光アイソレータの構成の説明図であ
る。
FIG. 1 is an explanatory diagram of a configuration of an optical isolator of the present invention.

【図2】同光アイソレータの電界分布の説明で、(a)
は前進波、(b)は後進波である。
FIG. 2 is a diagram illustrating an electric field distribution of the optical isolator, and FIG.
Is a forward wave, and (b) is a backward wave.

【図3】同光アイソレータの部分拡大斜視図である。FIG. 3 is a partially enlarged perspective view of the optical isolator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ファイバー 2 レンズ 3 第1の1/2波長板 3a 直線辺 3b 端面 4 ファラデー回転子 5 第2の1/2波長板 5a 直線辺 5b 端面 6 レンズ 7 光ファイバー Reference Signs List 1 optical fiber 2 lens 3 first half-wave plate 3a straight side 3b end face 4 Faraday rotator 5 second half-wave plate 5a straight side 5b end face 6 lens 7 optical fiber

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ファラデー回転子の一面の一部分に第1
の1/2波長板が重ね合わされ、該ファラデー回転子の
別な面であって第1の1/2波長板が重ね合わされてい
ない部分に第2の1/2波長板が重ね合わされた偏波無
依存型光アイソレータにおいて、前記第1及び第2それ
ぞれの1/2波長板の平行光を半分に仕切る端面近傍の
光学面に存在するチッピングの面積の総和が、ビームが
当たっている範囲において100μm2以下であること
を特徴とする光アイソレータ。
1. A first Faraday rotator having a first surface
Of the Faraday rotator, and the second half-wave plate is superimposed on a portion of the other surface of the Faraday rotator where the first half-wave plate is not superimposed. In the independent optical isolator, the sum of the chipping areas existing on the optical surface near the end face that divides the parallel light of the first and second half-wave plates into halves is 100 μm in a range where the beam hits. An optical isolator characterized by being 2 or less.
【請求項2】 ファラデー回転子の一面の一部分に第1
の1/2波長板が重ね合わされ、該ファラデー回転子の
別な面であって第1の1/2波長板が重ね合わされてい
ない部分に第2の1/2波長板が重ね合わされた偏波無
依存型光アイソレータにおいて、前記第1及び第2それ
ぞれの1/2波長板の平行光を半分に仕切る端面の中心
線平均粗さが、1.0μm以下であることを特徴とする
光アイソレータ。
2. A first part of one surface of the Faraday rotator.
Of the Faraday rotator, and the second half-wave plate is superimposed on a portion of the other surface of the Faraday rotator where the first half-wave plate is not superimposed. 2. An optical isolator according to claim 1, wherein a center line average roughness of an end face of said first and second half-wave plates which divides parallel light into half is 1.0 μm or less.
【請求項3】 ファラデー回転子の一面の一部分に第1
の1/2波長板が重ね合わされ、該ファラデー回転子の
別な面であって第1の1/2波長板が重ね合わされてい
ない部分に第2の1/2波長板が重ね合わされた偏波無
依存型光アイソレータにおいて、前記第1及び第2それ
ぞれの1/2波長板の平行光を半分に仕切る端面の面ダ
レ量が、最大で1.0μm以下であることを特徴とする
光アイソレータ。
3. A first part of one surface of the Faraday rotator.
Of the Faraday rotator, and the second half-wave plate is superimposed on a portion of the other surface of the Faraday rotator where the first half-wave plate is not superimposed. 2. An optical isolator according to claim 1, wherein an amount of surface sag of an end face of said first and second half-wave plates which divides parallel light into half is at most 1.0 [mu] m or less.
【請求項4】 請求項1記載の光アイソレータにおい
て、前記第1及び第2それぞれの1/2波長板の平行光
を半分に仕切る端面の中心線平均粗さが、1.0μm以
下であることを特徴とする光アイソレータ。
4. The optical isolator according to claim 1, wherein the center line average roughness of an end face of the first and second half-wave plates which divides parallel light into half is 1.0 μm or less. An optical isolator characterized by the above-mentioned.
【請求項5】 請求項2又は4記載の光アイソレータに
おいて、前記第1及び第2それぞれの1/2波長板の平
行光を半分に仕切る端面の面ダレ量が、最大で1.0μ
m以下であることを特徴とする光アイソレータ。
5. The optical isolator according to claim 2, wherein an amount of sag of an end surface of the first and second half-wave plates which divides parallel light into half is 1.0 μm at the maximum.
m or less.
JP1346798A 1998-01-07 1998-01-07 Optical isolator Pending JPH11202260A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8035132B2 (en) * 2001-10-03 2011-10-11 Nec Corporation Display device and semiconductor device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8035132B2 (en) * 2001-10-03 2011-10-11 Nec Corporation Display device and semiconductor device

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