專利名稱：一列形光隔離器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在光通信系統(tǒng)、光傳感器系統(tǒng)等的光信號路中為了隔斷(隔離)光信號的反方向的傳送而使用的光隔離器，特別是涉及在直線上配置各光學(xué)元件的一列形光隔離器或使多個光隔離器的功能一體化的一列形光隔離器。
背景技術(shù)：
一般來說，一列形光隔離器是為了在光通信系統(tǒng)、光傳感器系統(tǒng)中防止傳送光信號的反射光信號輸入到光傳送裝置的信號處理部而使用的。通常，由于傳送光信號的偏振狀態(tài)不是恒定的，故必須作成無偏振依存型的光隔離器。
以前，作為這種光隔離器，例如有在下述的專利文獻1中公開的無偏振依存型光隔離器。為了隔斷反方向的傳送，該無偏振依存型光隔離器使用1個復(fù)折射片來構(gòu)成，按下述順序配置復(fù)折射片、第1和第2可逆旋轉(zhuǎn)單元、非可逆旋轉(zhuǎn)單元、透鏡和凹面鏡來構(gòu)成。
在該結(jié)構(gòu)中，從輸入光纖在正方向上入射并傳輸?shù)妮斎牍庑盘柸肷涞綇?fù)折射片上，在包含入射光纖和射出光纖的各自的光軸的平面內(nèi)被分離為正常光線(O光線)和異常光線(E光線)。其次，已被分離的各光線通過第1可逆旋轉(zhuǎn)單元，但不影響其偏振方向的旋轉(zhuǎn)角。接著，各光線入射到作為非可逆旋轉(zhuǎn)單元的法拉第旋轉(zhuǎn)子上，在此，偏振方向在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)22.5°。其后，各光線與由透鏡和凹面鏡構(gòu)成的反射單元碰撞，在反射后再次入射到法拉第旋轉(zhuǎn)子上。此時，利用法拉第旋轉(zhuǎn)子的非可逆性，各光線的偏振方向再次在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)22.5°。再有，利用該反射，各光線的各自的空間位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)維持了反射前的狀態(tài)。
其次，各光線通過第2可逆旋轉(zhuǎn)單元，各自的偏振方向在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)45°。其結(jié)果，各光線的偏振方向的旋轉(zhuǎn)角的總和為90°，各光線的偏振狀態(tài)和空間位置被調(diào)換了。接著，各光線入射到復(fù)折射片上，采取異常光線的方向的原來的正常光線受到空間位移作用，與采取正常光線的方向的原來的異常光線進行再結(jié)合，輸入光信號入射到射出光纖上。此外，在反方向(隔離方向)上，利用法拉第旋轉(zhuǎn)子和一對可逆旋轉(zhuǎn)單元，各光線的偏振方向的旋轉(zhuǎn)角的總和為0°，從射出光纖入射的各光線在復(fù)折射片中不進行再結(jié)合，因而，不入射到入射光纖內(nèi)。
此外，以前也有在下述的專利文獻2中公開的無偏振依存型光隔離器。按下述順序配置光纖陣列、金紅石晶體(復(fù)折射片)、半波長片和玻璃片(可逆旋轉(zhuǎn)單元)、棒狀透鏡、拓榴石晶體(非可逆旋轉(zhuǎn)單元)和反射鏡構(gòu)成了該光隔離器。將半波長片和玻璃片配置成分別覆蓋棒狀透鏡的一半的面積。
在該結(jié)構(gòu)中，從入射光纖入射并在正方向上傳輸?shù)墓庑盘栕畛跞肷涞酵亓袷w上，在包含入射光纖和射出光纖的各自的光軸的平面內(nèi)被分離為正常光線和異常光線。已被分離的各光線通過玻璃片之后入射到棒狀透鏡上，被變換為平行光線。通過了棒狀透鏡的各光線入射到作為法拉第旋轉(zhuǎn)子的拓榴石晶體上，其偏振方向在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)22.5°。接著，各光線被反射鏡反射，各自的空間位置被調(diào)換。被反射鏡反射的各光線再次入射到拓榴石晶體上，利用拓榴石晶體的非可逆性，其偏振方向再次在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)22.5°。然后，在通過棒狀透鏡后，因通過半波長片，其偏振方向在反時針方向上再被旋轉(zhuǎn)45°。
其結(jié)果，各光線的偏振方向的旋轉(zhuǎn)角的總和為90°，各光線的偏振狀態(tài)和空間位置被調(diào)換了。其后，各光線入射到金紅石晶體上，但在金紅石晶體中采取異常光線的方向的原來的正常光線受到空間位移并與采取正常光線的方向的原來的異常光線進行再結(jié)合，入射到射出光纖上。此外，在反方向(隔離方向)上，使用拓榴石晶體和半波長片，各光線的偏振方向的旋轉(zhuǎn)角的總和為0°，正常光線和異常光線在金紅石晶體中不進行再結(jié)合，因而，不入射到入射光纖內(nèi)。
此外，在光信號路傳送多個光信號的情況下，使用具有多個輸入輸出端口的陣列形光隔離器。
以前，作為這種陣列形光隔離器，有集合多個無偏振依存型光隔離器一體地構(gòu)成的陣列形光隔離器或在下述的專利文獻3中公開的無偏振依存型光隔離器陣列。對于該無偏振依存型光隔離器陣列來說，為了隔斷反方向的傳送，在輸入端口與輸出端口中配置具備透鏡的多心光纖陣列(FA)并在其間配置2個復(fù)折射晶體片(BP)、2個法拉第旋轉(zhuǎn)子(FR)和多個偏振片(PR)而被構(gòu)成。在該結(jié)構(gòu)中，從射出光纖射出從入射光纖在正方向上入射并傳輸?shù)妮斎牍庑盘?，但在反方?隔離方向)上，將輸入光信號返回到入射光纖內(nèi)，不使其射出。
但是，在專利文獻1中公開的無偏振依存型光隔離器中存在以下示出的4個問題。
第1，由于利用復(fù)折射片分離的正常光線和異常光線以及由反射單元反射的正常光線和異常光線都處于包含入射光纖和射出光纖的各光軸的平面中，故正常光線以透鏡的中心光軸為中心傳輸?shù)墓饴烽L度和異常光線以透鏡的中心光軸為中心傳輸?shù)墓饴烽L度不同。因此，傳輸?shù)竭M行再結(jié)合的復(fù)折射片為止需要的時間在正常光線和異常光線中各不相同，這樣就發(fā)生因這些各偏振波引起的光信號的分散現(xiàn)象(偏振模式分散)。例如，在將厚度450[μm]的金紅石晶體用作復(fù)折射片的情況下，在正常光線和異常光線的傳輸時間中估計有約0.5[psec]的差別，在應(yīng)用于傳輸速度大于等于10[Gb/s]等的高速光傳送裝置時，在光隔離器的使用個數(shù)等方面產(chǎn)生限制。
第2，為了確保光信號的低插入損耗和高隔離度，在復(fù)折射片與可逆旋轉(zhuǎn)單元之間必須以既定的角度高精度地使各光軸一致，但如果使用光軸方向不同的1對可逆旋轉(zhuǎn)單元，則必須進行2次該光軸角度調(diào)整。即，必須將第2可逆旋轉(zhuǎn)單元的晶體光軸方向調(diào)整為既定的角度，以便高精度地使從入射光纖入射并利用復(fù)折射片分離的光信號的偏振方向與第1可逆旋轉(zhuǎn)單元的晶體光軸方向一致，進而使入射到復(fù)折射片上的反射光信號的偏振方向與復(fù)折射片的合成方向一致。
第3，為了使輸入輸出光纖進行排列，輸入輸出光纖的光軸間距離必須有約250[μm]的大的間隔。
第4，由于成為光信號從入射光纖入射后在通過復(fù)折射片、可逆旋轉(zhuǎn)單元和法拉第旋轉(zhuǎn)子之后通過透鏡的結(jié)構(gòu)，故來自入射光纖的入射光變寬，必須增大透鏡的有效直徑。因而，難以使光隔離器實現(xiàn)小型化。
此外，在專利文獻2中公開的光隔離器中，對于各光學(xué)元件來說，預(yù)先進行光軸角度調(diào)整，相互粘接各光學(xué)元件進行了固定。因此，不發(fā)生專利文獻1中公開的無偏振依存型光隔離器中的第2個問題。此外，在專利文獻2中公開的光隔離器中，對光纖進行了陣列化，此外，由于來自入射光纖的入射光在通過棒狀透鏡之后入射到法拉第旋轉(zhuǎn)子和反射鏡上，故不發(fā)生專利文獻1中公開的無偏振依存型光隔離器中的第3個問題和第4個問題。
但是，即使在專利文獻2中記載的光隔離器中，也發(fā)生因正常光線和異常光線引起的光信號的分散現(xiàn)象(偏振模式分散)。例如，在使用了厚度1300[μm]的金紅石晶體的情況下，在正常光線和異常光線傳輸?shù)竭M行再結(jié)合的金紅石晶體為止需要的時間中估計有約1.2[psec]的差別。由于該傳輸時間的差別的緣故，將該光隔離器應(yīng)用于傳輸速度大于等于10[Gb/s]的高速光傳送裝置時，在其使用個數(shù)等方面產(chǎn)生限制。
此外，在專利文獻2中記載的光隔離器中，在輸入了波長0.98[μm]的激勵光的情況下，作為法拉第旋轉(zhuǎn)子的材料的鐵成分吸收波長0.98[μm]的光而發(fā)熱。因此，在法拉第旋轉(zhuǎn)子和與其鄰接的棒狀透鏡或與反射鏡的粘接固定界面中，粘接劑因溫度上升而變質(zhì)惡化，有時其特性變化。
此外，對于集合多個無偏振依存型光隔離器一體地構(gòu)成的上述以前的光隔離器陣列來說，因單純地集合光隔離器而導(dǎo)致大型化。此外，對于在專利文獻3中公開的上述以前的光隔離器陣列來說，由于必須根據(jù)光隔離器功能的數(shù)目在縱向并排多個偏振片(PR)，故導(dǎo)致使多個光隔離器中共同的功能一體化的功能構(gòu)成部件(BP)、(FR)的大型化。因此，光隔離器陣列也成為大型的陣列。此外，在增設(shè)輸入輸出端口數(shù)目的情況下，必須更換為與增設(shè)偏振片(PR)的數(shù)目對應(yīng)的輸入輸出端口數(shù)目，在增設(shè)變更方面需要下工夫。
專利文獻1專利第2710451號公報(第3頁右欄第14行～第4頁右欄第15行，

圖1)專利文獻2特開平5-313094號公報(段落 ～ ，圖1和圖2)專利文獻3特開平5-188324號公報(段落 ～ 和圖1、圖3)發(fā)明的公開本發(fā)明是為了解決這樣的課題而進行的，構(gòu)成了以下述方面為特征的一列形光隔離器按下述順序?qū)ο率霾糠诌M行了排列其光軸互相平行且并列地配置的、入射正方向的光信號的入射光纖和射出從該入射光纖入射的正方向的光信號的射出光纖；偏振波分離元件，對相對于晶體光學(xué)軸處于既定方向的光信號的異常光線作用空間位移，將正方向的光信號分離為正常光線和異常光線；偏振面旋轉(zhuǎn)元件，設(shè)置在入射光纖的光軸一側(cè)或射出光纖的光軸一側(cè)的某一方，根據(jù)正方向和與其相反的反方向的傳輸方向使正常光線和異常光線的偏振方向分別在相反的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)；聚光單元，變換光信號的正常光線和異常光線的聚光狀態(tài)；非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，與傳輸方向無關(guān)地在一定的旋轉(zhuǎn)方向上使正常光線和異常光線的偏振方向旋轉(zhuǎn)；以及反射單元，反射從該非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件射出的光信號的正常光線和異常光線，使光信號再次入射到非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件上，以下述方式互相配置了偏振波分離元件、偏振面旋轉(zhuǎn)元件和非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，使得利用偏振波分離元件分離的正常光線和異常光線的由偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度和由非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度在正常光線和異常光線被入射光纖的光軸一側(cè)部分的偏振波分離元件分離并在正方向上傳輸時成為相同的旋轉(zhuǎn)方向，因射出光纖的光軸一側(cè)部分的偏振波分離元件而受到返回到正常光線和異常光線一致的相互位置上的空間位移作用，在正常光線和異常光線被射出光纖的光軸一側(cè)部分的偏振波分離元件分離并在反方向上傳輸時成為相反的旋轉(zhuǎn)方向而抵消，因入射光纖的光軸一側(cè)部分的偏振波分離元件而受到正常光線和異常光線的相互位置進一步被分離的空間位移作用，對偏振波分離元件的晶體光學(xué)軸進行了取向，使得正常光線和異常光線的分離方向與包含入射光纖和射出光纖的各光軸的平面垂直且配置在與該各光軸平行的面內(nèi)，離入射光纖和射出光纖的各光軸起等距離地配置了聚光單元的聚束中心光軸，同時在聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的一側(cè)，離經(jīng)過入射光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕恼９饩€和異常光線以及經(jīng)過射出光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕恼９饩€和異常光線這4條光線的各光軸起大致等距離地配置了聚光單元的聚束中心光軸。
按照該結(jié)構(gòu)，從入射光纖入射的光信號在偏振波分離元件中正常光線和異常光線在與包含入射光纖和射出光纖的各光軸的平面垂直且與這些各光軸平行的方向上被分離，在聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的一側(cè)，正常光線和異常光線的各光軸與聚光單元的聚束中心光軸大致為平行，同時位于離聚束中心光軸大致為等距離的位置上。此外，被反射單元反射的反射光信號的正常光線和異常光線在聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的一側(cè)其各光軸也與聚光單元的聚束中心光軸大致為平行，同時位于離聚束中心光軸大致為等距離的位置上，在偏振波分離元件中，在與包含入射光纖和射出光纖的各光軸的平面垂直且與這些各光軸平行的方向上進行再結(jié)合。因此，在傳輸?shù)竭M行再結(jié)合的偏振波分離元件的正常光線和異常光線的光路長度方面大致沒有差別，可大致消除偏振模式分散的發(fā)生。因而，由于大致消除在正常光線和異常光線傳輸?shù)竭M行再結(jié)合的偏振波分離元件為止需要的時間的差別，故在將該一列形光隔離器應(yīng)用于高速光傳送裝置的情況下，也消除了其使用個數(shù)的限制。
此外，本發(fā)明構(gòu)成了以下述方面為特征的一列形光隔離器按下述順序?qū)ο率霾糠诌M行了排列其光軸互相平行且并列地配置的、入射正方向的光信號的入射光纖和射出從該入射光纖入射的正方向的光信號的射出光纖的多個對；偏振波分離元件，對相對于晶體光學(xué)軸處于既定方向的光信號的異常光線作用空間位移，將正方向的光信號分離為正常光線和異常光線；偏振面旋轉(zhuǎn)元件，設(shè)置在入射光纖的光軸一側(cè)或射出光纖的光軸一側(cè)的某一方，根據(jù)正方向和與其相反的反方向的傳輸方向使正常光線和異常光線的偏振方向分別在相反的旋轉(zhuǎn)方向上旋轉(zhuǎn)；聚光單元，變換光信號的正常光線和異常光線的聚光狀態(tài)；非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，與傳輸方向無關(guān)地在一定的旋轉(zhuǎn)方向上使正常光線和異常光線的偏振方向旋轉(zhuǎn)；以及反射單元，反射從該非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件射出的光信號的正常光線和異常光線，使光信號再次入射到非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件上，以下述方式互相配置了偏振波分離元件、偏振面旋轉(zhuǎn)元件和非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，使得利用偏振波分離元件分離的正常光線和異常光線的由偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度和由非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度在正常光線和異常光線被入射光纖的光軸一側(cè)部分的偏振波分離元件分離并在正方向上傳輸時成為相同的旋轉(zhuǎn)方向，因射出光纖的光軸一側(cè)部分的偏振波分離元件而受到返回到正常光線和異常光線一致的相互位置上的空間位移作用，在正常光線和異常光線被射出光纖的光軸一側(cè)部分的偏振波分離元件分離并在反方向上傳輸時成為相反的旋轉(zhuǎn)方向而抵消，因入射光纖的光軸一側(cè)部分的偏振波分離元件而受到正常光線和異常光線的相互位置進一步被分離的空間位移作用，對偏振波分離元件的晶體光學(xué)軸進行了取向，使得正常光線和異常光線的分離方向與包含入射光纖和射出光纖的各光軸的平面垂直且配置在與該各光軸平行的面內(nèi)，從成對的入射光纖和射出光纖的各光軸起等距離地配置了聚光單元的聚束中心光軸，同時在聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的一側(cè)，從經(jīng)過入射光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕恼９饩€和異常光線以及經(jīng)過與入射光纖成對的射出光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕恼９饩€和異常光線這4條光線的各光軸起大致等距離地配置了聚光單元的聚束中心光軸。
按照該結(jié)構(gòu)，從各入射光纖入射的光信號在偏振波分離元件中正常光線和異常光線在與包含入射光纖和射出光纖的對的各光軸的平面垂直且與這些各光軸平行的方向上被分離，在聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的一側(cè)，這些正常光線和異常光線的各光軸與聚光單元的聚束中心光軸大致為平行，同時位于離聚束中心光軸大致為等距離的位置上。此外，被反射單元反射的反射光信號的這些正常光線和異常光線在聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的一側(cè)其各光軸也與聚光單元的聚束中心光軸大致為平行，同時位于離聚束中心光軸大致為等距離的位置上，在偏振波分離元件中，在與包含入射光纖和射出光纖的對的各光軸的平面垂直且與這些各光軸平行的方向上進行再結(jié)合。
因此，在不變更在多個光隔離器中發(fā)揮共同的功能的偏振波分離元件、偏振面旋轉(zhuǎn)元件、聚光單元、非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件和反射單元這樣的功能構(gòu)成部件的情況下，只通過使入射光纖和射出光纖的對的數(shù)目增減，就可進行光信號路數(shù)目的調(diào)整。因而，即使增設(shè)光信號路，功能構(gòu)成部件也不會大型化。而且，提供在光信號路的增設(shè)時沒有必要更換功能構(gòu)成部件、在增設(shè)變更中不需要下工夫的無偏振依存型的一列形光隔離器。在成對的入射光纖與射出光纖之間，在傳輸?shù)竭M行再結(jié)合的偏振波分離元件的正常光線和異常光線的光路長度方面大致沒有差別，大致消除偏振模式分散的發(fā)生。因而，在該結(jié)構(gòu)中，由于也大致消除在正常光線和異常光線傳輸?shù)竭M行再結(jié)合的偏振波分離元件為止需要的時間的差別，故在將該無偏振依存型的一列形光隔離器應(yīng)用于高速光傳送裝置內(nèi)的情況下，也沒有其使用個數(shù)的限制。
此外，本發(fā)明的特征在于入射光纖和射出光纖作為光纖陣列被一體化，該光纖陣列的端面相對于包含入射光纖和射出光纖的各光軸的平面是垂直的，相對于任一個光軸都垂直，偏振波分離元件和偏振面旋轉(zhuǎn)元件的各光輸入輸出端面以及聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的端面大致與光纖陣列的端面平行。
按照該結(jié)構(gòu)，從入射光纖入射的光信號垂直地入射到偏振波分離元件的端面上，利用偏振波分離元件分離的正常光線和異常光線在與偏振波分離元件、偏振面旋轉(zhuǎn)元件的各光輸入輸出端面和聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的端面垂直的方向上傳輸。此外，被反射單元反射的反射光信號也在與聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的端面、偏振面旋轉(zhuǎn)元件和偏振波分離元件的各光輸入輸出端面垂直的方向上傳輸。
此外，本發(fā)明的特征在于入射光纖和射出光纖作為光纖陣列被一體化，該光纖陣列的端面相對于與入射光纖和射出光纖的任一個光軸都垂直的面以既定角度傾斜，相對于與聚光單元的聚束中心光軸垂直的面以既定角度傾斜，使得聚光單元的與光纖陣列對峙的面與光纖陣列的端面大致平行，偏振波分離元件和偏振面旋轉(zhuǎn)元件的各光輸入輸出端面按照光纖陣列的斜度傾斜地進行了排列。
按照該結(jié)構(gòu)，從入射光纖入射的光信號和該入射光信號被反射單元反射的反射光信號在偏振波分離元件、偏振面旋轉(zhuǎn)元件的各光輸入輸出端面和聚光單元的與偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的端面上反射而產(chǎn)生的反射光不在原來的方向上返回，不入射到原來的入射光纖內(nèi)。因此，減少了從入射光纖入射的光信號和該入射光信號被反射單元反射的反射光信號在各端面上反射而產(chǎn)生的反射光的影響。因而，減少了不想要的反射光輸入到與入射光纖和射出光纖連接的光裝置中的情況，在光信號在正方向上傳輸時反射光不會成為光裝置的噪聲。
此外，本發(fā)明的特征在于光纖陣列由多心套圈構(gòu)成。
按照該結(jié)構(gòu)，經(jīng)構(gòu)成光信號路的光纖和多心套圈來連接光纖陣列。因此，一列形光隔離器可容易地與光纖連接。
此外，本發(fā)明的特征在于多心套圈具有插入入射光纖和射出光纖的、開了口的毛細管，或者，多心套圈具有放置并固定入射光纖和射出光纖的、并列地被加工的V槽。
按照該結(jié)構(gòu)，經(jīng)構(gòu)成光信號路的多條光纖和在多心套圈的毛細管或V槽中進行了排列的光纖來連接一列形光隔離器。因此，一列形光隔離器可容易地與多條光纖連接。此外，只通過與心數(shù)不同的其它的光纖進行更換，就可容易地構(gòu)成輸入輸出端口數(shù)不同的一列形光隔離器。
此外，本發(fā)明的特征在于在偏振波分離元件與聚光單元之間，在經(jīng)過入射光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柣蚪?jīng)過射出光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕囊环酵ㄟ^的位置上配置了偏振面旋轉(zhuǎn)元件，在另一方通過的位置上配置了非晶性光學(xué)元件。
按照該結(jié)構(gòu)，從入射光纖入射的光信號的正常光線和異常光線在被偏振波分離元件分離了之后其偏振方向被偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)既定角度，或在用偏振波分離元件分離并用反射單元反射了后其偏振方向被偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)既定角度。因此，即使調(diào)換偏振面旋轉(zhuǎn)元件和非晶性光學(xué)元件的位置，對于光信號的作用也不變，可調(diào)換這些元件的位置。
此外，本發(fā)明的特征在于在聚光單元與非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件之間設(shè)置了隔熱單元。
按照該結(jié)構(gòu)，即使非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件的鐵成分吸收既定波長的光信號而發(fā)生熱，該熱因隔熱單元的緣故也不會傳導(dǎo)到與非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件鄰接的聚光單元中。因此，在非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件和與其鄰接的聚光單元之間不會產(chǎn)生粘接劑因發(fā)熱的溫度上升而變質(zhì)惡化從而發(fā)生特性變化那樣的以前的問題。
此外，本發(fā)明的特征在于在非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件的與聚光單元對峙的面相反一側(cè)的面上直接加工并形成了反射單元。
按照該結(jié)構(gòu)，非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件的與聚光單元對峙的面相反一側(cè)的面在原有狀態(tài)下起到反射單元的功能。因此，沒有必要與非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件鄰接地新設(shè)置另外的反射單元，可緊湊地構(gòu)成一列形光隔離器。
此外，本發(fā)明的特征在于預(yù)先對非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件進行了磁化。
按照該結(jié)構(gòu)，可利用非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件具有的磁場使通過非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件的光信號的偏振方向旋轉(zhuǎn)。因此，沒有必要設(shè)置從外部對非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件施加磁場的裝置，可緊湊地構(gòu)成一列形光隔離器。
按照本發(fā)明的一列形光隔離器，如上所述，在傳輸?shù)竭M行再結(jié)合的偏振波分離元件的正常光線和異常光線的光路長度方面大致沒有差別，可大致消除偏振模式分散的發(fā)生。因而，由于大致消除在正常光線和異常光線傳輸?shù)狡癫ǚ蛛x元件為止需要的時間的差別，故在將該無偏振依存型的一列形光隔離器應(yīng)用于高速光傳送裝置內(nèi)的情況下，也沒有其使用個數(shù)的限制。此外，在不變更在多個光隔離器中發(fā)揮共同的功能的功能構(gòu)成部件的情況下，只通過變更光纖對的結(jié)構(gòu)，就可進行光信號路數(shù)目的調(diào)整，可提供小型且在增設(shè)變更中不需要下工夫的無偏振依存型的、多心的一列形光隔離器。
附圖的簡單的說明圖1示出了在本發(fā)明的第1實施方式的一列形光隔離器中在正方向上傳輸光信號時的結(jié)構(gòu)，(a)是其平面圖，(b)是其側(cè)面圖。
圖2是示出本發(fā)明的第1實施方式的一列形光隔離器內(nèi)的各位置中的在正方向上傳輸?shù)恼９饩€和異常光線的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系的狀態(tài)關(guān)系圖。
圖3示出了在本發(fā)明的第1實施方式的一列形光隔離器中在反方向上傳輸光信號時的結(jié)構(gòu)，(a)是其平面圖，(b)是其側(cè)面圖。
圖4是示出本發(fā)明的第1實施方式的一列形光隔離器內(nèi)的各位置中的在反方向上傳輸?shù)恼９饩€和異常光線的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系的狀態(tài)關(guān)系圖。
圖5示出了在本發(fā)明的第2實施方式的一列形光隔離器中在正方向上傳輸光信號時的結(jié)構(gòu)，(a)是其平面圖，(b)是其側(cè)面圖。
圖6是示出本發(fā)明的第2實施方式的一列形光隔離器內(nèi)的各位置中的在正方向上傳輸?shù)恼９饩€和異常光線的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系的狀態(tài)關(guān)系圖。
圖7示出了在本發(fā)明的第2實施方式的一列形光隔離器中在反方向上傳輸光信號時的結(jié)構(gòu)，(a)是其平面圖，(b)是其側(cè)面圖。
圖8是示出本發(fā)明的第2實施方式的一列形光隔離器內(nèi)的各位置中的在反方向上傳輸?shù)恼９饩€和異常光線的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系的狀態(tài)關(guān)系圖。
圖9示出了在本發(fā)明的第3實施方式的一列形光隔離器中在正方向上傳輸光信號時的結(jié)構(gòu)，(a)是其平面圖，(b)是其側(cè)面圖。
圖10是示出本發(fā)明的第3實施方式的一列形光隔離器內(nèi)的各位置中的在正方向上傳輸?shù)恼９饩€和異常光線的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系的狀態(tài)關(guān)系圖。
圖11示出了在本發(fā)明的第3實施方式的一列形光隔離器中在反方向上傳輸光信號時的結(jié)構(gòu)，(a)是其平面圖，(b)是其側(cè)面圖。
圖12是示出本發(fā)明的第3實施方式的一列形光隔離器內(nèi)的各位置中的在反方向上傳輸?shù)恼９饩€和異常光線的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系的狀態(tài)關(guān)系圖。
圖13示出了在本發(fā)明的第4實施方式的一列形光隔離器中在正方向上傳輸光信號時的結(jié)構(gòu)，(a)是其平面圖，(b)是其側(cè)面圖。
圖14是示出本發(fā)明的第4實施方式的一列形光隔離器內(nèi)的各位置中的在正方向上傳輸?shù)恼９饩€和異常光線的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系的狀態(tài)關(guān)系圖。
圖15示出了在本發(fā)明的第4實施方式的一列形光隔離器中在反方向上傳輸光信號時的結(jié)構(gòu)，(a)是其平面圖，(b)是其側(cè)面圖。
圖16是示出本發(fā)明的第4實施方式的一列形光隔離器內(nèi)的各位置中的在反方向上傳輸?shù)恼９饩€和異常光線的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系的狀態(tài)關(guān)系圖。
圖17是本發(fā)明的變形例的一列形光隔離器中的光纖陣列的剖面圖。
具體實施例方式
其次，說明將本發(fā)明的一列形光隔離器應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)的第1實施方式。
圖1(a)是本實施方式的一列形光隔離器1的平面圖，該圖(b)是其側(cè)面圖。按下述順序排列光纖陣列2、金紅石晶體3、石英玻璃片4和半波長片5、聚束性棒狀透鏡6、空隙7、磁化拓榴石晶體8以及全反射鏡9構(gòu)成了一列形光隔離器1。
在光纖陣列2中，以125[μm]的間隔平行地配置光軸互相平行的光纖10和11并進行了一體化。光纖10、11分別構(gòu)成了入射正方向的光信號的入射光纖和射出從光纖10入射的正方向的光信號的射出光纖，一列形光隔離器1成為從一方的光纖10入射的正方向的光信號從另一方的光纖11射出的結(jié)構(gòu)。光纖10、11的各一端10a、11a用未圖示的多心或單心的套圈進行了固定，經(jīng)該套圈連接到由光纖構(gòu)成的光信號路上。此外，在光纖陣列2的端面2a上配置了光纖10、11的另一端10b、11b。該端面2a相對于包含光纖10、11的各自的光軸的平面是垂直的，即使對于任一個光軸，都被垂直地研磨而形成，分別與光纖陣列2的端面2a幾乎平行地配置了金紅石晶體3、石英玻璃片4和半波長片5的各光輸入輸出端面3a、3b、4a、4b、5a、5b和聚束性棒狀透鏡6的與石英玻璃片4和半波長片5對峙的端面6a。
金紅石晶體3是厚度300[μm]的復(fù)折射晶體，構(gòu)成了將從正方向入射的光信號A分離為正常光線O和異常光線E的偏振波分離元件。該金紅石晶體3對具有與其晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的光信號的正常光線O或異常光線E作用空間位移3d。對于金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c進行了取向，使得正常光線O和異常光線E的分離方向與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直且配置在與光纖10、11的光軸平行的面內(nèi)。
在金紅石晶體3與聚束性棒狀透鏡6之間的從光纖10入射的光信號通過的位置上設(shè)置了根據(jù)正方向或反方向的傳輸方向使正常光線O和異常光線E的偏振方向相反地旋轉(zhuǎn)的作為偏振面旋轉(zhuǎn)元件的半波長片5。此外，在用全反射鏡9反射的反射光信號通過的位置上配置了作為非晶性光學(xué)元件的石英玻璃片4。與半波長片5并列地配置了石英玻璃片4，以便在正方向工作中只使從光纖10入射的光信號A通過半波長片5，只使從全反射鏡9反射的反射光信號A通過。相對于被分離而在正方向上行進的正常光線O的偏振方向在反時針方向上以22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，在光信號A在該圖(a)中用箭頭示出的正方向上傳輸?shù)那闆r下，半波長片5使正常光線O和異常光線E的偏振方向分別在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°，在光信號A在該圖3(a)中用箭頭示出的反方向上傳輸?shù)那闆r下，使正常光線O和異常光線E的偏振方向分別在順時針方向上旋轉(zhuǎn)45°。
聚束性棒狀透鏡6由相位差約π/2的折射率分布型棒狀透鏡構(gòu)成，構(gòu)成了變換正常光線O和異常光線E的聚光狀態(tài)的聚光單元。在正常光線O和異常光線E在正方向上傳輸時，該聚束性棒狀透鏡6在將這些各光線O、E變換為平行光線之后使其互相接近地進行聚光，在反方向上傳輸時，在端面6a一側(cè)在將這些各光線O、E變換為平行光線的同時使其互相遠離。此外，聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c與光纖10、11的各自的光軸平行，而且，與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直且配置在包含光纖10、11的光軸間的中心線2c的平面上，配置在離光纖10、11的光軸為等距離的位置上。此外，該聚束中心光軸6c在端面6a一側(cè)配置在離經(jīng)過光纖10的光軸一側(cè)傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E以及經(jīng)過光線11的光軸一側(cè)傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E這4條各光線大致為等距離的位置上。
磁化拓榴石晶體8在本實施方式中預(yù)先被磁化了，構(gòu)成了始終使正常光線O和異常光線E的偏振方向與其傳輸方向無關(guān)地在一定的反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°的非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件。此外，在聚束性棒狀透鏡6與磁化拓榴石晶體8之間設(shè)置了約200[μm]的空隙7作為隔熱單元。在磁化拓榴石晶體8的與聚束性棒狀透鏡6對峙的面相反一側(cè)的面上直接蒸鍍加工形成了全反射鏡9。全反射鏡9構(gòu)成了反射從磁化拓榴石晶體8射出的光信號的正常光線O和異常光線E使其成為反射光信號、使該反射光信號再次入射到磁化拓榴石晶體8上的反射單元。
其次，說明在上述的結(jié)構(gòu)中波長1.55[μm]的光信號A在正方向上經(jīng)過一列形光隔離器1傳輸?shù)那闆r的工作。在上述的圖1中示出了光信號A從光纖10起在正方向上被入射了時的光信號路徑。此外，在圖2(a)～(i)中示出了圖1中示出的FA、FB、FC、FD、FE、FF、FG、FH、FJ的各位置中的光信號A的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。該圖顯示了從圖1中的光纖陣列2一側(cè)看金紅石晶體3一側(cè)時看到的狀態(tài)，與紙面垂直的方向成為光纖10、11的各自的光軸方向。此外，水平地描繪的虛線表示包含光纖10、11的各自的光軸的平面，垂直地描繪的一點劃線表示通過光纖10、11的光軸間的中心線2c并與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的平面。該平面包含了聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c。
從光纖10的另一端10b在正方向上被入射的光信號A起初垂直地入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖2(a)中示出了此時的光信號A的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，正常光線O與異常光線E正交。如上所述，由于在與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的方向上對金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c進行了取向，故光信號A在通過金紅石晶體3時具有與晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的異常光線E從具有與晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的正常光線O起受到空間位移3d，正常光線O和異常光線E如圖2(b)中所示，在垂直于包含光纖10、11的各自的光軸的平面的方向上被分離。
已被分離的正常光線O和異常光線E垂直地入射到半波長片5的端面5a上。此時，如上所述，由于相對于圖2(b)中示出的狀態(tài)的正常光線O的偏振方向在反時針方向上以22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，故如圖2(c)中所示，分別在反時針方向上使正常光線O和異常光線E的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°。
其次，通過了半波長片5的正常光線O和異常光線E垂直地入射到聚束性棒狀透鏡6的端面6a上。此時，正常光線O和異常光線E入射到正常光線O和異常光線E大致以等間隔在上下夾住與包含光纖10、11的各自的光軸的平面平行且包含聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c的平面的位置上。此時，正常光線O和異常光線E處于離聚束中心光軸6c大致為等距離的位置上。在聚束性棒狀透鏡6內(nèi)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相接近，同時也接近于聚束中心光軸6c，以約1°的射出角從透鏡端面射出。在圖2(d)中示出了此時的正常光線O和異常光線E的狀態(tài)。
其次，從聚束性棒狀透鏡6的透鏡端面射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到磁化拓榴石晶體8上。利用該磁化拓榴石晶體8使正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。其次，利用全反射鏡9反射來自磁化拓榴石晶體8的光信號A，但在該全反射鏡9上，如圖2(e)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。
其次，利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E成為反射光信號A，再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用該磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。通過往復(fù)地通過磁化拓榴石晶體8，使各光線O、E的各自的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°，如果與在半波長片5中的45°的旋轉(zhuǎn)合在一起，則結(jié)果就在反時針方向上旋轉(zhuǎn)90°。在圖2(f)中示出了該狀態(tài)。
此外，利用在全反射鏡9中的反射，在通過聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c并與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E的物理的位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)保持了與反射前相同的狀態(tài)。此外，在與包含光纖10、11的各自的光軸的平面平行的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E夾住聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c，空間位置從光纖10一側(cè)被調(diào)換到光纖11一側(cè)。
其次，從磁化拓榴石晶體8射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到聚束性棒狀透鏡6上。利用聚束性棒狀透鏡6的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相離開，同時也從聚束中心光軸6c離開。在圖2(g)中示出了此時的狀態(tài)。接著，正常光線O和異常光線E通過石英玻璃片4，但各光線的偏振方向不受影響。在圖2(h)中示出了此時的狀態(tài)。
其次，正常光線O和異常光線E垂直地入射到金紅石晶體3的端面3b上。在金紅石晶體3內(nèi)，由于正常光線O的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的狀態(tài)，故正常光線O受到空間位移作用。但是，由于異常光線E的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的狀態(tài)，故異常光線E不受到空間位移作用而通過。因而，受到了空間位移的正常光線O，如圖2(i)中所示，與異常光線E再結(jié)合。再結(jié)合的正常光線O和異常光線E入射到光纖11上，作為正方向的輸出光信號傳送給外部的光信號路。
其次，說明波長1.55[μm]的光信號A在反方向上經(jīng)過一列形光隔離器1傳輸?shù)那闆r的工作。在圖3中示出了光信號A從光纖11起在反方向上被入射了時的光信號路徑，該圖(a)是一列形光隔離器1的平面圖，該圖(b)是其側(cè)面圖。再有，在該圖中，對與圖1為同一的部分附以同一符號，省略其說明。此外，在圖4(a)～(i)中示出了圖3中示出的BA、BB、BC、BD、BE、BF、BG、BH、BJ的各位置中的光信號A的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。此外，該圖與上述的圖2同樣，顯示了從光纖陣列2一側(cè)看金紅石晶體3一側(cè)時看到的狀態(tài)，與紙面垂直的方向成為光纖10、11的各自的光軸方向。此外，在該圖中，水平地描繪的虛線也表示包含光纖10、11的各自的光軸的平面，垂直地描繪的一點劃線也表示通過光纖10、11的光軸間的中心線2c并與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的平面。該平面包含了聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c。
如圖3中所示，波長1.55[μm]的光信號A從光纖11起在反方向上入射，起初垂直地入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖4(a)中示出了此時的狀態(tài)，正常光線O與異常光線E正交。入射到金紅石晶體3上的光信號A如上所述，在金紅石晶體3內(nèi)，如圖4(b)中所示，具有與晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的異常光線E受到離開具有與晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的正常光線O的空間位移3d，正常光線O和異常光線E在相對于包含光纖10、11的各自的光軸的平面為垂直的方向上被分離。接著，已被分離的正常光線O和異常光線E通過石英玻璃片4，但正常光線O和異常光線E的偏振方向不受影響，不旋轉(zhuǎn)。在圖4(c)中示出了此時的狀態(tài)。
其次，從石英玻璃片4射出的正常光線O和異常光線E垂直地入射到聚束性棒狀透鏡6的端面6a上。此時，正常光線O和異常光線E入射到正常光線O和異常光線E大致以等間隔在上下夾住與包含光纖10、11的各自的光軸的平面平行且包含聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c的平面的位置上。此時，正常光線O和異常光線E處于離聚束中心光軸6c大致為等距離的位置上。在聚束性棒狀透鏡6內(nèi)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相接近，同時也接近于聚束中心光軸6c，以約1°的射出角從透鏡端面射出。在圖4(d)中示出了此時的正常光線O和異常光線E的狀態(tài)。
從聚束性棒狀透鏡6的透鏡端面射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到磁化拓榴石晶體8上。利用該磁化拓榴石晶體8使已被入射的正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。其次，利用全反射鏡9反射來自磁化拓榴石晶體8的光信號A，但在該全反射鏡9上，如圖4(e)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E成為反射光信號后再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用該磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。通過往復(fù)地通過磁化拓榴石晶體8，使各光線O、E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°。在圖4(f)中示出了該狀態(tài)。
此外，利用在全反射鏡9中的反射，在通過聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c并與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E的物理的位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)保持了與反射前相同的狀態(tài)。此外，在與包含光纖10、11的各自的光軸的平面平行的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E夾住聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c，空間位置從光纖11一側(cè)被調(diào)換到光纖10一側(cè)。
其次，從磁化拓榴石晶體8射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到聚束性棒狀透鏡6上。利用聚束性棒狀透鏡6的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相離開，同時也從聚束中心光軸6c離開。在圖4(g)中示出了此時的狀態(tài)。
接著，已被分離的正常光線O和異常光線E垂直地入射到半波長片5的端面5b上，但由于相對于圖4(g)中示出的狀態(tài)的正常光線O的偏振方向以-22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，故正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)-45°。其結(jié)果，利用半波長片5旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度-45°與利用磁化拓榴石晶體8旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度45°抵消，正常光線O和異常光線E的偏振方向的旋轉(zhuǎn)角度的總和為0°。在圖4(h)中示出了該狀態(tài)。
其次，通過了半波長片5的正常光線O和異常光線E垂直地入射到金紅石晶體3的端面3b上。此時，由于正常光線O成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的狀態(tài)，故正常光線O不受到空間位移作用而通過。此外，由于異常光線E具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波，故如圖4(i)中所示，受到從正常光線O離開的空間位移作用。其結(jié)果，正常光線O與異常光線E不進行再結(jié)合，由于都從光纖10偏移約30[μm]，故不入射到光纖10上。因此，實現(xiàn)了關(guān)于光信號A的反方向的隔離。
這樣，按照本發(fā)明的第1實施方式的一列形光隔離器1，如上所述，從光纖10在正方向上入射的光信號A在金紅石晶體3中，正常光線O和異常光線E在與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的方向上被分離，在聚束性棒狀透鏡6中，正常光線O和異常光線E的各光軸與其聚束中心光軸6c成為大致平行，同時位于離聚束中心光軸6c大致等距離的位置上。此外，由全反射鏡9反射的反射光信號A的正常光線O和異常光線E也在聚束性棒狀透鏡6中其各光軸與聚束中心光軸6c大致平行，同時位于離聚束中心光軸6c大致等距離的位置上，在金紅石晶體3中，在與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的方向上進行再結(jié)合。因此，大致消除了從光纖10入射并被傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E的光路長度的差。于是，即使在如本實施方式那樣使用了厚度300[μm]的金紅石晶體3的情況下，正方向中的偏振模式分散也為0.01[psec]，可大體消除其發(fā)生。因而，由于大致消除正常光線O和異常光線E傳輸?shù)浇鸺t石晶體3為止需要的時間的差別，故即使在將該一列形光隔離器1應(yīng)用于大于等于10[Gb/s]的高速光傳送裝置內(nèi)的情況下，也沒有其使用個數(shù)等的限制，在實用上沒有問題。
此外，在上述實施方式中，即使調(diào)換半波長片5和石英玻璃片4的位置，對于光信號的作用也不變，可調(diào)換半波長片5和石英玻璃片4的位置。即，在金紅石晶體3與聚束性棒狀透鏡6之間，在入射的光信號A或反射光信號A的一方通過的位置上配置半波長片5、在另一方通過的位置上配置石英玻璃片4即可。即使在任一種配置中，從入射光纖10入射的光信號A在其正常光線O和異常光線E被金紅石晶體3分離了之后其偏振方向被半波長片5旋轉(zhuǎn)45°，或在由金紅石晶體3分離并由全反射鏡9反射了后，其偏振方向被半波長片5旋轉(zhuǎn)45°。
此外，在上述實施方式中，由于在聚束性棒狀透鏡6與磁化拓榴石晶體8之間設(shè)置了約200[μm]的空隙7，故即使磁化拓榴石晶體8的鐵成分吸收波長0.98[μm]的光而發(fā)生熱，由于空隙7的緣故，該熱也難以傳導(dǎo)到與磁化拓榴石晶體8鄰接的聚束性棒狀透鏡6中。因此，在光信號A的光路中沒有粘接劑，在磁化拓榴石晶體8和與其鄰接的聚束性棒狀透鏡6之間不會象以前那樣發(fā)生粘接劑因發(fā)熱的溫度上升而變質(zhì)惡化進而特性變化。在用波長0.98[μm]實際地照射了24小時的100[mW]的光時，確認了在照射的前后沒有特性變化。
此外，在上述實施方式中，由于在磁化拓榴石晶體8的與聚束性棒狀透鏡6對峙的面相反一側(cè)的面上直接蒸鍍加工形成了全反射鏡9，故磁化拓榴石晶體8的與聚束性棒狀透鏡6對峙的面相反一側(cè)的面在原有狀態(tài)下起到全反射鏡9的功能。因此，沒有必要與磁化拓榴石晶體8鄰接地新設(shè)置另外的反射單元，可緊湊地構(gòu)成一列形光隔離器1。
此外，在上述實施方式中，由于預(yù)先磁化了磁化拓榴石晶體8，故可利用磁化拓榴石晶體8具有的磁場使通過磁化拓榴石晶體8的光信號的偏振方向旋轉(zhuǎn)。因此，沒有必要設(shè)置從外部對磁化拓榴石晶體8施加磁場的裝置，可緊湊地構(gòu)成一列形光隔離器1。
此外，在上述實施方式中，由于由多心套圈構(gòu)成了光纖陣列2，故經(jīng)構(gòu)成光信號路的光纖和多心套圈連接光纖陣列2。因此，一列形光隔離器1可容易地與光纖連接。
其次，說明將本發(fā)明的一列形光隔離器應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)的第2實施方式。
圖5(a)是本實施方式的一列形光隔離器20的平面圖，該圖(b)是其側(cè)面圖。再有，在本實施方式的一列形光隔離器20的以下的說明中，對與第1實施方式的一列形光隔離器1的各構(gòu)成要素為同一或相當(dāng)?shù)臉?gòu)成要素附以同一符號，省略其說明。
按下述順序排列光纖陣列22、金紅石晶體3、石英玻璃片4和半波長片5、聚束性棒狀透鏡26、空隙7、磁化拓榴石晶體8以及全反射鏡9構(gòu)成了一列形光隔離器20。在本實施方式中，處于包含光纖10、11的光軸的平面內(nèi)且以與任一光軸垂直的軸為中心旋轉(zhuǎn)，對于與包含光纖10、11的光軸的平面垂直且與任一光軸垂直的面傾斜8°形成了光纖陣列22的端面22a。與光纖陣列22的端面22a平行地、即傾斜8°配置了金紅石晶體3、石英玻璃片4和半波長片5的各輸入輸出端面3a、3b、4a、4b、5a、5b。再者，傾斜8°形成了聚束性棒狀透鏡26的與石英玻璃片4和半波長片5對峙的端面26a，使其與光纖陣列22的端面22a大致平行。而且，在輸入光信號A傾斜8°入射的情況下，半波長片5的光軸與其相一致。除此以外的結(jié)構(gòu)成為與第1實施方式中的一列形光隔離器1相同的結(jié)構(gòu)。
說明在上述的結(jié)構(gòu)中波長1.55[μm]的光信號A在正方向上經(jīng)過一列形光隔離器20傳輸?shù)那闆r的工作。在圖5中示出了光信號A從光纖10起在正方向上被入射了時的光信號路徑。此外，在圖6(a)～(i)中示出了圖5中示出的FA、FB、FC、FD、FE、FF、FG、FH、FJ的各位置中的光信號A的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。此外，該圖與上述的圖2、圖4同樣，示出了從光纖陣列22一側(cè)看金紅石晶體3一側(cè)時看到的狀態(tài)，與紙面垂直的方向成為光纖10、11的各自的光軸方向。此外，在該圖中，水平地描繪的虛線也表示包含光纖10、11的各自的光軸的平面，垂直地描繪的一點劃線也表示通過光纖10、11的光軸間的中心線2c并與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的平面。
如圖5中所示，從光纖10的另一端10b在正方向上被入射的波長1.55[μm]的光信號A起初以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖6(a)中示出了此時的光信號A的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，正常光線O與異常光線E正交。如上所述，在與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的方向上對金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c進行了取向。因此，光信號A在通過金紅石晶體3時異常光線E從正常光線O起受到空間位移3d，如圖6(b)中所示，正常光線O和異常光線E在垂直于包含光纖10、11的各自的光軸的平面的方向上被分離。
已被分離的正常光線O和異常光線E以既定角度入射到半波長片5的端面5a上。由于相對于圖6(b)中示出的狀態(tài)的正常光線O的偏振方向在反時針方向上以22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，故如圖6(c)中所示，在反時針方向上使正常光線O和異常光線E的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°。
接著，正常光線O和異常光線E入射到聚束性棒狀透鏡26上。此時，正常光線O和異常光線E入射到正常光線O和異常光線E大致以等間隔在上下夾住與包含光纖10、11的各自的光軸的平面平行且包含聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c的平面的位置上。此時，正常光線O和異常光線E處于離聚束中心光軸6c大致為等距離的位置上。在聚束性棒狀透鏡26內(nèi)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相接近，同時也接近于聚束中心光軸6c，以約1°的射出角從透鏡端面射出。在圖6(d)中示出了此時的正常光線O和異常光線E的狀態(tài)。
其次，從聚束性棒狀透鏡26的透鏡端面射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到磁化拓榴石晶體8上。利用該磁化拓榴石晶體8使正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。其次，利用全反射鏡9反射來自磁化拓榴石晶體8的光信號A，但在該全反射鏡9上，如圖6(e)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。
利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E成為反射光信號A，再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用該磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。通過往復(fù)地通過磁化拓榴石晶體8，使各光線O、E的各自的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°，如果與在半波長片5中的45°的旋轉(zhuǎn)合在一起，則結(jié)果就在反時針方向上旋轉(zhuǎn)90°。在圖6(f)中示出了該狀態(tài)。
此外，利用在全反射鏡9中的反射，在通過聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c并與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E的物理的位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)保持了與反射前相同的狀態(tài)。此外，在與包含光纖10、11的各自的光軸的平面平行的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E夾住聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c，空間位置從光纖10一側(cè)被調(diào)換到光纖11一側(cè)。
其次，從磁化拓榴石晶體8射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到聚束性棒狀透鏡26上。利用聚束性棒狀透鏡26的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相離開，同時也從聚束中心光軸6c離開。在圖6(g)中示出了此時的狀態(tài)。接著，正常光線O和異常光線E通過石英玻璃片4，但各光線的偏振方向不受影響。在圖6(h)中示出了此時的狀態(tài)。
其次，正常光線O和異常光線E以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3b上。在金紅石晶體3內(nèi)，由于正常光線O的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的狀態(tài)，故正常光線O受到空間位移作用。但是，由于異常光線E的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的狀態(tài)，故不受到空間位移作用而通過。因而，受到了空間位移的正常光線O，如圖6(i)中所示，與異常光線E再結(jié)合。再結(jié)合的正常光線O和異常光線E入射到光纖11上，作為正方向的輸出光信號傳送給外部的光信號路。
其次，說明波長1.55[μm]的光信號A在反方向上經(jīng)過一列形光隔離器20傳輸?shù)那闆r的工作。在圖7中示出了光信號A從光纖11起在反方向上被入射了時的光信號路徑，該圖(a)是一列形光隔離器20的平面圖，該圖(b)是其側(cè)面圖。再有，在該圖中，對與圖5為同一的部分附以同一符號，省略其說明。此外，在圖8(a)～(i)中示出了圖7中示出的BA、BB、BC、BD、BE、BF、BG、BH、BJ的各位置中的光信號A的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。此外，該圖與上述的圖2、圖4、圖6同樣，顯示了從光纖陣列22一側(cè)看金紅石晶體3一側(cè)時看到的狀態(tài)，與紙面垂直的方向成為光纖10、11的各自的光軸方向。此外，在該圖中，水平地描繪的虛線也表示包含光纖10、11的各自的光軸的平面，垂直地描繪的一點劃線也表示通過光纖10、11的光軸間的中心線2c并與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的平面。該平面包含了聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c。
如圖7中所示，波長1.55[μm]的光信號A從光纖11起在反方向上射出，起初以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖8(a)中示出了此時的狀態(tài)，正常光線O與異常光線E正交。入射到金紅石晶體3上的光信號A如上所述，在金紅石晶體3內(nèi)，如圖8(b)中所示，具有與晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的異常光線E受到離開具有與晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的正常光線O的空間位移，正常光線O和異常光線E在垂直于包含光纖10、11的各自的光軸的平面的方向上被分離。接著，已被分離的正常光線O和異常光線E通過石英玻璃片4，但正常光線O和異常光線E的偏振方向不受影響，不旋轉(zhuǎn)。在圖8(c)中示出了此時的狀態(tài)。
其次，從石英玻璃片4射出的正常光線O和異常光線E以既定角度入射到聚束性棒狀透鏡26的端面26a上。此時，正常光線O和異常光線E入射到正常光線O和異常光線E大致以等間隔在上下夾住與包含光纖10、11的各自的光軸的平面平行且包含聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c的平面的位置上。此時，正常光線O和異常光線E處于離聚束中心光軸6c大致為等距離的位置上。在聚束性棒狀透鏡26內(nèi)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相接近，同時也接近于聚束中心光軸6c，以約1°的射出角從透鏡端面射出。在圖8(d)中示出了此時的正常光線O和異常光線E的狀態(tài)。
從聚束性棒狀透鏡26的透鏡端面射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到磁化拓榴石晶體8上。利用該磁化拓榴石晶體8使已被入射的正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。其次，利用全反射鏡9反射來自磁化拓榴石晶體8的光信號A，但在該全反射鏡9上，如圖8(e)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E成為反射光信號A，再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用該磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。通過往復(fù)地通過磁化拓榴石晶體8，結(jié)果使各光線O、E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°。在圖8(f)中示出了該狀態(tài)。
此外，利用在全反射鏡9中的反射，在通過聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c并與包含光纖10、11的各自的光軸的平面垂直的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E的物理的位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)保持了與反射前相同的狀態(tài)。此外，在與包含光纖10、11的各自的光軸的平面平行的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E夾住聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c，空間位置從光纖11一側(cè)被調(diào)換到光纖10一側(cè)。
其次，從磁化拓榴石晶體8射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到聚束性棒狀透鏡26上。利用聚束性棒狀透鏡26的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相離開，同時也從聚束中心光軸6c離開。在圖8(g)中示出了此時的狀態(tài)。
接著，已被分離的正常光線O和異常光線E以既定角度入射到半波長片5的端面5b上，但由于相對于圖8(g)中示出的狀態(tài)的正常光線O的偏振方向以-22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，故正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)-45°。其結(jié)果，利用半波長片5旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度-45°與利用磁化拓榴石晶體8旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度45°抵消，正常光線O和異常光線E的偏振方向的旋轉(zhuǎn)角度的總和為0°。在圖8(h)中示出了該狀態(tài)。
其次，通過了半波長片5的正常光線O和異常光線E以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3b上。此時，由于正常光線O成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的狀態(tài)，故正常光線O不受到空間位移作用而通過。此外，由于異常光線E具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波，故如圖8(i)中所示，受到從正常光線O離開的空間位移作用。其結(jié)果，正常光線O與異常光線E不進行再結(jié)合，由于都從光纖10偏移約30[μm]，故不入射到光纖10上。因此，實現(xiàn)了反方向的隔離。
按照這樣的本發(fā)明的第2實施方式的一列形光隔離器20，可得到與第1實施方式中的一列形光隔離器1同樣的作用和效果。
再者，按照該第2實施方式的一列形光隔離器20，由于對于與光纖10、11的光軸垂直的軸傾斜8°形成了光纖陣列22的端面22a，金紅石晶體3和半波長片5的各光輸入輸出端面3a、3b、5a、5b按照光纖陣列22的端面22a的斜度來配置，傾斜8°形成了聚束性棒狀透鏡26的與石英玻璃片4和半波長片5對峙的端面26a，使其與光纖陣列22的端面22a大致平行，故從光纖10射出的光信號A和由全反射鏡9反射的反射光信號A在金紅石晶體3、半波長片5的各光輸入輸出端面3a、3b、5a、5b和聚束性棒狀透鏡26的端面26a上反射的反射光不返回到原來的方向而入射到光纖10內(nèi)。因此，減少了從光纖10射出的光信號A和由全反射鏡9反射的反射光信號A在各端面3a、3b、5a、5b和26a上反射而產(chǎn)生的反射光的影響。因而，減少了反射光被輸入到與光纖10連接的光裝置中的情況，在光信號在正方向上傳輸時，反射光不成為光裝置的噪聲。
再有，在上述的各實施方式中，說明了在從光纖10射出的光信號A通過的一側(cè)配置了半波長片5的情況，但如上所述，也可在由全反射鏡9反射的反射光信號A通過的一側(cè)配置半波長片5。再者，對于半波長片5來說，也可使用不使偏振方向旋轉(zhuǎn)的媒質(zhì)來代替使用石英玻璃片4。
此外，使用了磁化拓榴石晶體作為非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，但在所使用的光信號波長中，只要是使偏振波旋轉(zhuǎn)22.5°的非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，也可使用其它的媒質(zhì)。例如，也可以是用磁性體覆蓋非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件的結(jié)構(gòu)，即，也可在元件的外部設(shè)置對未磁化的非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件供給既定的磁場的磁鐵。此外，使用了折射率分布型的聚束性棒狀透鏡6、26作為聚光單元，但在從光纖10入射的光信號A被金紅石晶體3分離為正常光線O和異常光線E的情況下，只要對金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c進行了取向，使得正常光線O和異常光線E的分離方向相對于包含光纖10、11的各自的光軸的平面正交，將正常光線O和異常光線E配置在分別離透鏡的中心光軸大致等距離的位置上，就可使用多個不同的聚光單元。
此外，在上述的第2實施方式中，說明了相對于與光纖10、11的光軸垂直的平面將光纖陣列22的端面22a、半波長片5的各光輸入輸出端面3a、3b、4a、4b、5a、5b和聚束性棒狀透鏡26的端面26a傾斜了8°的情況，但也可在3～16°的范圍內(nèi)傾斜，在該情況下，也起到與上述的第2實施方式同樣的作用和效果。
其次，說明將本發(fā)明的一列形光隔離器應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)的第3實施方式。
圖9(a)是本實施方式的無偏振依存型多心光隔離器30的平面圖，該圖(b)是其側(cè)面圖。按下述順序排列光纖陣列32、金紅石晶體3、石英玻璃片4和半波長片5、聚束性棒狀透鏡6、空隙7、磁化拓榴石晶體8以及全反射鏡9構(gòu)成了無偏振依存型多心光隔離器30。
在同一平面上以250[μm]的等間隔并列地配置光軸互相平行的2對光纖10、11和光纖12、13，且對光纖陣列32進行了一體化。各對的一方的光纖10和12構(gòu)成了入射正方向的光信號的入射光纖，各對的另一方的光纖11和13構(gòu)成了射出從光纖10和12入射的正方向的光信號的射出光纖。用未圖示的多心或單心的套圈固定了光纖10、11、12和13的各一端10a、11a、12a和13a，經(jīng)光纖陣列32連接到由光纖構(gòu)成的光信號路上。此外，在光纖陣列32的端面32a上配置了光纖10、11、12和13的各另一端10b、11b、12b和13b。該端面32a相對于包含光纖10～13的各自的光軸的平面是垂直的，對于任一個光軸，都被垂直地研磨而形成，分別與端面32a幾乎平行地配置了金紅石晶體3、石英玻璃片4和半波長片5的各光輸入輸出端面3a、3b、4a、4b、5a、5b和聚束性棒狀透鏡6的與石英玻璃片4和半波長片5對峙的端面6a。
金紅石晶體3是厚度300[μm]的復(fù)折射晶體，構(gòu)成了將從正方向入射的光信號A和光信號B分別分離為正常光線O和異常光線E的偏振波分離元件。該金紅石晶體3對具有與其晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的光信號A和光信號B的正常光線O或異常光線E作用空間位移3d。對于金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c進行了取向，使得正常光線O和異常光線E的分離方向與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直且配置在與光纖10～13的各光軸平行的面內(nèi)。
在金紅石晶體3與聚束性棒狀透鏡6之間的從光纖10和12入射的光信號A及光信號B通過的位置上配置了根據(jù)利正方向或反方向的傳輸方向使正常光線O和異常光線E的偏振方向相反地旋轉(zhuǎn)的作為偏振面旋轉(zhuǎn)元件的半波長片5。此外，在用全反射鏡9反射的反射光信號A和反射光信號B通過的位置上配置了作為非晶性光學(xué)元件的石英玻璃片4。與半波長片5并列地配置了石英玻璃片4，以便在正方向工作中只使從光纖10和12入射的光信號A和光信號B通過半波長片5，只使從全反射鏡9反射的反射光信號A和反射光信號B通過。相對于被分離而在正方向上行進的正常光線O的偏振方向在反時針方向上以22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，在光信號A和光信號B在該圖(a)中用箭頭示出的正方向上傳輸?shù)那闆r下，半波長片5使正常光線O和異常光線E的偏振方向分別在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°，在光信號A和光信號B在后述的圖11(a)中用箭頭示出的反方向上傳輸?shù)那闆r下，使正常光線O和異常光線E的偏振方向分別在順時針方向上旋轉(zhuǎn)45°。
聚束性棒狀透鏡6由相位差約π/2的折射率分布型棒狀透鏡構(gòu)成，構(gòu)成了變換正常光線O和異常光線E的聚光狀態(tài)的聚光單元。在正常光線O和異常光線E在正方向上傳輸時，該聚束性棒狀透鏡6在將這些各光線O、E變換為平行光線之后使其互相接近地進行聚光，在反方向上傳輸時，在端面6a一側(cè)在將這些各光線O、E變換為平行光線的同時使其互相遠離。此外，聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c與光纖10～13的各自的光軸平行，而且，與包含光纖10～13的各自的光軸的平面垂直且配置在包含光纖10～13的各光軸間的中心線2c的平面上。此外，該聚束中心光軸6c在端面6a一側(cè)配置在離經(jīng)過對的一方的光纖10的光軸一側(cè)傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E以及經(jīng)過對的另一方的光線11的光軸一側(cè)傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E這4條各光線大致為等距離的位置上。進而，配置在離經(jīng)過另一對的一方的光纖12的光軸一側(cè)傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E以及經(jīng)過另一對的另一方的光線13的光軸一側(cè)傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E這4條各光線大致為等距離的位置上。
磁化拓榴石晶體8在本實施方式中預(yù)先被磁化了，構(gòu)成了始終使正常光線O和異常光線E的偏振方向與其傳輸方向無關(guān)地在一定的反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°的非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件。此外，在聚束性棒狀透鏡6與磁化拓榴石晶體8之間設(shè)置了約200[μm]的空隙7作為隔熱單元。在磁化拓榴石晶體8的與聚束性棒狀透鏡6對峙的面相反一側(cè)的面上蒸鍍加工形成了全反射鏡9。全反射鏡9構(gòu)成了反射從磁化拓榴石晶體8射出的光信號的正常光線O和異常光線E使其成為反射光信號、使該反射光信號再次入射到磁化拓榴石晶體8上的反射單元。
其次，說明在上述的結(jié)構(gòu)中波長1.55[μm]的光信號A和光信號B在正方向上經(jīng)過無偏振依存型多心光隔離器30傳輸?shù)那闆r的工作。在上述的圖9中示出了光信號A從光纖10起在正方向上被入射了時的光信號路徑和光信號B從光纖12起在正方向上被入射了時的光信號路徑。此外，在圖10(a)～(i)中示出了圖9中示出的FA、FB、FC、FD、FE、FF、FG、FH、FJ的各位置中的光信號A的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。在該圖(j)～(r)中示出了這些各位置中的光信號B的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。圖10與上述的圖2、圖4、圖6、圖8同樣地示出了從圖9中的光纖陣列32一側(cè)看金紅石晶體3一側(cè)時看到的狀態(tài)，與紙面垂直的方向成為光纖10～13的各光軸方向。此外，水平地描繪的虛線也表示包含光纖10～13的各光軸的平面，垂直地描繪的一點劃線表示通過光纖陣列32的上述的中心線2c并與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的平面。該平面包含了聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c。
從光纖10的另一端10b在正方向上被入射的光信號A起初垂直地入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖10(a)中示出了此時的光信號A的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，正常光線O與異常光線E正交。如上所述，由于在與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的方向上對金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c進行了取向，故光信號A在通過金紅石晶體3時具有與晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的異常光線E從具有與晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的正常光線O起受到空間位移3d，正常光線O和異常光線E如圖10(b)中所示，在處置于包含光纖10～13的各光軸的平面的方向上被分離。
已被分離的正常光線O和異常光線E垂直地入射到半波長片5的端面5a上。此時，如上所述，由于相對于圖10(b)中示出的狀態(tài)的正常光線O的偏振方向在反時針方向上以22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，故如圖10(c)中所示，分別在反時針方向上使正常光線O和異常光線E的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°。
其次，通過了半波長片5的正常光線O和異常光線E垂直地入射到聚束性棒狀透鏡6的端面6a上。此時，正常光線O和異常光線E入射到正常光線O和異常光線E大致以等間隔在上下夾住與包含光纖10～13的各光軸的平面平行且包含聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c的平面的位置上。此時，正常光線O和異常光線E處于離聚束中心光軸6c大致為等距離的位置上。在聚束性棒狀透鏡6內(nèi)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相接近，同時也接近于聚束中心光軸6c，以約1°的射出角從透鏡端面射出。在圖10(d)中示出了此時的正常光線O和異常光線E的狀態(tài)。
其次，從聚束性棒狀透鏡6的透鏡端面射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到磁化拓榴石晶體8上。利用該磁化拓榴石晶體8使正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。其次，利用全反射鏡9反射來自磁化拓榴石晶體8的光信號A，但在該全反射鏡9上，如圖10(e)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。
其次，利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用該磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。通過往復(fù)地通過磁化拓榴石晶體8，使各光線O、E的偏振方向分別在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°，如果與在半波長片5中的45°的旋轉(zhuǎn)合在一起，則結(jié)果就在反時針方向上旋轉(zhuǎn)90°。在圖10(f)中示出了該狀態(tài)。
此外，利用在全反射鏡9中的反射，在通過聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c并與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E的物理的位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)保持了與反射前相同的狀態(tài)。此外，在與包含光纖10～13的各光軸的平面平行的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E夾住聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c，空間位置從光纖10一側(cè)被調(diào)換到光纖11一側(cè)。
其次，從磁化拓榴石晶體8射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到聚束性棒狀透鏡6上。利用聚束性棒狀透鏡6的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相離開，同時也從聚束中心光軸6c離開。在圖10(g)中示出了此時的狀態(tài)。接著，正常光線O和異常光線E通過石英玻璃片4，但各光線的偏振方向不受影響。在圖10(h)中示出了此時的狀態(tài)。
其次，正常光線O和異常光線E垂直地入射到金紅石晶體3的端面3b上。在金紅石晶體3內(nèi)，由于正常光線O的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的狀態(tài)，故正常光線O受到空間位移作用。但是，由于異常光線E的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的狀態(tài)，故不受到空間位移作用而通過。因而，受到了空間位移的正常光線O，如圖10(i)中所示，與異常光線E再結(jié)合。再結(jié)合的正常光線O和異常光線E入射到光纖11上，作為正方向的輸出光信號傳送給外部的光信號路。
此外，從光纖12的另一端12b在正方向上被入射的光信號B，如圖10(j)～(r)中所示，在光信號A的外側(cè)以與光信號A同樣的路徑來傳輸。即，光信號B起初垂直地入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖10(j)中示出了此時的光信號B的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，正常光線O與異常光線E正交。正常光線O和異常光線E，如圖10(k)中所示，在金紅石晶體3內(nèi)在垂直于包含光纖10～13的各光軸的平面的方向上被分離了后，如圖10(l)中所示，利用半波長片5分別在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°。接著，入射到聚束性棒狀透鏡6內(nèi)的正常光線O和異常光線E，如圖10(m)中所示那樣被變換從透鏡端面射出。然后，在通過了空隙7之后，入射到磁化拓榴石晶體8上，使偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。接著，利用全反射鏡9反射正常光線O和異常光線E。如圖10(n)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。
其次，利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。在圖10(o)中示出了該狀態(tài)。接著，正常光線O和異常光線E通過了空隙7后，利用聚束性棒狀透鏡6的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E如圖10(p)中所示那樣被變換。其后，通過石英玻璃片4，但各光線的偏振方向不受影響。在圖10(q)中示出了此時的狀態(tài)。其后，在金紅石晶體3內(nèi)，因金紅石晶體3的緣故，正常光線O受到空間位移作用，但由于異常光線E不受到空間位移作用而通過，如圖10(r)中所示，正常光線O與異常光線E再結(jié)合。再結(jié)合的正常光線O和異常光線E入射到光纖13上，作為正方向的輸出光信號傳送給外部的光信號路。
其次，說明波長1.55[μm]的光信號A和光信號B在反方向上經(jīng)過無偏振依存型多心光隔離器30傳輸?shù)那闆r的工作。在圖11中示出了光信號A從光纖11起在反方向上被入射了時的光信號路徑和光信號B從光纖13起在反方向上被入射了時的光信號路徑，該圖(a)是無偏振依存型多心光隔離器30的平面圖，該圖(b)是其側(cè)面圖。再有，在該圖中，對與圖9為同一的部分附以同一符號，省略其說明。此外，在圖12(a)～(i)中示出了圖11中示出的BA、BB、BC、BD、BE、BF、BG、BH、BJ的各位置中的光信號A的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，在該圖(j)～(r)中示出了這些各位置中的光信號B的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。此外，圖12與上述的圖10同樣，示出了從光纖陣列32一側(cè)看金紅石晶體3一側(cè)時看到的狀態(tài)，與紙面垂直的方向成為光纖10～13的各光軸方向。此外，在該圖中，水平地描繪的虛線也表示包含光纖10～13的各光軸的平面，垂直地描繪的一點劃線也表示通過光纖陣列32的中心線2c并與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的平面。該平面包含了聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c。
如圖11中所示，波長1.55[μm]的光信號A從光纖11的另一端11b起在反方向上入射，起初垂直地入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖12(a)中示出了此時的狀態(tài)，正常光線O與異常光線E正交。入射到金紅石晶體3上的光信號A如上所述，在金紅石晶體3內(nèi)，如圖12(b)中所示，具有與晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的異常光線E受到離開具有與晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的正常光線O的空間位移3d，正常光線O和異常光線E在垂直于包含光纖10～13的各光軸的平面的方向上被分離。接著，已被分離的正常光線O和異常光線E通過石英玻璃片4，但正常光線O和異常光線E的偏振方向不受影響，不旋轉(zhuǎn)。在圖12(c)中示出了此時的狀態(tài)。
其次，從石英玻璃片4射出的正常光線O和異常光線E垂直地入射到聚束性棒狀透鏡6的端面6a上。此時，正常光線O和異常光線E入射到大致以等間隔在上下夾住與包含光纖10～13的各光軸的平面平行且包含聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c的平面的位置上。此時，正常光線O和異常光線E處于離聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c大致為等距離的位置上。在聚束性棒狀透鏡6內(nèi)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相接近，同時也接近于聚束中心光軸6c，以約1°的射出角從透鏡端面射出。在圖12(d)中示出了此時的正常光線O和異常光線E的狀態(tài)。
從聚束性棒狀透鏡6的透鏡端面射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到磁化拓榴石晶體8上。利用該磁化拓榴石晶體8使已被入射的正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。其次，利用全反射鏡9反射來自磁化拓榴石晶體8的光信號A，但在該全反射鏡9上，如圖12(e)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E成為反射光信號后再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用該磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。通過往復(fù)地通過磁化拓榴石晶體8，結(jié)果使各光線O、E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°。在圖12(f)中示出了該狀態(tài)。
此外，利用在全反射鏡9中的反射，在通過聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c并與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E的物理的位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)保持了與反射前相同的狀態(tài)。此外，在與包含光纖10～13的各光軸的平面平行的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E夾住聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c，空間位置從光纖11一側(cè)被調(diào)換到光纖10一側(cè)。
其次，從磁化拓榴石晶體8射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到聚束性棒狀透鏡6上。利用聚束性棒狀透鏡6的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相離開，同時也從聚束中心光軸6c離開。在圖12(g)中示出了此時的狀態(tài)。
接著，已被分離的正常光線O和異常光線E垂直地入射到半波長片5的端面5b上，但由于相對于圖12(g)中示出的狀態(tài)的正常光線O的偏振方向以-22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，故正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)-45°。其結(jié)果，利用半波長片5旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度-45°與利用磁化拓榴石晶體8旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度45°抵消，正常光線O和異常光線E的偏振方向的旋轉(zhuǎn)角度的總和為0°。在圖12(h)中示出了該狀態(tài)。
其次，通過了半波長片5的正常光線O和異常光線E垂直地入射到金紅石晶體3的端面3b上。此時，由于正常光線O成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的狀態(tài)，故正常光線O不受到空間位移作用而通過。此外，由于異常光線E具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波，故如圖12(i)中所示，受到從正常光線O離開的空間位移作用。其結(jié)果，正常光線O與異常光線E不進行再結(jié)合，由于都從光纖10偏移約30[μm]，故不入射到光纖10上。因此，實現(xiàn)了關(guān)于光信號A的反方向的隔離。
此外，從光纖13的另一端13b在反方向上被入射的光信號B，如圖12(j)～(r)中所示，在光信號A的外側(cè)以與光信號A同樣的路徑來傳輸。即，光信號B起初垂直地入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖12(j)中示出了此時的光信號B的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，正常光線O與異常光線E正交。正常光線O和異常光線E，如圖12(k)中所示，在金紅石晶體3內(nèi)在垂直于包含光纖10～13的各光軸的平面的方向上被分離。已被分離的正常光線O和異常光線E，如圖12(l)中所示，在偏振方向不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下通過了石英玻璃片4后，利用聚束性棒狀透鏡6如圖12(m)中所示那樣被變換。接著，在正常光線O和異常光線E通過了空隙7之后，在利用磁化拓榴石晶體8使偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°之后利用全反射鏡9反射正常光線O和異常光線E。如圖12(n)中所示，在該全反射鏡9上正常光線O和異常光線E的位置大體一致。
其次，利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E再次因磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。在圖12(o)中示出了該狀態(tài)。接著，正常光線O和異常光線E通過空隙7，利用聚束性棒狀透鏡6的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E如圖12(p)中所示那樣被變換。其后，如圖12(q)中所示，利用半波長片5分別使正常光線O和異常光線E在反時針方向上旋轉(zhuǎn)-45°。其后，在金紅石晶體3內(nèi)，正常光線O不受到空間位移作用而通過，但由于異常光線E因金紅石晶體3受到空間位移作用，故如圖12(r)中所示，正常光線O與異常光線E不進行再結(jié)合，不入射到光纖12上。因此，實現(xiàn)了關(guān)于光信號B的反方向的隔離。
按照這樣的本發(fā)明的第3實施方式的無偏振依存型多心光隔離器30，如上所述，從光纖10～13在正方向上入射的光信號A和光信號B在金紅石晶體3內(nèi)，正常光線O和異常光線E在與包含2對的光纖10、11和光纖12、13的各光軸的平面垂直且與這些各光軸平行的方向上被分離。此外，在聚束性棒狀透鏡6的端面6a中，這些正常光線O和異常光線E的各光軸與聚束性棒狀透鏡6的聚束中心光軸6c幾乎平行，同時位于離聚束中心光軸6c大致等距離的位置上。此外，由全反射鏡9反射的反射光信號的這些正常光線O和異常光線E在聚束性棒狀透鏡6的端面6a中其各光軸與聚束中心光軸6c幾乎平行，同時位于離聚束中心光軸6c大致等距離的位置上，在金紅石晶體3內(nèi)，在與包含2對的光纖10、11和光纖12、13的各光軸的平面垂直且與這些各光軸平行的方向上再結(jié)合。因此，在不變更在多個光隔離器部分中發(fā)揮共同的功能的金紅石晶體3、半波長片5、聚束性棒狀透鏡6、磁化拓榴石晶體8和全反射鏡9這樣的功能構(gòu)成部件的情況下，只通過增減入射光纖和射出光纖的對的數(shù)目，就可進行光信號路數(shù)目的調(diào)整。因而，即使增設(shè)光信號路，功能構(gòu)成部件也不會大型化。而且，在光信號路的增設(shè)時，沒有必要更換功能構(gòu)成部件，可提供在增設(shè)變更中不需要下工夫的無偏振依存型多心光隔離器30。此外，在一方的對光纖10與光纖11之間和另一方的對光纖12與光纖13之間，大致消除了傳輸?shù)竭M行再結(jié)合的金紅石晶體3為止的正常光線O和異常光線E的光路長度的差，幾乎不發(fā)生偏振模式分散。因而，正常光線O和異常光線E傳輸?shù)浇鸺t石晶體3為止需要的時間的差小于等于0.01[psec]，幾乎為零，在將該無偏振依存型多心光隔離器30應(yīng)用于大于等于10[Gb/s]的高速光傳送裝置內(nèi)的情況下，也沒有其使用個數(shù)等的限制。
此外，在上述的實施方式中，即使調(diào)換半波長片5和石英玻璃片4的位置，對于光信號的作用也不變，可調(diào)換半波長片5和石英玻璃片4的位置。即，在金紅石晶體3與聚束性棒狀透鏡6之間，在入射的光信號A和光信號B或反射的反射光信號A和反射光信號B的一方通過的位置上配置半波長片5、在另一方通過的位置上配置石英玻璃片4即可。即使在任一種配置中，從光纖10入射的光信號A和從光纖12入射的光信號B在其正常光線O和異常光線E被金紅石晶體3分離了之后其偏振方向被半波長片5旋轉(zhuǎn)45°，或在由金紅石晶體3分離并由全反射鏡9反射了后，其偏振方向被半波長片5旋轉(zhuǎn)45°。
此外，在上述實施方式中，由于在聚束性棒狀透鏡6與磁化拓榴石晶體8之間設(shè)置了約200[μm]的空隙7，故即使磁化拓榴石晶體8的鐵成分吸收波長0.98[μm]的光而發(fā)生熱，由于空隙7的緣故，該熱也難以傳導(dǎo)到與磁化拓榴石晶體8鄰接的聚束性棒狀透鏡6中。因此，粘接磁化拓榴石晶體8和與其鄰接的聚束性棒狀透鏡6的粘接劑等不會因發(fā)熱的溫度上升而變質(zhì)惡化進而發(fā)生特性變化。在用波長0.98[μm]實際地照射了24小時的100[mW]的光時，確認了在照射的前后沒有特性變化。
此外，在上述實施方式中，由于在磁化拓榴石晶體8的與聚束性棒狀透鏡6對峙的面相反一側(cè)的面上也蒸鍍加工形成了全反射鏡9，故磁化拓榴石晶體8的與聚束性棒狀透鏡6對峙的面相反一側(cè)的面在原有狀態(tài)下起到全反射鏡9的功能。因此，沒有必要與磁化拓榴石晶體8鄰接地新設(shè)置另外的反射單元，可緊湊地構(gòu)成一列形光隔離器30。
此外，在上述實施方式中，由于預(yù)先磁化了磁化拓榴石晶體8，故可利用磁化拓榴石晶體8具有的磁場使通過磁化拓榴石晶體8的光信號的偏振方向旋轉(zhuǎn)。因此，沒有必要設(shè)置從外部對磁化拓榴石晶體8施加磁場的裝置，可緊湊地構(gòu)成一列形光隔離器30。
其次，說明將本發(fā)明應(yīng)用于光纖通信系統(tǒng)的第4實施方式的無偏振依存型多心光隔離器40。
圖13(a)是本實施方式的無偏振依存型多心光隔離器40的平面圖，該圖(b)是其側(cè)面圖。再有，在本實施方式的無偏振依存型多心光隔離器40的以下的說明中，對與第3實施方式的無偏振依存型多心光隔離器30的各構(gòu)成要素為同一或相當(dāng)?shù)臉?gòu)成要素附以同一符號，省略其說明。
按下述順序排列光纖陣列42、金紅石晶體3、石英玻璃片4和半波長片5、聚束性棒狀透鏡26、空隙7、磁化拓榴石晶體8以及全反射鏡9構(gòu)成了無偏振依存型多心光隔離器40。與第3實施方式同樣，在同一平面上以250[μm]的間隔并列地配置光軸互相平行的2對光纖10、11和光纖12、13，且對光纖陣列42進行了一體化。
對于本實施方式的無偏振依存型多心光隔離器40來說，對于與光纖10～13的各光軸垂直的平面傾斜8°形成了光纖陣列42的端面42a。與光纖陣列42的端面42a平行地、即傾斜8°配置了金紅石晶體3、石英玻璃片4和半波長片5的各輸入輸出端面3a、3b、4a、4b、5a、5b。再者，傾斜8°形成了聚束性棒狀透鏡26的與石英玻璃片4和半波長片5對峙的端面26a，使其與光纖陣列42的端面42a大致平行。而且，在光信號A和光信號B傾斜8°入射的情況下，半波長片5的光軸與其相一致。除此以外的結(jié)構(gòu)成為與第3實施方式中的無偏振依存型多心光隔離器30相同的結(jié)構(gòu)。
其次，說明在上述的結(jié)構(gòu)中波長1.55[μm]的光信號A和光信號B在正方向上經(jīng)過無偏振依存型多心光隔離器40傳輸?shù)那闆r的工作。在上述的圖13中示出了光信號A從光纖10起在正方向上被入射了時的光信號路徑和光信號B從光纖12起在正方向上被入射了時的光信號路徑。此外，在圖14(a)～(i)中示出了圖13中示出的FA、FB、FC、FD、FE、FF、FG、FH、FJ的各位置中的光信號A的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。此外，在該圖(j)～(r)中示出了這些各位置中的光信號B的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。圖14與上述的圖10、圖12同樣，示出了從光纖陣列42一側(cè)看金紅石晶體3一側(cè)時看到的狀態(tài)，與紙面垂直的方向成為光纖10～13的各光軸方向。此外，水平地描繪的虛線也表示包含光纖10～13的各光軸的平面，垂直地描繪的一點劃線表示通過光纖陣列42的中心線2c并與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的平面。該平面包含了聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c。
如圖13中所示，從光纖10的另一端10b在正方向上被入射的光信號A起初以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖14(a)中示出了此時的光信號A的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，正常光線O與異常光線E正交。如上所述，由于在與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的方向上對金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c進行了取向，故光信號A在通過金紅石晶體3時具有與晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的異常光線E從具有與晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的正常光線O起受到空間位移3d，正常光線O和異常光線E如圖14(b)中所示，在垂直于包含光纖10～13的各光軸的平面的方向上被分離。
已被分離的正常光線O和異常光線E以既定角度入射到半波長片5的端面5a上。此時，由于相對于圖14(b)中示出的狀態(tài)的正常光線O的偏振方向在反時針方向上以22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，故如圖14(c)中所示，在反時針方向上使正常光線O和異常光線E的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°。
接著，正常光線O和異常光線E入射到聚束性棒狀透鏡26的端面26a上。此時，正常光線O和異常光線E入射到大致以等間隔在上下夾住與包含光纖10～13的各光軸的平面平行且包含聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c的平面的位置上。此時，正常光線O和異常光線E處于離聚束中心光軸6c大致為等距離的位置上。在聚束性棒狀透鏡26內(nèi)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相接近，同時也接近于聚束中心光軸6c，以約1°的射出角從透鏡端面射出。在圖14(d)中示出了此時的正常光線O和異常光線E的狀態(tài)。
其次，從聚束性棒狀透鏡26的透鏡端面射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到磁化拓榴石晶體8上。利用該磁化拓榴石晶體8使正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。其次，利用全反射鏡9反射來自磁化拓榴石晶體8的光信號A，但在該全反射鏡9上，如圖14(e)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。
利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用該磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。通過往復(fù)地通過磁化拓榴石晶體8，使各光線O、E各自的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°，如果與在半波長片5中的45°的旋轉(zhuǎn)合在一起，則結(jié)果就在反時針方向上旋轉(zhuǎn)90°。在圖14(f)中示出了該狀態(tài)。
此外，利用在全反射鏡9中的反射，在通過聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c并與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E的物理的位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)保持了與反射前相同的狀態(tài)。此外，在與包含光纖10～13的各光軸的平面平行的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E夾住聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c，空間位置從光纖10一側(cè)被調(diào)換到光纖11一側(cè)。
其次，從磁化拓榴石晶體8射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到聚束性棒狀透鏡26上。利用聚束性棒狀透鏡26的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相離開，同時也從聚束中心光軸6c離開。在圖14(g)中示出了此時的狀態(tài)。接著，正常光線O和異常光線E通過石英玻璃片4，但各光線的偏振方向不受影響。在圖14(h)中示出了此時的狀態(tài)。
其次，正常光線O和異常光線E以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3b上。在金紅石晶體3內(nèi)，由于正常光線O的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的狀態(tài)，故正常光線O受到空間位移作用。但是，由于異常光線E的偏振方向被旋轉(zhuǎn)90°，成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的狀態(tài)，故不受到空間位移作用而通過。因而，受到了空間位移的正常光線O，如圖14(i)中所示，與異常光線E再結(jié)合。再結(jié)合的正常光線O和異常光線E入射到光纖11上，作為正方向的輸出光信號傳送給外部的光信號路。
此外，從光纖12的另一端12b在正方向上被入射的光信號B，如圖14(j)～(r)中所示，在光信號A的外側(cè)以與光信號A同樣的路徑來傳輸。即，光信號B起初以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖14(j)中示出了此時的光信號B的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，正常光線O與異常光線E正交。正常光線O和異常光線E，如圖14(k)中所示，在金紅石晶體3內(nèi)在垂直于包含光纖10～13的各光軸的平面的方向上被分離了后，如圖14(l)中所示，利用半波長片5分別在反時針方向上旋轉(zhuǎn)45°。接著，入射到聚束性棒狀透鏡26內(nèi)的正常光線O和異常光線E，如圖14(m)中所示那樣被變換從透鏡端面射出。然后，在通過了空隙7之后，入射到磁化拓榴石晶體8上，使偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。接著，利用全反射鏡9反射正常光線O和異常光線E。如圖14(n)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。
其次，利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。在圖14(o)中示出了該狀態(tài)。接著，正常光線O和異常光線E通過了空隙7后，利用聚束性棒狀透鏡26的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E如圖14(p)中所示那樣被變換。其后，通過石英玻璃片4，但各光線的偏振方向不受影響。在圖14(q)中示出了此時的狀態(tài)。其后，在金紅石晶體3內(nèi)，因金紅石晶體3的緣故，正常光線O受到空間位移作用，但由于異常光線E不受到空間位移作用而通過，如圖14(r)中所示，正常光線O與異常光線E再結(jié)合。再結(jié)合的正常光線O和異常光線E入射到光纖13上，作為正方向的輸出光信號傳送給外部的光信號路。
其次，說明波長1.55[μm]的光信號A和光信號B在反方向上經(jīng)過無偏振依存型多心光隔離器40傳輸?shù)那闆r的工作。在圖15中示出了光信號A從光纖11起在反方向上被入射了時的光信號路徑和光信號B從光纖13起在反方向上被入射了時的光信號路徑，該圖(a)是無偏振依存型多心光隔離器40的平面圖，該圖(b)是其側(cè)面圖。再有，在該圖中，對與圖13為同一的部分附以同一符號，省略其說明。此外，在圖16(a)～(i)中示出了圖15中示出的BA、BB、BC、BD、BE、BF、BG、BH、BJ的各位置中的光信號A的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，在該圖(j)～(r)中示出了這些各位置中的光信號B的正常光線O和異常光線E的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系。此外，圖16與上述的圖10、圖12、圖14同樣，示出了從光纖陣列42一側(cè)看金紅石晶體3一側(cè)時看到的狀態(tài)，與紙面垂直的方向成為光纖10～13的各光軸方向。此外，在該圖中，水平地描繪的虛線也表示包含光纖10～13的各光軸的平面，垂直地描繪的一點劃線也表示通過光纖陣列42的中心線2c并與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的平面。該平面包含了聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c。
如圖15中所示，波長1.55[μm]的光信號A從光纖11起在反方向上射出，起初以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖16(a)中示出了此時的狀態(tài)，正常光線O與異常光線E正交。入射到金紅石晶體3上的光信號A如上所述，在金紅石晶體3內(nèi)，如圖16(b)中所示，具有與晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波的異常光線E受到離開具有與晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的正常光線O的空間位移3d，正常光線O和異常光線E在垂直于包含光纖10～13的各光軸的平面的方向上被分離。接著，已被分離的正常光線O和異常光線E通過石英玻璃片4，但正常光線O和異常光線E的偏振方向不受影響，不旋轉(zhuǎn)。在圖16(c)中示出了此時的狀態(tài)。
其次，從石英玻璃片4射出的正常光線O和異常光線E以既定角度入射到聚束性棒狀透鏡26的端面26a上。此時，正常光線O和異常光線E入射到大致以等間隔在上下夾住與包含光纖10～13的各光軸的平面平行且包含聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c的平面的位置上。此時，正常光線O和異常光線E處于離聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c大致為等距離的位置上。在聚束性棒狀透鏡26內(nèi)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相接近，同時也接近于聚束中心光軸6c，以約1°的射出角從透鏡端面射出。在圖16(d)中示出了此時的正常光線O和異常光線E的狀態(tài)。
從聚束性棒狀透鏡26的透鏡端面射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到磁化拓榴石晶體8上。利用該磁化拓榴石晶體8使已被入射的正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°。其次，利用全反射鏡9反射來自磁化拓榴石晶體8的光信號A，但在該全反射鏡9上，如圖16(e)中所示，正常光線O和異常光線E的位置大體一致。利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E再次入射到磁化拓榴石晶體8上，利用該磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。通過往復(fù)地通過磁化拓榴石晶體8，結(jié)果使各光線O、E的偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)了45°。在圖16(f)中示出了該狀態(tài)。
此外，利用在全反射鏡9中的反射，在通過聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c并與包含光纖10～13的各光軸的平面垂直的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E的物理的位置被調(diào)換，但各自的偏振狀態(tài)保持了與反射前相同的狀態(tài)。此外，在與包含光纖10～13的各光軸的平面平行的面內(nèi)，正常光線O和異常光線E夾住聚束性棒狀透鏡26的聚束中心光軸6c，空間位置從光纖11一側(cè)被調(diào)換到光纖10一側(cè)。
其次，從磁化拓榴石晶體8射出的正常光線O和異常光線E通過約200[μm]的空隙7入射到聚束性棒狀透鏡26上。利用聚束性棒狀透鏡26的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E被變換為平行光線，隨著光線的行進互相離開，同時也從聚束中心光軸6c離開。在圖16(g)中示出了此時的狀態(tài)。
接著，已被分離的正常光線O和異常光線E以既定角度入射到半波長片5的端面5b上，但由于相對于圖16(g)中示出的狀態(tài)的正常光線O的偏振方向以-22.5°的角度對半波長片5的光軸進行了取向，故正常光線O和異常光線E的偏振方向在反時針方向上被旋轉(zhuǎn)-45°。其結(jié)果，利用半波長片5旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度-45°與利用磁化拓榴石晶體8旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度45°抵消，正常光線O和異常光線E的偏振方向的旋轉(zhuǎn)角度的總和為0°。在圖16(h)中示出了該狀態(tài)。
其次，通過了半波長片5的正常光線O和異常光線E以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3b上。此時，由于正常光線O成為具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c垂直的方向的偏振波的狀態(tài)，故正常光線O不受到空間位移作用而通過。此外，由于異常光線E具有與金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c平行的方向的偏振波，故如圖16(i)中所示，受到從正常光線O離開的空間位移作用。其結(jié)果，正常光線O與異常光線E不進行再結(jié)合，由于都從光纖10偏移約30[μm]，故不入射到光纖10上。因此，實現(xiàn)了關(guān)于光信號A的反方向的隔離。
此外，從光纖13的另一端13b在反方向上被入射的光信號B，如圖16(j)～(r)中所示，在光信號A的外側(cè)以與光信號A同樣的路徑來傳輸。即，光信號B起初以既定角度入射到金紅石晶體3的端面3a上。在圖16(j)中示出了此時的光信號B的偏振狀態(tài)和配置關(guān)系，正常光線O與異常光線E正交。正常光線O和異常光線E，如圖16(k)中所示，在金紅石晶體3內(nèi)在垂直于包含光纖10～13的各光軸的平面的方向上被分離。已被分離的正常光線O和異常光線E，如圖16(l)中所示，在偏振方向不旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下通過了石英玻璃片4后，利用聚束性棒狀透鏡26如圖16(m)中所示那樣被變換。接著，在正常光線O和異常光線E通過了空隙7之后，在利用磁化拓榴石晶體8使偏振方向在反時針方向上旋轉(zhuǎn)22.5°之后利用全反射鏡9反射正常光線O和異常光線E。如圖16(n)中所示，在該全反射鏡9上正常光線O和異常光線E的位置大體一致。
其次，利用全反射鏡9反射的正常光線O和異常光線E再次因磁化拓榴石晶體8在反時針方向上再旋轉(zhuǎn)22.5°。在圖16(o)中示出了該狀態(tài)。接著，正常光線O和異常光線E通過空隙7，利用聚束性棒狀透鏡26的效應(yīng)，正常光線O和異常光線E如圖16(p)中所示那樣被變換。其后，如圖16(q)中所示，利用半波長片5分別使正常光線O和異常光線E在反時針方向上旋轉(zhuǎn)-45°。其后，在金紅石晶體3內(nèi)，正常光線O不受到空間位移作用而通過，但由于異常光線E因金紅石晶體3受到空間位移作用，故如圖16(r)中所示，正常光線O與異常光線E不進行再結(jié)合，不入射到光纖12上。因此，實現(xiàn)了關(guān)于光信號B的反方向的隔離。
在這樣的本發(fā)明的第4實施方式的無偏振依存型多心光隔離器40中，也能得到與上述的第3實施方式中的無偏振依存型多心光隔離器30同樣的作用和效果。
再者，按照本實施方式的無偏振依存型多心光隔離器40，由于光纖陣列42的端面42a對于與光纖10～13的各光軸垂直的平面傾斜了8°，與光纖陣列42的端面42a大致平行地配置、形成了金紅石晶體3和半波長片5的各光輸入輸出端面3a、3b、5a、5b和聚束性棒狀透鏡26的與石英玻璃片4和半波長片5對峙的端面26a。因此，從光纖10～13入射的入射光信號A或入射光信號B和由全反射鏡9反射的反射光信號A或反射光信號B在金紅石晶體3、半波長片5的各光輸入輸出端面3a、3b、5a、5b和聚束性棒狀透鏡26的與半波長片5對峙的端面26a上反射而產(chǎn)生的反射光不返回到原來的方向，不入射到射出源的各光纖10～13內(nèi)。因此，減少了從光纖10～13入射的入射光信號A、B和由全反射鏡9反射的反射光信號A、B在各端面3a、3b、5a、5b和26a上反射而產(chǎn)生的反射光的影響。因而，減少了反射光被輸入到與光纖10～13連接的光裝置中的情況，在光信號在正方向上傳輸時，反射光不成為光裝置的噪聲。
再有，在上述的第3和第4的各實施方式中，說明了在光纖陣列32或光纖陣列42中并列地配置了2對光纖10、11和光纖12、13的情況，但本發(fā)明不限于此，如以下所示，可根據(jù)需要選擇光纖的對的數(shù)目。
圖17是用與各光纖10～13垂直的面切斷了利用在陣列本體中開了口的毛細管、即利用毛細管的孔在同一平面上以等間隔固定了入射光纖10、12...和射出光纖11、13...的光纖陣列2的剖面圖。該圖(a)示出了以2條光纖10、11間的中心為中心線2c在左右分成各n條配置了合計2n(n≥2)條的n對光纖的情況。該圖(b)示出了以1條光纖的光軸為中心線2c同樣在左右分成各n條配置了合計2n條的n對光纖的情況。在陣列本體中開了口的毛細管中插入了各入射光纖10、12...和射出光纖11、13...構(gòu)成了光纖陣列2，或者，在對陣列本體進行了切削加工的V槽中放置固定各入射光纖10、12...和射出光纖11、13...構(gòu)成了光纖陣列2。
按照該結(jié)構(gòu)，n對的入射光纖10、12...和射出光纖11、13...間的間隔成為以光纖陣列2的1條光纖為中心線2c對稱地配置的2條光纖間的距離或以光纖陣列2的2條光纖10、11間的中心為中心線2c對稱地配置的2條光纖間的距離。因而，可根據(jù)無偏振依存型多心光隔離器30、40的使用用途或使用空間來選擇入射光纖10、12...和射出光纖11、13...間的間隔。此外，經(jīng)構(gòu)成光信號路的多條光纖和在陣列本體的毛細管或V槽中進行了排列的光纖連接無偏振依存型多心光隔離器30、40。因此，無偏振依存型多心光隔離器30、40可容易地與構(gòu)成光信號路的多條光纖連接。此外，只通過將光纖陣列2與芯數(shù)不同的其它的光纖陣列更換，就可容易地構(gòu)成信號路數(shù)不同的無偏振依存型多心光隔離器30、40。
此外，在上述的第3和第4的各實施方式中，說明了在同一平面上并列地配置一方的對的入射光纖10和射出光纖11以及另一方的對的入射光纖12和射出光纖13的情況。但是，這些各對的光纖10～13不一定需要處于同一平面上，也可分別在不同的平面上配置一方的對的入射光纖10和射出光纖11以及另一方的對的入射光纖12和射出光纖13。此外，各光纖10～13可不一定以等間隔來配置，只要成對的入射光纖和射出光纖處于離光纖陣列2的中心線2c為等間隔的位置上即可。
此外，在上述的第3和第4的各實施方式中，說明了在從光纖10射出的光信號A和從光纖12射出的光信號B通過的一側(cè)配置了半波長片5的情況，但如上所述，也可在由全反射鏡9反射的反射光信號A和反射光信號B通過的一側(cè)配置半波長片5。再者，也可使用不使偏振方向旋轉(zhuǎn)的媒質(zhì)來代替使用石英玻璃片4。
此外，在上述的第3和第4的各實施方式中，使用了磁化拓榴石晶體8作為非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，但在所使用的光信號波長中，只要是使偏振波旋轉(zhuǎn)22.5°的非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，也可使用其它的媒質(zhì)。例如，也可以是用磁性體覆蓋非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件的結(jié)構(gòu)，即，也可在元件的外部設(shè)置對未磁化的非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件供給既定的磁場的磁鐵。此外，使用了折射率分布型的聚束性棒狀透鏡6、26作為聚光單元，但在從各光纖10～13入射的光信號A和光信號B被金紅石晶體3分離為正常光線O和異常光線E的情況下，只要對金紅石晶體3的晶體光學(xué)軸3c進行了取向，使得正常光線O和異常光線E的分離方向相對于包含光纖10～13的對的各光軸的平面正交，只要將正常光線O和異常光線E配置在分別離透鏡的中心光軸大致等距離的位置上，就可使用多個不同的聚光單元。
此外，在上述的第4實施方式中，說明了相對于與光纖10、11、12、13的光軸垂直的平面將光纖陣列42的端面42a、金紅石晶體3、石英玻璃片4、半波長片5的各光輸入輸出端面3a、3b、4a、4b、5a、5b和聚束性棒狀透鏡26的端面26a傾斜了8°的情況，但也可在3～16°的范圍內(nèi)傾斜。
在上述的任一種情況下，都可得到與上述的各實施方式同樣的作用和效果。
在上述的各實施方式中，說明了將一列形光隔離器應(yīng)用于光通信系統(tǒng)的情況，但本發(fā)明不限定于此，也可應(yīng)用于光傳感器系統(tǒng)。在這樣的情況下，也可起到與上述的各實施方式同樣的作用和效果。
權(quán)利要求
1.一種一列形光隔離器，其特征在于按下述順序?qū)ο率霾糠诌M行了排列其光軸互相平行且并列地配置的、入射正方向的光信號的入射光纖和射出從該入射光纖入射的正方向的光信號的射出光纖；偏振波分離元件，對相對于晶體光學(xué)軸處于既定方向的光信號的異常光線作用空間位移，將上述正方向的光信號分離為正常光線和異常光線；偏振面旋轉(zhuǎn)元件，設(shè)置在上述入射光纖的光軸一側(cè)或上述射出光纖的光軸一側(cè)，根據(jù)上述正方向和與其相反的反方向的傳輸方向使上述正常光線和上述異常光線的偏振方向分別向相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)；聚光單元，變換光信號的上述正常光線和上述異常光線的聚光狀態(tài)；非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，與上述傳輸方向無關(guān)地使上述正常光線和上述異常光線的偏振方向向一定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)；以及反射單元，反射從該非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件射出的光信號的上述正常光線和上述異常光線，使光信號再次入射到上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件上，以下述方式互相配置了上述偏振波分離元件、上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件和上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，即，使得利用上述偏振波分離元件分離的上述正常光線和上述異常光線的由上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度和由上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度，在上述正常光線和上述異常光線被上述入射光纖的光軸一側(cè)部分的上述偏振波分離元件分離并在上述正方向上傳輸時成為相同的旋轉(zhuǎn)方向；因上述射出光纖的光軸一側(cè)部分的上述偏振波分離元件而受到返回到上述正常光線和上述異常光線一致的相互位置上的空間位移作用，在上述正常光線和上述異常光線被上述射出光纖的光軸一側(cè)部分的上述偏振波分離元件分離并在上述反方向上傳輸時成為相反的旋轉(zhuǎn)方向而被抵消，因上述入射光纖的光軸一側(cè)部分的上述偏振波分離元件而受到上述正常光線和上述異常光線的相互位置進一步被分離的空間位移作用，對上述偏振波分離元件的晶體光學(xué)軸進行了取向，使得上述正常光線和上述異常光線的分離方向與包含上述入射光纖和上述射出光纖的各光軸的平面垂直且配置在與該各光軸平行的面內(nèi)，離上述入射光纖和上述射出光纖的各光軸等距離地配置了上述聚光單元的聚束中心光軸，且在上述聚光單元的與上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的一側(cè)，離在上述入射光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕纳鲜稣９饩€和上述異常光線以及在上述射出光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕纳鲜稣９饩€和上述異常光線這4條光線的各光軸大致等距離地配置了上述聚光單元的聚束中心光軸。
2.一種一列形光隔離器，其特征在于按下述順序?qū)ο率霾糠诌M行了排列其光軸互相平行且并列地配置的、入射正方向的光信號的入射光纖和射出從該入射光纖入射的正方向的光信號的射出光纖的多個對；偏振波分離元件，對相對于晶體光學(xué)軸處于既定方向的光信號的異常光線作用空間位移，將上述正方向的光信號分離為正常光線和異常光線；偏振面旋轉(zhuǎn)元件，設(shè)置在上述入射光纖的光軸一側(cè)或上述射出光纖的光軸一側(cè)，根據(jù)上述正方向和與其相反的反方向的傳輸方向使上述正常光線和異常光線的偏振方向分別向相反的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)；聚光單元，變換光信號的上述正常光線和上述異常光線的聚光狀態(tài)；非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，與上述傳輸方向無關(guān)地使上述正常光線和上述異常光線的偏振方向向一定的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)；以及反射單元，反射從該非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件射出的光信號的上述正常光線和上述異常光線，使光信號再次入射到上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件上，以下述方式互相配置了上述偏振波分離元件、上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件和上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件，即，使得利用上述偏振波分離元件分離的上述正常光線和上述異常光線的由上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度和由上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件旋轉(zhuǎn)的偏振方向的角度，在上述正常光線和上述異常光線被上述入射光纖的光軸一側(cè)部分的上述偏振波分離元件分離并在上述正方向上傳輸時成為相同的旋轉(zhuǎn)方向，因上述射出光纖的光軸一側(cè)部分的上述偏振波分離元件而受到返回到上述正常光線和上述異常光線一致的相互位置上的空間位移作用，在上述正常光線和上述異常光線被上述射出光纖的光軸一側(cè)部分的上述偏振波分離元件分離并在上述反方向上傳輸時成為相反的旋轉(zhuǎn)方向而被抵消，因上述入射光纖的光軸一側(cè)部分的上述偏振波分離元件而受到上述正常光線和上述異常光線的相互位置進一步被分離的空間位移作用，對上述偏振波分離元件的晶體光學(xué)軸進行了取向，使得上述正常光線和上述異常光線的分離方向與包含上述入射光纖和上述射出光纖對的各光軸的平面垂直且配置在與該各光軸平行的面內(nèi)，離成對的入射光纖和射出光纖的各光軸等距離地配置了上述聚光單元的聚束中心光軸，且在上述聚光單元的與上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的一側(cè)，離在上述入射光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕纳鲜稣９饩€和上述異常光線以及在與上述入射光纖成對的上述射出光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柕纳鲜稣９饩€和上述異常光線這4條光線的各光軸大致等距離地配置了上述聚光單元的聚束中心光軸。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的一列形光隔離器，其特征在于上述入射光纖和上述射出光纖作為光纖陣列被一體化，該光纖陣列的端面相對于包含上述入射光纖和上述射出光纖的各光軸的平面是垂直的，相對于任一個光軸都垂直，上述偏振波分離元件和上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件的各光輸入輸出端面以及上述聚光單元的與上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件對峙的端面大致與上述光纖陣列的上述端面平行。
4.如權(quán)利要求1或2中所述的一列形光隔離器，其特征在于上述入射光纖和上述射出光纖作為光纖陣列被一體化，該光纖陣列的端面相對于與上述入射光纖和上述射出光纖的任一個光軸都垂直的面以既定角度傾斜，相對于與上述聚光單元的上述聚束中心光軸垂直的面以既定角度傾斜，使得上述聚光單元的與上述光纖陣列對峙的面與上述光纖陣列的上述端面大致平行，上述偏振波分離元件和上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件的各光輸入輸出端面按照上述光纖陣列的上述端面的斜度傾斜地進行了排列。
5.如權(quán)利要求3或4中所述的一列形光隔離器，其特征在于上述光纖陣列由多心套圈構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求5中所述的一列形光隔離器，其特征在于上述多心套圈具有插入上述入射光纖和上述射出光纖的、開了口的毛細管。
7.如權(quán)利要求5中所述的一列形光隔離器，其特征在于上述多心套圈具有放置并固定上述入射光纖和上述射出光纖的、被并列地加工的V槽。
8.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求7的任一項中所述的一列形光隔離器，其特征在于在上述偏振波分離元件與上述聚光單元之間，在上述入射光纖的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘柣蛟谏鲜錾涑龉饫w的光軸一側(cè)傳輸?shù)墓庑盘栔械囊环酵ㄟ^的位置上配置了上述偏振面旋轉(zhuǎn)元件，在另一方通過的位置上配置了非晶性光學(xué)元件。
9.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求8的任一項中所述的一列形光隔離器，其特征在于在上述聚光單元與上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件之間設(shè)置了隔熱單元。
10.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求9的任一項中所述的一列形光隔離器，其特征在于在上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件的與上述聚光單元對峙的面相反一側(cè)的面上直接加工并形成了上述反射單元。
11.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求10的任一項中所述的一列形光隔離器，其特征在于預(yù)先對上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件進行了磁化。
12.如權(quán)利要求11中所述的一列形光隔離器，其特征在于上述非相反偏振面旋轉(zhuǎn)元件被磁性體覆蓋且被預(yù)先磁化。
13.如權(quán)利要求1至權(quán)利要求12的任一項中所述的一列形光隔離器，其特征在于上述聚光單元由折射率分布型的棒狀透鏡構(gòu)成。
全文摘要
在以前的光隔離器中，發(fā)生了因偏振引起的光信號的分散現(xiàn)象，或因拓榴石晶體的發(fā)熱而引起特性變化。因此，在本發(fā)明中，對金紅石晶體(3)的晶體光學(xué)軸(3c)進行了取向，使得正常光線O和異常光線E的分離方向成為與包含光纖(10、11)的各自的光軸的平面垂直的方向。此外，與光纖(10、11)的各自的光軸平行地配置了聚束性棒狀透鏡(6)的聚束中心光軸(6c)，同時在離經(jīng)過光纖(10)的光軸一側(cè)傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E以及經(jīng)過光纖(11)的光軸一側(cè)傳輸?shù)恼９饩€O和異常光線E這4條光線大致等距離的位置上配置了聚束性棒狀透鏡(6)的聚束中心光軸(6c)。此外，在聚束性棒狀透鏡(6)與磁化拓榴石晶體(8)之間設(shè)置了約200[μm]的空隙(7)作為隔熱單元。
文檔編號G02B6/26GK1809778SQ200480017648
公開日2006年7月26日 申請日期2004年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月27日
發(fā)明者竹內(nèi)善明, 渡邊秀, 福崎郁夫 申請人:大崎電氣工業(yè)株式會社