JP2959287B2

JP2959287B2 - 光結合器

Info

Publication number: JP2959287B2
Application number: JP18084292A
Authority: JP
Inventors: 昇倉田; 正明東城; 博則早田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1992-07-08
Filing date: 1992-07-08
Publication date: 1999-10-06
Anticipated expiration: 2014-10-06
Also published as: JPH0627417A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光ファイバを伝送路に
用いた通信系において、光信号を直接増幅するための光
ファイバ増幅器を構成する光結合器に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ファイバ通信網の拡大に伴い、
信号分配による光出力の減少を補償するために、光信号
を直接増幅する光ファイバ増幅器の導入が進んできてい
る。

【０００３】以下に従来の光ファイバ増幅器の構成につ
いて説明する。図４は従来の光ファイバ増幅器を示すも
ので、後方励起型と呼ばれる方式の構成図を示すものあ
る。図４において、１はエルビウム（Er）などの希土類
元素を添加した光ファイバ、２は波長1.55μｍと1.48μ
ｍの光を合波または分波する波長カプラ、３および４は
半導体レーザ（ＬＤ）で、Erを添加した光ファイバ１を
励起する1.48μｍの光を発生するポンプＬＤ、５はポン
プＬＤ３および４から出射した光を偏波合成する偏光ビ
ームスプリッタ（偏波合成器）、６は同図内矢印の方向
にのみ光を通過させる光アイソレータ、７は光を分岐す
る光分岐器、８は半導体受光素子、９から１３は光ファ
イバ、１４および１５は偏波面保存光ファイバ、１６か
ら１９は光ファイバ内を進行する光を示す矢印である。

【０００４】以上のように構成された光ファイバ増幅器
について、以下その動作について説明する。ポンプＬＤ
３および４から偏波面保存光ファイバ１４および１５に
出力された波長1.48μｍの光は、偏光ビームスプリッタ
５で合成される。次に、矢印１７で示す方向に波長カプ
ラ２を通ってErを添加した光ファイバ１に入射し、この
光ファイバで吸収されてEr原子を高エネルギー準位に励
起する。波長1.55μｍの信号光１６をErを添加した光フ
ァイバ１内に入射させると、入力された信号光１６の大
きさに比例した同一波長の光の誘導放出が生じ、信号光
の出力が光ファイバ１に沿って増幅される。増幅された
信号光は波長カプラ２を透過した後、光アイソレータ６
および光分岐器７を通過して、光ファイバ１２から光信
号１８として出射する。受光素子８は光分岐器７で分岐
された増幅光信号の一部１９を検出し、増幅光信号の大
きさをモニタして、ポンプＬＤ３および４の光出力を制
御するものである。また、光アイソレータ６は光信号１
８と反対方向に進行する戻り光が発生した場合に、これ
を遮断するためのものである。以上のように従来の光フ
ァイバ増幅器を構成していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の構成では、図４に示すように、レンズや光学
結晶などの各種光学デバイスと光ファイバとから構成し
た波長カプラ２、偏光ビームスプリッタ５、光アイソレ
ータ６、光分岐器７などの多くの光結合器を組合わせ
て、光ファイバ増幅器を構成しているので、各々の光結
合器の光ファイバを互いに接続する必要がある。それゆ
え光結合器の数および光ファイバの接続点数に比例した
大きな挿入損失が生じると共に、接続の手間がかかる欠
点があった。さらに多数の光結合器の配置とその光ファ
イバの引き回しに多くの面積を必要とするため、光ファ
イバ増幅器の形状が大きくなる欠点があった。

【０００６】本発明はこのような課題を解決するもの
で、挿入損失が小さく、小型の光ファイバ増幅器が構成
できる光結合器の提供を目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明の光結合器は、第１の光ファイバからの出射光
を、複屈折結晶で偏波面が互いに直行する２つの直線偏
光に分離し、第１のレンズで略平行光とした後に磁気光
学結晶でその偏波面を回転させる。次に波長選択フィル
タで反射させて再び磁気光学結晶で偏波面を回転させた
後、第１のレンズで収束させ、旋光性結晶で偏波方向を
回転させて複屈折結晶で２つの直線偏光を同一光軸上に
合成し、第２の光ファイバに入射させる。さらに第３お
よび第４の光ファイバから出射した直線偏光を、第２の
レンズで平行光に変換し、波長選択フィルタを透過させ
て、複屈折結晶で同一光軸上に合成し、第１または第２
の光ファイバの何れかに入射するように第２のレンズを
設けた構成を有している。

【０００８】

【作用】本発明は上記した構成によって、複屈折結晶と
磁気光学結晶と旋光性結晶と波長選択フィルタとで偏光
無依存型の光アイソレータを構成し、第１および第２の
レンズと複屈折結晶と波長選択フィルタとで偏波合成器
と波長カプラを構成するので、従来例で説明した光ファ
イバ増幅器の構成に必要な偏光ビームスプリッタ、波長
カプラ、光アイソレータの機能を、少ない光学デバイス
を用いて一体に構成でき、小型で挿入損失が小さな光結
合器が実現できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。図１は本発明の第１の実施例にお
ける光結合器の構成図である。図１において、２１は入
射光を偏波面が互いに直行する２つの直線偏光に分離す
るルチル結晶などの複屈折結晶、２２は入射光を平行光
に変換する第１の収束性ロッドレンズ、２３は磁石２４
の磁界を受けて入射光の偏波面を非可逆的に約２２．５
度回転させる磁気光学結晶。２５は波長1.48μｍの光を
透過し、波長1.55μｍの光を反射する波長選択フィル
タ、２６は旋光性結晶で入射光の偏波面を可逆的に約４
５度回転させる１／２波長板、２７は入射光を平行光に
変換する第２の収束性ロッドレンズ、２８および２９は
例えばシングルモード光ファイバなどの光ファイバ、３
０は光ファイバ２８、２９の先端を整列させて固定し、
端面を斜め研磨した光ファイバアレイ、３１および３２
は偏波面保存光ファイバ、３３は偏波面保存光ファイバ
３１、３２の先端を整列させて固定し、端面を斜め研磨
した光ファイバアレイ、３４から４２は光の進行を示す
矢印である。

【００１０】以上のように構成された本発明の光結合器
について、図１を用いてその動作を説明する。まず、光
ファイバアレイ３０の光ファイバ２８から出射した波長
1.55μｍの光３４は、複屈折結晶２１に入射し、偏波面
が互いに直行する２つの直線偏光３５、３６に分離され
る。この２つの直線偏光３５、３６は、光ファイバ２８
の開口数よりも大きな開口数を有する第１の収束性ロッ
ドレンズ２２の中心軸からわずかにずれた位置から入射
し、第１の収束性ロッドレンズ２２の他端で２つのほぼ
平行光に変換された後、磁気光学結晶２３に入射する。
磁気光学結晶２３は磁石２４の磁界を受けて、入射光の
偏波面を約２２．５度回転させるので、２つの平行な直
線偏光３５および３６の偏波面が各々約２２．５度の回
転を受け、波長選択フィルタ２５に入射する。波長選択
フィルタ２５は波長1.55μｍの光を反射し、波長1.48μ
ｍの光を透過する誘電体干渉膜から構成されているの
で、この平行光は波長選択フィルタ２５で反射されて、
再び磁気光学結晶２３に入射する。反射された各平行光
３７および３８は、磁気光学結晶２３によって偏波面を
先程と同方向にさらに２２．５度回転させられる。

【００１１】さらに、第１の収束性ロッドレンズ２２に
入射した２つの平行な直線偏光３７および３８は、第１
の収束性ロッドレンズ２２の中心軸からわずかにずれた
位置で、光ファイバアレイ３０の光ファイバ２９の端面
付近の２点に焦点を結ぶように収束される。さらに各直
線偏光の偏波面は、１／２波長板２６で先程と同方向に
約４５度の回転を受ける。それゆえ、１／２波長板２６
から出射し、複屈折結晶２１に入射する２つの平行な直
線偏光３７および３８は、その偏波方向が直線偏光３５
および３６と各々約９０度異なっている。複屈折結晶２
１は、偏波面が互いに直行する２つの直線偏光を同図に
示すように同一の光軸上に合成する機能を持つので、２
つの直線偏光３７および３８は合成光３９に変換され、
光ファイバ２９に入射する。

【００１２】一方、光ファイバ２９から複屈折結晶２１
に出射した光は、１／２波長板２６で先程と逆方向に約
４５度の偏波面の回転を受け、２度通過する磁気光学結
晶２３によって先程と同方向に約４５度の偏波面の回転
を受けるので、直線偏光３５および３６と逆方向に進行
し複屈折結晶２１に再度入射する光の偏波面は、直線偏
光３５および３６と各々約９０度異なっており、複屈折
結晶２１で偏波合成されても、光ファイバ２８に入射し
ない。以上の動作によって、光ファイバアレイ３０の光
ファイバ２８と光ファイバ２９との間に、光ファイバ２
８から光ファイバ２９に光を通過させ、逆方向を遮断す
る偏光無依存型の光アイソレータを構成している。

【００１３】次に、光ファイバアレイ３３の偏波面保存
光ファイバ３１および３２から出射した波長1.48μｍの
偏波面が互い直行する直線偏光４０および４１は、第２
の収束性ロッドレンズ２７の中心軸からわずかにずれた
位置から入射し、第２の収束性ロッドレンズ２７の他端
で各々ほぼ平行光に変換される。ここで、第２の収束性
ロッドレンズ２７は、偏波面保存光ファイバ３１および
３２よりも大きな開口数を有している。次に、これらの
平行光は波長選択フィルタ２５を透過して、前述の直線
偏光３５および３６と同じ光路を逆方向に通って、再び
収束され、複屈折結晶２１で同軸上に合成された後、こ
の光４２は光ファイバアレイ３０の光ファイバ２８に入
射する。光ファイバアレイ３３の偏波面保存光ファイバ
３１および３２を設ける位置、およびこの光ファイバか
ら出射した直線偏光４０および４１の偏波面方向は、各
直線偏光が磁気光学結晶２３で偏波面の回転を受け、複
屈折結晶２１によって合成された後、光ファイバ２８に
入射するような位置と偏波方向に設定されている。以上
の動作によって、偏波面保存光ファイバ３１および３２
から出射した波長1.48μｍの直線偏光４０および４１を
偏波合成し、波長1.55μｍの光３５および３６と合波す
るので、偏光ビームスプリッタ（偏波合成器）と、波長
カプラの機能を構成している。

【００１４】以上の動作から、光ファイバ２８にエルビ
ウム（Er）などの希土類元素を添加した光ファイバを結
合し、偏波面保存光ファイバ３１および３２に波長1.48
μｍのポンプＬＤを結合して、光ファイバ２９を増幅さ
れた光信号の出力端とすれば、従来例で説明した後方励
起型光ファイバ増幅器に使用する光結合器として機能す
る。

【００１５】以上のように本実施例の特徴は、光ファイ
バ２８からの出射光３４を、複屈折結晶２１で偏波面が
互いに直行する２つの直線偏光３５および３６に分離
し、第１の収束性ロッドレンズ２２で略平行光とした後
に磁気光学結晶２３でその偏波面を回転させる。次に波
長選択フィルタ２５で反射させて、再び磁気光学結晶２
３で偏波面を回転させた後、第１の収束性ロッドレンズ
２２で収束させる。続いて１／２波長板２６で偏光方向
をさらに回転させて複屈折結晶２１で２つの直線偏光３
７および３８を同一光軸上に合成し、光ファイバ２９に
入射させる。さらに、偏波面保存光ファイバ３１および
３２から出射した直線偏光４０および４１を、第２の収
束性ロッドレンズ２７を用いて平行光に変換し、波長選
択フィルタ２５を透過させて、光ファイバ２８に入射す
るような位置に、第２の収束性ロッドレンズ２７を設け
て光結合器を構成したことである。

【００１６】この構成により、複屈折結晶２１と磁気光
学結晶２３と１／２波長板２６と波長選択フィルタ２５
とで、光ファイバ２８から入射した光３４を光ファイバ
２９に一方向に通過させる偏光無依存型の光アイソレー
タを構成し、第１および第２の収束性ロッドレンズ２２
および２７と複屈折結晶２１と波長選択フィルタ２５と
で、偏波面保存光ファイバ３１および３２の光４０およ
び４１を合成する偏光ビームスプリッタと、この合成光
と光ファイバ２８からの光３４を合波する波長カプラと
を構成するので、従来例で説明した光ファイバ増幅器の
構成に必要な偏光ビームスプリッタ、波長カプラ、光ア
イソレータの機能を、少ない光学デバイスを用いて一体
に構成でき、小型で挿入損失が小さな光結合器が実現で
きる効果が得られる。

【００１７】さらに、図２の光ファイバアレイ構成図に
示すように、光ファイバ２８と２９（あるいは光ファイ
バ３１と３２）の先端を、固定部材４３および４４で挟
み込んで整列させた光ファイバアレイ３０（あるいは光
ファイバアレイ３３）の構成を用いているので、本実施
例の光結合器の組立において、光ファイバを１本づつ調
整、固定する手間が省け、組立が容易になる効果が得ら
れる。また、例えば開口数０．１程度の光ファイバ２８
および２９に対して、光ファイバアレイの先端４５を約
８度の斜めに研磨すれば、各光ファイバ端面での反射戻
り光を遮断できる優れた光結合器が得られる。

【００１８】さらにまた、第１、第２の収束性ロッドレ
ンズ２２および２７は、各々光ファイバ２８と２９、お
よび３１と３２の各開口数よりも大きな開口数を有して
いるので、各光ファイバと各収束性ロッドレンズとの大
きな光結合効率が得られる効果がある。

【００１９】なお、本実施例では、光ファイバ２８にエ
ルビウム（Er）などの希土類元素を添加した光ファイバ
を結合する後方励起方式光ファイバ増幅器の光結合器と
して、光ファイバ２８から出射した光３４を光ファイバ
２９に入射させる方向に光アイソレータを構成し、偏波
面保存光ファイバ３１および３２からの光を、光ファイ
バ２８に入射させる構成とした。しかし、光ファイバ２
９にエルビウム（Er）などの希土類元素を添加した光フ
ァイバを結合し、偏波面保存光ファイバ３１および３２
からの光が、直線偏光３７および３８と同一光路を、同
一の偏波面方向で進行して、光ファイバ２９に入射する
ように、第２の収束性ロッドレンズ２７に結合させる偏
波面保存光ファイバ３１および３２の結合位置を移動さ
せ、その偏波方向を設定すれば、前方励起方式の光ファ
イバ増幅器を構成する光結合器が実現できる。

【００２０】さらに、本実施例において、第１および第
２の収束性ロッドレンズ２２、２７を用いて光結合器を
構成したが、レンズとして各光ファイバよりも大きな開
口数を有し、中心軸外の収差を抑えた非球面レンズを用
いれば、収差による損失が小さいので、結合効率の大き
なレンズ結合系が得られ、挿入損失の小さな光結合器が
構成できる。

【００２１】また、本実施例において、１／２波長板２
６を直線偏光３７および３８の光路中に設けて説明した
が、直線偏光３５および３６の光路中に設けても同じ機
能を有する。さらに、複屈折結晶２１、第１および第２
の収束性ロッドレンズ２２、２７、波長フィルタ２５、
磁気光学結晶２３、１／２波長板２６、各光ファイバア
レイ３０、３３などの光学デバイスを配置した光が通過
する空間の説明を省略したが、この空間は空気層でも、
屈折率整合剤等の透明な物質で充填されていても、ま
た、各光学デバイスの光の入出射面に施された反射防止
膜等を介して結合しても良いことは言うまでもない。

【００２２】以下、本発明の第２の実施例について、図
面を参照しながら説明する。図３は本発明の第２の実施
例における光結合器の構成図を示すものである。図３に
おいて、４６はシングルモード光ファイバ２８、２９、
および偏波面保存光ファイバ３１、３２の先端を整列さ
せて固定し、端面４５を斜め研磨した光ファイバアレ
イ、４７は入射光の大部分を反射して光軸を約９０度傾
け、一部分を透過するハーフミラーで三角プリズムの斜
辺に設けられている。４８はハーフミラー４７を透過し
た光５０を検出する半導体受光素子、４９は入射光を反
射して光軸を約９０度傾ける反射面で、同じく三角プリ
ズムの斜辺に設けられたミラー、５１は光を損失無く透
過させるガラスブロック等の透明部材で、複屈折結晶２
１と１／２波長板２６との合計厚みとほぼ同じ厚みを持
つ。なお図３において、図１に示す部分と構成が同一あ
るいは同一機能部については、同一番号を付して説明を
省略する。本実施例が図１に示す実施例と異なる点は、
第１の収束性ロッドレンズ２２と磁気光学結晶２３との
間に入射光の大部分を反射して光軸を約９０度傾け、一
部分を透過するハーフミラー４７と、この透過した光５
０を検出する半導体受光素子４８と、第２の収束性ロッ
ドレンズ２７と波長選択フィルタ２５との間に入射光を
反射して光軸を約９０度傾けるミラー４９とを設け、光
ファイバアレイ４６で一体に整列させた光ファイバ２
８、２９、３１、３２を光結合器の同一側面に構成した
ことである。

【００２３】以上のように構成された光結合器につい
て、図３を用いてその動作を説明する。まず、光ファイ
バアレイ４６の光ファイバ２８から出射した波長1.55μ
ｍの光３４は、複屈折結晶２１に入射し、偏波面が互い
に直行する２つの直線偏光３５、３６に分離される。こ
の２つの直線偏光３５、３６は、光ファイバ２８の開口
数よりも大きな開口数を有する第１の収束性ロッドレン
ズ２２の中心軸からわずかにずれた位置から入射し、第
１の収束性ロッドレンズ２２の他端で２つのほぼ平行光
に変換された後、ハーフミラー４７に入射する。ハーフ
ミラー４７は入射光軸に対して約４５度傾けて配置さ
れ、入射光の大部分を反射し、一部分を透過するので、
透過した光５０は半導体受光素子４８で検出される。一
方、反射された２つの平行光は入射光軸に対して約９０
度傾けられた後、磁気光学結晶２３に入射する。磁気光
学結晶２３は入射光の偏波方向を約２２．５度回転させ
るので、２つの平行な直線偏光３５および３６の偏波方
向が各々約２２．５度の回転を受け、波長選択フィルタ
２５に入射する。波長選択フィルタ２５は波長1.55μｍ
の光を反射し、波長1.48μｍの光を透過する誘電体干渉
膜から構成されているので、この平行光は波長選択フィ
ルタ２５で反射されて、再び磁気光学結晶２３を透過す
る。透過した各平行光の偏波面は、先程と同方向にさら
に２２．５度回転している。

【００２４】次に、ハーフミラー４５で再度光軸を約９
０度傾けられ、第１の収束性ロッドレンズ２２に入射し
た２つの平行な直線偏光３７および３８は、第１の収束
性ロッドレンズ２２の中心軸からわずかにずれた位置
で、光ファイバアレイ４６の光ファイバ２９の端面付近
の２点に焦点を結ぶように収束される。さらに各直線偏
光の偏波面は、１／２波長板２６で先程と同方向に約４
５度の回転を受ける。それゆえ、１／２波長板２６から
出射し、複屈折結晶２１に入射する２つの平行な直線偏
光３７および３８は、その偏波方向が直線偏光３５およ
び３６と各々約９０度異なっている。複屈折結晶２１
は、偏波面が互いに直行する２つの直線偏光を同図に示
すように同一の光軸上に合成する機能を持つので、２つ
の直線偏光３７および３８は合成光３９に変換され、光
ファイバ２９に入射する。以上の動作によって、光ファ
イバアレイ４６の光ファイバ２８と光ファイバ２９との
間に、光ファイバ２８から光ファイバ２９に光を通過さ
せ、逆方向を遮断する偏光無依存型の光アイソレータ
と、光ファイバ２８からの出射光３４を分岐してモニタ
する光分岐器と半導体検出器を構成している。

【００２５】一方、光ファイバアレイ４６の偏波面保存
光ファイバ３１および３２から出射した波長1.48μｍ
の、偏波面が互い直行する直線偏光４０および４１は、
透明部材５１を透過後、第２の収束性ロッドレンズ２７
の中心軸からわずかにずれた位置から入射し、第２の収
束性ロッドレンズ２７の他端で各々ほぼ平行光に変換さ
れる。ここで、第２の収束性ロッドレンズ２７は、偏波
面保存光ファイバ３１および３２よりも大きな開口数を
有している。これらの平行光４０および４１は、入射光
軸に対して約４５度に傾けて設けたミラー４９で、光軸
を約９０度傾けられた後、波長選択フィルタ２５を通過
する。次にこれらの平行光は、前述の直線偏光３５およ
び３６と同じ光路を逆方向に通過して、第１の収束性ロ
ッドレンズ２２で再び収束され、複屈折結晶２１で同軸
上に合成された後、この光４２は光ファイバアレイ４６
の光ファイバ２８に入射する。光ファイバアレイ４６の
偏波面保存光ファイバ３１および３２を設ける位置、お
よびこの光ファイバから出射した直線偏光４０および４
１の偏波面方向は、各直線偏光が磁気光学結晶２３で偏
波面の回転を受け、複屈折結晶２１によって合成された
後、光ファイバ２８に入射するような位置と偏波方向に
設定されている。以上の動作によって、偏波面保存光フ
ァイバ３１および３２から出射した波長1.48μｍの光４
０および４１を偏波合成し、波長1.55μｍの光３５およ
び３６と合波するので、偏光ビームスプリッタ（偏波合
成器）と、波長カプラの機能を構成している。

【００２６】以上の構成から、光ファイバ２８にエルビ
ウム（Er）などの希土類元素を添加した光ファイバを結
合し、偏波面保存光ファイバ３１および３２に波長1.48
μｍのポンプＬＤを結合して、光ファイバ２９を増幅さ
れた光信号の出力端とすれば、図１に示す実施例と同じ
く、後方励起方式光ファイバ増幅器に使用する光結合器
として機能する。

【００２７】以上のように本実施例の特徴は、図１に示
した本発明の実施例の構成に加えて、第１の収束性ロッ
ドレンズ２２と磁気光学結晶２３との間に入射光の大部
分を反射して光軸を約９０度傾け、一部分を透過するハ
ーフミラー４７と、この透過した光５０を検出する半導
体受光素子４８と、１／２波長板２５と第２の収束性ロ
ッドレンズ２７との間に入射光を反射して光軸を約９０
度傾けるミラー４９とを設け、さらに、光ファイバ２
８、２９、３１、３２を同一側面に配置して光結合器を
構成したことである。

【００２８】この構成により、複屈折結晶２１と磁気光
学結晶２３と１／２波長板２６と波長選択フィルタ２５
とで、光ファイバ２８から入射した光３４を光ファイバ
２９に一方向に通過させる偏光無依存型の光アイソレー
タを、ハーフミラー４７と半導体受光素子４８とで入射
光３４をモニタする光分岐器と検出器を構成し、第１お
よび第２の収束性ロッドレンズ２２および２７と複屈折
結晶２１と波長選択フィルタ２５とで、偏波面保存光フ
ァイバ３１および３２の光４０および４１を合成する偏
光ビームスプリッタと、この合成光と光ファイバ２８か
らの光３４を合波する波長カプラとを構成するので、従
来例で説明した後方励起方式光ファイバ増幅器の構成に
必要な偏光ビームスプリッタ、波長カプラ、光アイソレ
ータ、光分岐器および半導体受光素子の機能を、少ない
光学デバイスを用いて一体に構成でき、小型で挿入損失
が小さな光結合器が実現できる効果が得られる。

【００２９】さらに、ハーフミラー４７およびミラー４
９を光軸に対して約４５度に配置して、光結合器に接続
する各光ファイバ２８、２９、３１、３２を同一側面に
配置し、かつ互いの光軸が平行になるよう設けているの
で、各光ファイバの取付け方向が一ヶ所にまとまり、こ
の光結合器を実装する時の光ファイバの引き回しに必要
な面積を小さくでき、小型の光ファイバ増幅器を構成す
ることができる。

【００３０】さらにまた、光ファイバ２８、２９、３
１、３２の先端を整列させた光ファイバアレイ４６を構
成し、透明部材５１を用いて光ファイバアレイ４６との
結合面の高さを図３中の破線で示すように複屈折結晶２
１に揃えているので、本実施例の光結合器の組立におい
て、４本の光ファイバを一度に結合させることができ、
組立が容易になる効果が得られる。また、光ファイバア
レイ４６の先端４５を斜めに研磨して、一度に４本の光
ファイバ先端を斜めに研磨できるので、各光ファイバ端
面での反射戻り光の遮断に加えて、製作が容易な優れた
光結合器が得られる。

【００３１】なお、本実施例では、光ファイバ２８にエ
ルビウム（Er）などの希土類元素を添加した光ファイバ
を結合する後方励起方式光ファイバ増幅器の光結合器と
して、偏波面保存光ファイバ３１および３２からの光
を、光ファイバ２８に入射させる構成としたが、光ファ
イバ２９にエルビウム（Er）などの希土類元素を添加し
た光ファイバを結合し、偏波面保存光ファイバ３１およ
び３２からの光が、直線偏光３７および３８と同一光路
を、同一の偏波面方向で進行して、光ファイバ２９に入
射するように、偏波面保存光ファイバ３１および３２の
結合位置を移動させ、その偏波方向を設定すれば、前方
励起方式の光ファイバ増幅器を構成する光結合器が実現
できる。

【００３２】さらに、本実施例において、三角プリズム
の斜辺にハーフミラー４７およびミラー４９を設けたと
して説明したが、かなずしも三角プリズムを使用する必
要はない。また、ミラー４９は光を反射する反射面であ
れば、三角プリズムの斜面の全反射を用いても良いこと
は言うまでもない。

【００３３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複屈折結
晶と磁気光学結晶と１／２波長板と波長選択フィルタと
で、入射した光を一方向に通過させる光アイソレータを
構成し、第１および第２の収束性ロッドレンズと複屈折
結晶と波長選択フィルタとで、偏波面保存光ファイバか
ら出射した直線偏光を合成する偏光ビームスプリッタ
と、この合成光と前述の光アイソレータを通過する光と
を合波する光合波器とを構成するので、光ファイバ増幅
器の構成に必要な偏光ビームスプリッタ、波長カプラ、
光アイソレータの機能を、少ない光学デバイスを用いて
一体に構成でき、小型で挿入損失が小さな光結合器が実
現できる効果が得られる。

【００３４】また、第１の収束性ロッドレンズと磁気光
学結晶との間に、光軸を傾けるハーフミラーと半導体受
光素子とを設けることで、入射光をモニタする光分岐器
と検出器機能を有する光結合器が構成できる効果が得ら
れる。

【００３５】さらに、波長選択フィルタと第２の収束性
ロッドレンズとの間に設けたミラー、および前述のハー
フミラーを光軸に対して約４５度に配置して、光結合器
に接続する各光ファイバを同一側面に設けているので、
光結合器の実装時の光ファイバの引き回しに必要な面積
を小さくできる効果が得られ、従来に比較して小型の光
ファイバ増幅器が実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における光結合器の構成
図

【図２】本発明の実施例における光ファイバアレイ構成
図

【図３】本発明の第２の実施例における光結合器の構成
図

【図４】従来の光結合器を用いた光ファイバ増幅器の構
成図

【符号の説明】

２１複屈折結晶２２第１の収束性ロッドレンズ２３磁気光学結晶２４磁石２５波長選択フィルタ２６１／２波長板２７第２の収束性ロッドレンズ２８、２９光ファイバ３１、３２偏波面保存光ファイバ３０、３３、４６光ファイバアレイ３４から４２、５０光の進行を示す矢印４３、４４固定部材４５光ファイバアレイの先端４７ハーフミラー４８半導体受光素子４９ミラー５１透明部材

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 27/28 G02F 1/09 505

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】第１の光ファイバからの出射光を偏波面が
互いに直行する２つの直線偏光に分離する複屈折結晶
と、前記２つの直線偏光を略平行光に変換する第１のレ
ンズと、前記２つの略平行光の偏波面を磁界によって回
転させる磁気光学結晶と、前記磁気光学結晶を透過した
２つの略平行光を反射させて再び前記磁気光学結晶に入
射させる波長選択フィルタと、前記磁気光学結晶を再度
透過して前記第１のレンズで収束された前記２つの反射
光が、前記複屈折結晶で同一光軸上に合成されて第２の
光ファイバに入射するように前記反射光の偏波面を回転
させる旋光性結晶と、第３および第４の光ファイバから
出射した直線偏光を略平行光に変換する第２のレンズと
から構成し、前記第２のレンズから出射した２つの直線
偏光が、前記波長選択フィルタを透過し、前記複屈折結
晶で同一光軸上に合成されて前記第１または第２の光フ
ァイバの何れかに入射するように、前記第２のレンズを
前記波長選択フィルタの前記磁気光学結晶と反対の位置
に配したことを特徴とする光結合器。
【請求項２】請求項１記載の光結合器において、第２の
レンズと波長選択フィルタとの間に入射光を反射して光
軸を傾ける反射面と、第１のレンズと磁気光学結晶との
間に入射光の大部分を反射して光軸を傾け、一部分を透
過するハーフミラーと、前記ハーフミラーを透過した光
を検出する半導体受光素子とを設けたことを特徴とする
光結合器。
【請求項３】ハーフミラーと反射面とを光軸に対して略
４５度に配置し、第１、第２、第３および第４の光ファ
イバを同一側面に構成したことを特徴とする請求項２記
載の光結合器。
【請求項４】第１および第２のレンズは、各々第１、第
２、および第３、第４の光ファイバの開口数よりも大き
な開口数を有する収束性ロッドレンズまたは非球面レン
ズとしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載
の光結合器。
【請求項５】第１および第２の光ファイバを整列させた
第１の光ファイバアレイと、第３および第４の光ファイ
バを整列させた第２の光ファイバアレイとの何れか一
方、または両方を設けたことを特徴とする請求項１また
は請求項２記載の光結合器。
【請求項６】第１、第２、第３および第４の光ファイバ
を整列させた第３の光ファイバアレイを設けたことを特
徴とする請求項２記載の光結合器。
【請求項７】第１、第２、および第３の光ファイバアレ
イの先端を斜め研磨したことを特徴とする請求項５また
は請求項６記載の光結合器。
【請求項８】第３および第４の光ファイバを偏波面保存
光ファイバとしたことを特徴とする請求項１または請求
項２記載の光結合器。