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JPH04221905A - 偏光面整列器 - Google Patents

偏光面整列器

Info

Publication number
JPH04221905A
JPH04221905A JP2405772A JP40577290A JPH04221905A JP H04221905 A JPH04221905 A JP H04221905A JP 2405772 A JP2405772 A JP 2405772A JP 40577290 A JP40577290 A JP 40577290A JP H04221905 A JPH04221905 A JP H04221905A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polarization
linearly polarized
polarized light
filter plate
light
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
JP2405772A
Other languages
English (en)
Inventor
Yasuaki Tamura
安昭 田村
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.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry 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 Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP2405772A priority Critical patent/JPH04221905A/ja
Priority to EP19910122295 priority patent/EP0492650A3/en
Publication of JPH04221905A publication Critical patent/JPH04221905A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/26Optical coupling means
    • G02B6/27Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means
    • G02B6/2753Optical coupling means with polarisation selective and adjusting means characterised by their function or use, i.e. of the complete device
    • G02B6/2766Manipulating the plane of polarisation from one input polarisation to another output polarisation, e.g. polarisation rotators, linear to circular polarisation converters
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/28Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
    • G02B27/283Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising used for beam splitting or combining
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00Optical elements other than lenses
    • G02B5/30Polarising elements
    • G02B5/3083Birefringent or phase retarding elements
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4216Packages, e.g. shape, construction, internal or external details incorporating polarisation-maintaining fibres
    • G02B6/4218Optical features
    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04BTRANSMISSION
    • H04B10/00Transmission systems employing electromagnetic waves other than radio-waves, e.g. infrared, visible or ultraviolet light, or employing corpuscular radiation, e.g. quantum communication
    • H04B10/25Arrangements specific to fibre transmission

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信用部品に用いら
れる偏光面整列器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】光通信用デバイスや光通信用モジュール
の中には、その入力光の偏光方向に制限を与えることで
、始めて有効に機能するものが多く存在する。例えば、
半導体レーザによる光増幅器やコヒーレント伝送系にお
ける光受信モジュールがそれである。
【0003】これに対処する方法として、従来では、こ
れらのデバイスやモジュールの直前に偏光面制御器を設
ける方法、偏光ダイバーシチによる方法等があった。
【0004】図2は偏光面制御器を設ける方法の一例で
あって、偏光面制御器11は任意の偏光面を持つ光を一
定の偏光面を持つ光に変換する作用を持つものである。 この方法によれば、偏光面制御器11からの出力光は常
に一定の偏光面に保たれるので、その後に偏光依存性機
能を持つ光部品15を接続することで、その光部品15
の機能を有効に発揮させることができる。
【0005】図3は偏波ダイバーシチによる方法の一例
(ECOC′89、1989年9月、P.62−65)
であって、任意の偏光面を持つ入力光を偏光分離器16
で2つの直交する偏光面に空間的に分離し(これらの2
つの光はそれぞれ一定の偏光面になっている)、それぞ
れの出力光に偏光依存性光部品17、18をそれぞれ結
合し、その出力光を合成器19により光学的にまたは電
気的に合成するものである。この方法によれば、2つの
直線偏光に分離されたそれぞれの成分光の強度に応じて
、それぞれの偏光依存性光部品17、18が機能するこ
とになる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各方法では次の問題点があった。
【0007】偏光面制御器を用いる方法では、図2に示
すように、入力光の偏光状態を監視する偏光面識別部1
3、その監視結果に基づいて偏光状態を制御するための
電気信号を生成する電気的制御部14、前記電気信号を
光学系へ駆動し、偏光状態を調整する偏光回転部12が
必要となる。したがって、この方法は本質的にフィード
バックループ(光→電気→光)であり、入力側の偏光面
の急激な変化に対応できない。さらに、電気系、光学系
を含めて規模が大きくなり、形状が大となると共に構造
も複雑となる。
【0008】また、偏光ダイバーシチによる方法では、
光学系、電気系が2系統必要となるため、構成が複雑と
なり、形が大になると共に、コストも大になる。さらに
、この2系統は均等な特性でなければならないので、そ
の均等を維持するための系が副次的に必要となる。もし
、2系統の特性のバランスが崩れると(例えば温度特性
のバランス)、有効なる偏光無依存機能が発揮されず、
動作の不安定要因が発生するからである。また、2系統
の特性を均等にするには、等しい特性を持った光機能素
子をペアとして揃える必要がある。
【0009】本発明は、上記の各問題点を除去するため
になされたものであって、偏光制御機能および偏光ダイ
バーシチ機能を用いることなく、入力光の任意の偏光面
を常に一定の偏光面に保って出力側に結合するいわば偏
光面整列器を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するため、直線偏光を2つの互いに直交する直線偏光に
分離する複屈折性結晶平行平板と、前記複屈折性結晶平
行平板で分離した、2つの直線偏光から一定偏光方向の
直線偏光成分を取り出す偏光フィルタ板とを備えたもの
である。
【0011】
【作用】入射された任意の偏光方向を持つ直線偏光は、
複屈折性結晶平行平板により2つの互いに直交する直線
偏光に分離される。分離された2つの直線偏光は偏光フ
ィルタ板に入射され、該偏光フィルタ板の光通過偏光方
向と一致する成分のみが取り出され、出射される。これ
により、任意の偏光方向を持つ直線偏光は、一定の偏光
方向を持つ直線偏光に変換されることとなる。
【0012】
【実施例】本発明の第1の実施例を図1、図4に基づい
て以下説明する。ここで図1は構成図、図4は動作説明
図である。
【0013】まず、図1に示す構成について説明する。
【0014】本実施例の偏光面整列器は、入射側光ファ
イバ1、入射側コリメータレンズ2、例えば方解石など
からなる複屈折性結晶平板3、偏光フィルタ板4、出射
側コリメータレンズ5、出射側光ファイバ6から構成さ
れている。
【0015】前記複屈折性結晶平板3は周知のようにそ
の屈折率に異方性を持っており、結晶軸の方位、入射光
線の方向などにより出射光は独特のふるまいをする。こ
の複屈折性結晶平板3は、説明を容易にするために、入
射光7が該複屈折性結晶平板3の光軸8と大略45°傾
いて入射するように光学ビーム上に配置されているもの
とする。また、前記偏光フィルタ板4は、複屈折性結晶
平板3から出射された平行の2つの光ビーム9、10を
含む面に対し、該偏光フィルタ板4の光通過偏光方向が
光軸上で45°回転する方向にくるように配置されてい
るものとする。また、入射側光ファイバ1からの出射光
は入射側コリメータレンズ2を通じて複屈折性結晶平板
3へ、偏光フィルタ板4からの出射光は出射側コリメー
タレンズ105を通じて出射側光ファイバ6へとそれぞ
れ結合されている。
【0016】次に本実施例の動作について以下説明する
【0017】まず、任意の偏光面を持つ直線偏光は、入
射側光ファイバ1から出射し、入射側コリメータレンズ
2により平行ビームに変換され、複屈折性結晶平板3に
入射する。
【0018】前述のように、この複屈折性結晶平板3は
、その結晶の光軸8が入射光7の方向と一致しないよう
に配置してあるので(図1では大略45°になるよう配
置してある)、入射光7は複屈折性結晶平板3の効果に
よって2つの互いに直交する偏光面を持つ光9、10に
分離される。このとき、複屈折性結晶平板3は平行な面
を持っているので、2つの出射ビーム9、10は互いに
平行に出射される。すなわち、その2つの出射ビーム9
、10は互いに直交する偏光面を持ち、かつ互いに平行
な進行方向を持っている。図4(a)は、これら2つの
出射ビーム、すなわち直線偏光9と直線偏光10の偏光
方向を複屈折性結晶平板3の表面から描いたものである
。前記2つの直線偏光9、10は偏光フィルタ板4に入
射する。
【0019】前述のように、偏光フィルタ板4の光通過
偏光方向20は、複屈折性結晶平板3から出射される直
線偏光9と直線偏光10の偏光方向に対し、それぞれ4
5°光軸の廻りに傾けて配置してある。図4(b)はこ
の様子を示している。そのため、これら直線偏光9、1
0のうち、偏光フィルタ板4の光通過偏光方向20の成
分のみが該偏光フィルタ板4を透過し、出射されること
になる。
【0020】この偏光フィルタ板4の動作を図4(c)
によりさらに詳しく説明する。
【0021】複屈折性結晶平行平板3からの直線偏光9
の光強度をa、直線偏光10の光強度をa2 とすると
、偏光フィルタ板4の光通過偏光方向20への成分は、
図4(c)から明らかなように、次式のようになる。
【0022】
【数1】
【0023】言うまでもなく、a1 +a2 =con
stである。したがって、偏光フィルタ板4からの光出
力強度は複屈折性結晶平板3への光入力強度に対して半
分に減少するものの、入射光偏光面状態の如何にかかわ
らず一定である。すなわち、入射光偏光面状態の如何に
かかわらず常に一定強度の直線偏光が得られることがわ
かる。
【0024】偏光フィルタ板4からの2つの直線偏光ビ
ームは出射側コリメータレンズ5を通して出射側光ファ
イバ6へ結合される。ここで、これら2つの直線偏光ビ
ームは互いに一定間隔離れているので果して出射側光フ
ァイバ6へ結合するかどうかの疑念が生じるが、ある条
件さえ満たせば極めて低損失で結合する。
【0025】その条件とは、2つの光ビームが互いに平
行であり、かつそのビーム間隔がさほど離れていないこ
とである。本実施例では以下の理由からこの2つの条件
は満足されているといえる。
【0026】すなわち、第1に、複屈折性結晶平板3が
平行平板である限り、2つの出射光は平行になる。第2
に、2つの出射光の間隔は複屈折性結晶平板3の厚さに
依存し、例えば方解石やルチル結晶の場合、出射光の間
隔は複屈折性結晶平板の厚さの大略1/10となる。例
えば、複屈折性結晶平板の厚みを0.1mmとしたとき
、出射光の間隔は0.01mmとなり、光ファイバ間の
結合劣化は殆ど無視できる。このことは、文献(JOU
RNAL  OF  LIGHTWAVE  TECH
NOLOGY,VOL.LT−4,NO7,1986−
7,P.841−845)にも示されている。
【0027】図5は本発明の第2の実施例を示す構成図
であって、複屈折性結晶平板3と偏光フィルタ板4とを
一体化した点が図1に示す第1の実施例の場合と異なる
。すなわち、複屈折性結晶平板3と偏光フィルタ板4と
を第1の実施例で説明した位置関係となるように回転調
整した後、両者を固着し、一体化して図5に示すように
配置したものである。この一体化により一つのブロック
として取扱うことができるので、その取扱が極めて容易
になる。
【0028】図6は本発明の第3実施例を示す構成図で
あって、図5に示す出射側光ファイバ6の代りに、偏光
依存性半導体デバイス(例えば進行波形半導体レーザチ
ップなど)または偏光依存性光学素子(例えば光導波路
や光アイソレータなど)に置換えたものである。
【0029】図7は本発明の第4の実施例を示す構成図
である。本実施例は、入射側光ファイバ1と偏光依存性
の光学部品24とを単一のレンズ5を使用して結合する
場合において、該入射側光ファイバ1と光学部品24と
の間に、第2の実施例と同様な複屈折性結晶平板3と偏
光フィルタ板4とを一体化したブロックを挿入したもの
であり、構造の簡単化を図ったものである。
【0030】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明によ
れば、複屈折性結晶平行平板と偏光フィルタ板とを組み
合せることにより、任意の偏光方向を持つ直線偏光の光
学ビームを一定の偏光方向を持つ直線偏光に変換してい
るので、構成が極めて簡単となり、小形が可能となり、
低価格で実現することができる。
【0031】また、従来の偏光面制御器による偏光面整
列方法で必要とされていた制御系が不要となり、該制御
系で生じる応答時間の問題は生じない。
【0032】さらに、前記複屈折性結晶平行平板と偏向
フィルタ板は光学ビーム中に挿入するのみで足り、光学
結合のための調整は不要であるので、その取扱が極めて
容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す構成図である。
【図2】従来の偏光面制御器を用いた偏光面制御方法の
説明図である。
【図3】従来の偏波ダイバーシチによる偏光面制御方法
の説明図である。
【図4】図1に示す偏光面整列器の動作説明図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す構成図である。
【図6】本発明の第3の実施例を示す構成図である。
【図7】本発明の第4の実施例を示す構成図である。
【符号の説明】
1    入射側光ファイバ 2    入射側コリメータレンズ 3    複屈折性結晶平板 4    偏光フィルタ板 5    出射側コリメータレンズ 6    出射側光ファイバ 23    偏光依存性半導体デバイス又は偏光依存性
光学素子 24    偏光依存性光学部品

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  直線偏光を2つの互いに直交する直線
    偏光に分離する複屈折性結晶平行平板と、前記複屈折性
    結晶平行平板で分離した、2つの直線偏光から一定偏光
    方向の直線偏光成分を取り出す偏光フィルタ板と、を有
    することを特徴とする偏光面整列器。
  2. 【請求項2】  前期複屈折性結晶平行平板はその光軸
    が光入射ビームと一致しないように配置し、前記偏光フ
    ィルタ板はその光通過偏光方向が前記複屈折性結晶平行
    平板で分離された2つの光ビームの偏光方向に対して4
    5°の角度となるように配置したことを特徴とする請求
    項1記載の偏光面整列器。
  3. 【請求項3】  前記複屈折性結晶平行平板と偏光フィ
    ルタ板とを一体化したことを特徴とする請求項1記載の
    偏光面整列器。
  4. 【請求項4】  偏光フィルタ板の出射側に偏光依存性
    素子を配置して光結合した請求項1記載の偏光面整列器
JP2405772A 1990-12-25 1990-12-25 偏光面整列器 Pending JPH04221905A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2405772A JPH04221905A (ja) 1990-12-25 1990-12-25 偏光面整列器
EP19910122295 EP0492650A3 (en) 1990-12-25 1991-12-27 Device for aligning planes of polarization

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JP2405772A JPH04221905A (ja) 1990-12-25 1990-12-25 偏光面整列器

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JPH04221905A true JPH04221905A (ja) 1992-08-12

Family

ID=18515381

Family Applications (1)

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JP2405772A Pending JPH04221905A (ja) 1990-12-25 1990-12-25 偏光面整列器

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EP (1) EP0492650A3 (ja)
JP (1) JPH04221905A (ja)

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EP0492650A2 (en) 1992-07-01
EP0492650A3 (en) 1992-11-19

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