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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2025040336
(43)【公開日】2025-03-24
(54)【発明の名称】光アイソレータ
(51)【国際特許分類】
G02B 27/28 20060101AFI20250314BHJP
【ＦＩ】
G02B27/28 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023147203
(22)【出願日】2023-09-11
(71)【出願人】
【識別番号】392017004
【氏名又は名称】湖北工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000213
【氏名又は名称】弁理士法人プロスペック特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】岩崎 勝博
(72)【発明者】
【氏名】木藤 克哉
【テーマコード（参考）】
2H199
【Ｆターム（参考）】
2H199AA02
2H199AA07
2H199AA09
2H199AA16
2H199AA32
2H199AA67
2H199AA83
2H199AA92
(57)【要約】
【課題】 光アイソレータを小型化する。
【解決手段】 光アイソレータ１０は、第１光ファイバ２０と、第１レンズ３０と、第１及び第２アイソレータユニット４０、５０と、第２レンズ６０と、第２光ファイバ７０を備え、これらの部材は順方向にこの順に所定の軸線に沿って配置されている。第１アイソレータユニットは、第１複屈折板４２と、これより順方向後段の第２複屈折板４６を含み、第２アイソレータユニットは、第３複屈折板５２と、これより順方向後段の第４複屈折板５６を含む。第１乃至第４複屈折板は、順方向に進行する光線の入射面又は出射面を構成する傾斜面４２ａ，４６ａ、５２ａ，５６ａをそれぞれ有する。第１光ファイバの斜研磨方向と第１複屈折板の傾斜方向とは１８０°を成しており、第２光ファイバの斜研磨方向と第４複屈折板の傾斜方向とは１８０°を成しており、第２及び第３複屈折板の傾斜方向は互いに直交している。
【選択図】 図１Ａ
【解決手段】 光アイソレータ１０は、第１光ファイバ２０と、第１レンズ３０と、第１及び第２アイソレータユニット４０、５０と、第２レンズ６０と、第２光ファイバ７０を備え、これらの部材は順方向にこの順に所定の軸線に沿って配置されている。第１アイソレータユニットは、第１複屈折板４２と、これより順方向後段の第２複屈折板４６を含み、第２アイソレータユニットは、第３複屈折板５２と、これより順方向後段の第４複屈折板５６を含む。第１乃至第４複屈折板は、順方向に進行する光線の入射面又は出射面を構成する傾斜面４２ａ，４６ａ、５２ａ，５６ａをそれぞれ有する。第１光ファイバの斜研磨方向と第１複屈折板の傾斜方向とは１８０°を成しており、第２光ファイバの斜研磨方向と第４複屈折板の傾斜方向とは１８０°を成しており、第２及び第３複屈折板の傾斜方向は互いに直交している。
【選択図】 図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１又は複数の第１コアを備え、その第１端面が斜研磨されている第１光ファイバと、第１光軸を有する第１レンズと、第１アイソレータユニットと、第２アイソレータユニットと、第２光軸を有する第２レンズと、１又は複数の第２コアを備え、その第２端面が斜研磨されている第２光ファイバと、を備え、これらが順方向においてこの順に所定の軸線に沿って配置されている光アイソレータであって、
前記第１レンズは、前記第１光ファイバの前記第１コアから出射される任意の偏光状態にある１又は複数の光線をコリメートし、
前記第１アイソレータユニットは、第１複屈折板と、その順方向後段に位置している第２複屈折板と、前記第１及び第２複屈折板の間に設けられた第１ファラデー回転子と、を含み、
前記第２アイソレータユニットは、第３複屈折板と、その順方向後段に位置している第４複屈折板と、前記第３及び第４複屈折板の間に設けられた第２ファラデー回転子と、を含み、
前記第２レンズは、前記第１及び第２アイソレータユニットを透過した前記光線が前記第２光ファイバの対応する前記第２コアに入射するように前記光線を収束させ、
前記第１乃至第４複屈折板のそれぞれは、四角柱形状を呈し、その中心軸は前記軸線と直交しており、且つ、前記軸線に対して傾斜している法線を有する傾斜面を有しており、
前記第１及び第３複屈折板の前記傾斜面は、前記順方向に進行する光線の入射面をそれぞれ構成しており、前記第２及び第４複屈折板の前記傾斜面は、前記順方向に進行する光線の出射面をそれぞれ構成しており、
前記第１乃至第４複屈折板のそれぞれは、前記傾斜面と接続されており且つ前記中心軸と平行である一対の対向面を有しており、前記一対の対向面のうち軸線方向における辺の長さが短いほうの面である幅狭面から前記長さが長い方の面である幅広面に向かう方向を前記傾斜面の傾斜方向と規定すると、前記第１及び第２複屈折板の傾斜方向は１８０°を成すとともに前記第３及び第４複屈折板の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第１及び第２光ファイバの前記第１及び第２端面をそれぞれ正面視した場合において、対応する前記第１及び第２レンズからそれぞれ最も離間している位置である遠位端から対応する前記第１及び第２レンズにそれぞれ最も近接している位置である近位端に向かう方向を斜研磨方向と規定すると、
前記第１光ファイバの斜研磨方向と前記第１複屈折板の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第２光ファイバの斜研磨方向と前記第４複屈折板の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第２複屈折板の傾斜方向と前記第３複屈折板の傾斜方向は互いに直交している、
光アイソレータ。
前記第１レンズは、前記第１光ファイバの前記第１コアから出射される任意の偏光状態にある１又は複数の光線をコリメートし、
前記第１アイソレータユニットは、第１複屈折板と、その順方向後段に位置している第２複屈折板と、前記第１及び第２複屈折板の間に設けられた第１ファラデー回転子と、を含み、
前記第２アイソレータユニットは、第３複屈折板と、その順方向後段に位置している第４複屈折板と、前記第３及び第４複屈折板の間に設けられた第２ファラデー回転子と、を含み、
前記第２レンズは、前記第１及び第２アイソレータユニットを透過した前記光線が前記第２光ファイバの対応する前記第２コアに入射するように前記光線を収束させ、
前記第１乃至第４複屈折板のそれぞれは、四角柱形状を呈し、その中心軸は前記軸線と直交しており、且つ、前記軸線に対して傾斜している法線を有する傾斜面を有しており、
前記第１及び第３複屈折板の前記傾斜面は、前記順方向に進行する光線の入射面をそれぞれ構成しており、前記第２及び第４複屈折板の前記傾斜面は、前記順方向に進行する光線の出射面をそれぞれ構成しており、
前記第１乃至第４複屈折板のそれぞれは、前記傾斜面と接続されており且つ前記中心軸と平行である一対の対向面を有しており、前記一対の対向面のうち軸線方向における辺の長さが短いほうの面である幅狭面から前記長さが長い方の面である幅広面に向かう方向を前記傾斜面の傾斜方向と規定すると、前記第１及び第２複屈折板の傾斜方向は１８０°を成すとともに前記第３及び第４複屈折板の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第１及び第２光ファイバの前記第１及び第２端面をそれぞれ正面視した場合において、対応する前記第１及び第２レンズからそれぞれ最も離間している位置である遠位端から対応する前記第１及び第２レンズにそれぞれ最も近接している位置である近位端に向かう方向を斜研磨方向と規定すると、
前記第１光ファイバの斜研磨方向と前記第１複屈折板の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第２光ファイバの斜研磨方向と前記第４複屈折板の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第２複屈折板の傾斜方向と前記第３複屈折板の傾斜方向は互いに直交している、
光アイソレータ。
【請求項2】
請求項１に記載の光アイソレータにおいて、
前記第１光ファイバは、複数の前記第１コアを備えるマルチコア光ファイバ、又は、１つの前記第１コアを備える複数本のシングルコア光ファイバが束ねられたバンドル光ファイバであり、
前記第１光ファイバの前記第１端面の正面視において、前記複数の第１コアは、前記複数の第１コアの中心に関して点対称に配置されており、
前記第１端面上の前記中心は、前記第１レンズの焦点上に位置しており、
前記第１コアから出射される光線の光路を平均化した平均光路を進行する光線を平均光線と規定すると、
前記第１及び第２複屈折板の各傾斜面のテーパ角は、前記第１アイソレータユニット内における前記平均光線の正味の屈折量が、前記第１レンズから出射された前記平均光線の前記第１光軸からのシフト量と等しくなるような値に設定されている、
光アイソレータ。
前記第１光ファイバは、複数の前記第１コアを備えるマルチコア光ファイバ、又は、１つの前記第１コアを備える複数本のシングルコア光ファイバが束ねられたバンドル光ファイバであり、
前記第１光ファイバの前記第１端面の正面視において、前記複数の第１コアは、前記複数の第１コアの中心に関して点対称に配置されており、
前記第１端面上の前記中心は、前記第１レンズの焦点上に位置しており、
前記第１コアから出射される光線の光路を平均化した平均光路を進行する光線を平均光線と規定すると、
前記第１及び第２複屈折板の各傾斜面のテーパ角は、前記第１アイソレータユニット内における前記平均光線の正味の屈折量が、前記第１レンズから出射された前記平均光線の前記第１光軸からのシフト量と等しくなるような値に設定されている、
光アイソレータ。
【請求項3】
請求項２に記載の光アイソレータにおいて、
前記第１光軸は、前記軸線上に位置している、
光アイソレータ。
前記第１光軸は、前記軸線上に位置している、
光アイソレータ。
【請求項4】
請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の光アイソレータにおいて、
前記第１光ファイバは、複数の前記第１コアを備えるマルチコア光ファイバ、又は、１つの前記第１コアを備える複数本のシングルコア光ファイバが束ねられたバンドル光ファイバであり、
前記第２光ファイバは、複数の前記第２コアを備えるマルチコア光ファイバ、又は、１つの前記第２コアを備える複数本のシングルコア光ファイバが束ねられたバンドル光ファイバであり、
前記第２光ファイバの前記第２端面の正面視において、前記複数の第２コアは、前記複数の第２コアの中心に関して点対称に配置されており、
前記第２端面上の前記中心は、前記第２レンズの焦点上に位置しており、
前記第１コアから出射される光線の光路を平均化した平均光路を進行する光線を平均光線と規定すると、
前記平均光線は、前記第２アイソレータユニット内を前記第３及び第４複屈折板の傾斜方向と平行な方向である屈折方向に屈折し、
前記第３及び第４複屈折板の各傾斜面のテーパ角は、前記第２アイソレータユニット内における前記平均光線の正味の屈折量が、前記第２レンズに入射する前記平均光線の前記第２光軸からの前記屈折方向におけるシフト量と等しくなるような値に設定されている、
光アイソレータ。
前記第１光ファイバは、複数の前記第１コアを備えるマルチコア光ファイバ、又は、１つの前記第１コアを備える複数本のシングルコア光ファイバが束ねられたバンドル光ファイバであり、
前記第２光ファイバは、複数の前記第２コアを備えるマルチコア光ファイバ、又は、１つの前記第２コアを備える複数本のシングルコア光ファイバが束ねられたバンドル光ファイバであり、
前記第２光ファイバの前記第２端面の正面視において、前記複数の第２コアは、前記複数の第２コアの中心に関して点対称に配置されており、
前記第２端面上の前記中心は、前記第２レンズの焦点上に位置しており、
前記第１コアから出射される光線の光路を平均化した平均光路を進行する光線を平均光線と規定すると、
前記平均光線は、前記第２アイソレータユニット内を前記第３及び第４複屈折板の傾斜方向と平行な方向である屈折方向に屈折し、
前記第３及び第４複屈折板の各傾斜面のテーパ角は、前記第２アイソレータユニット内における前記平均光線の正味の屈折量が、前記第２レンズに入射する前記平均光線の前記第２光軸からの前記屈折方向におけるシフト量と等しくなるような値に設定されている、
光アイソレータ。
【請求項5】
請求項４に記載の光アイソレータにおいて、
前記第２光軸は、前記軸線上に位置している、
光アイソレータ。
前記第２光軸は、前記軸線上に位置している、
光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、光アイソレータに関する。特に、偏光無依存型の光アイソレータに関する。
【背景技術】
【0002】
光ファイバ１本当たりの伝送容量を増大させ、１ビット当たりのコストを低減する目的で、マルチコア光ファイバを用いた空間分割多重（ＳＤＭ：Space Division Multiplexing）技術が適用された光伝送システムに関する研究開発が進められている。この光伝送システムには光アイソレータが不可欠である。光アイソレータは、光線を順方向にのみ通過させる光学部品である。例えば、特許文献１には、一対の複屈折板と、その間に設けられたファラデー回転子と、を含むアイソレータユニットが２個直列に配置されたアイソレータユニット群を備える光アイソレータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特許第２７４７７７５号
【発明の概要】
【0004】
一般に、光アイソレータの寸法は小さい方が望ましい。しかしながら、例えばマルチコア光ファイバ用の光アイソレータにおいては、戻り光によるクロストークの増大を抑制するためにその寸法を大型化せざるを得ないという問題があり、この問題は、コア数が増加するほど顕著であった。このため、マルチコア光ファイバ用の光アイソレータを小型化することは特に困難であった。これまでは光アイソレータの光学特性を向上させることに重点が置かれており、寸法の小型化については十分な検討がなされておらず、改善の余地がある。
【0005】
本発明は、上述した問題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、光アイソレータを小型化することが可能な技術を提案することにある。
【0006】
本発明の光アイソレータ（１０）は、
１又は複数の第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４）を備え、その第１端面（２０ａ）が斜研磨されている第１光ファイバ（２０）と、第１レンズ（３０）と、第１アイソレータユニット（４０）と、第２アイソレータユニット（５０）と、第２レンズ（６０）と、１又は複数の第２コア（Ｃ１乃至Ｃ４）を備え、その第２端面（７０ａ）が斜研磨されている第２光ファイバ（７０）と、を備え、これらが順方向においてこの順に所定の軸線（Ａ）に沿って配置されている。
前記第１レンズ（３０）は、前記第１光ファイバ（２０）の前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４）から出射される任意の偏光状態にある１又は複数の光線をコリメートし、
前記第１アイソレータユニット（４０）は、第１複屈折板（４２）と、その順方向後段に位置している第２複屈折板（４６）と、前記第１及び第２複屈折板の間に設けられた第１ファラデー回転子（４４）と、を含み、
前記第２アイソレータユニット（５０）は、第３複屈折板（５２）と、その順方向後段に位置している第４複屈折板（５６）と、前記第３及び第４複屈折板の間に設けられた第２ファラデー回転子（５４）と、を含み、
前記第２レンズ（６０）は、前記第１及び第２アイソレータユニット（４０、５０）を透過した前記光線が前記第２光ファイバ（７０）の対応する前記第２コア（Ｃ１乃至Ｃ４）に入射するように前記光線を収束させ、
前記第１乃至第４複屈折板（４２，４６、５２，５６）のそれぞれは、四角柱形状を呈し、その中心軸は前記軸線（Ａ）と直交しており、且つ、前記軸線（Ａ）に対して傾斜している法線を有する傾斜面（４２ａ，４６ａ、５２ａ，５６ａ）を有しており、
前記第１及び第３複屈折板（４２、５２）の前記傾斜面（４２ａ、５２ａ）は、前記順方向に進行する光線の入射面をそれぞれ構成しており、前記第２及び第４複屈折板（４６、５６）の前記傾斜面（４６ａ、５６ａ）は、前記順方向に進行する光線の出射面をそれぞれ構成しており、
前記第１乃至第４複屈折板（４２，４６、５２，５６）のそれぞれは、前記傾斜面と接続されており且つ前記中心軸と平行である一対の対向面（４２ｃ，４２ｄ、４６ｃ，４６ｄ、５２ｃ，５２ｄ、５６ｃ，５６ｄ）を有しており、前記一対の対向面のうち軸線方向における辺の長さが短いほうの面である幅狭面（４２ｃ、４６ｃ、５２ｃ、５６ｃ）から前記長さが長い方の面である幅広面（４２ｄ、４６ｄ、５２ｄ、５６ｄ）に向かう方向を前記傾斜面の傾斜方向と規定すると、前記第１及び第２複屈折板（４２，４６）の傾斜方向は１８０°を成すとともに前記第３及び第４複屈折板（５２，５６）の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第１及び第２光ファイバ（２０、７０）の前記第１及び第２端面（２０ａ、７０ａ）をそれぞれ正面視した場合において、対応する前記第１及び第２レンズ（３０、６０）からそれぞれ最も離間している位置である遠位端から対応する前記第１及び第２レンズ（３０、６０）にそれぞれ最も近接している位置である近位端に向かう方向を斜研磨方向と規定すると、
前記第１光ファイバ（２０）の斜研磨方向と前記第１複屈折板（４２）の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第２光ファイバ（７０）の斜研磨方向と前記第４複屈折板（５６）の傾斜方向は１８０°を成しており、前記第２複屈折板（４６）の傾斜方向と前記第３複屈折板（５２）の傾斜方向は互いに直交している。
１又は複数の第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４）を備え、その第１端面（２０ａ）が斜研磨されている第１光ファイバ（２０）と、第１レンズ（３０）と、第１アイソレータユニット（４０）と、第２アイソレータユニット（５０）と、第２レンズ（６０）と、１又は複数の第２コア（Ｃ１乃至Ｃ４）を備え、その第２端面（７０ａ）が斜研磨されている第２光ファイバ（７０）と、を備え、これらが順方向においてこの順に所定の軸線（Ａ）に沿って配置されている。
前記第１レンズ（３０）は、前記第１光ファイバ（２０）の前記第１コア（Ｃ１乃至Ｃ４）から出射される任意の偏光状態にある１又は複数の光線をコリメートし、
前記第１アイソレータユニット（４０）は、第１複屈折板（４２）と、その順方向後段に位置している第２複屈折板（４６）と、前記第１及び第２複屈折板の間に設けられた第１ファラデー回転子（４４）と、を含み、
前記第２アイソレータユニット（５０）は、第３複屈折板（５２）と、その順方向後段に位置している第４複屈折板（５６）と、前記第３及び第４複屈折板の間に設けられた第２ファラデー回転子（５４）と、を含み、
前記第２レンズ（６０）は、前記第１及び第２アイソレータユニット（４０、５０）を透過した前記光線が前記第２光ファイバ（７０）の対応する前記第２コア（Ｃ１乃至Ｃ４）に入射するように前記光線を収束させ、
前記第１乃至第４複屈折板（４２，４６、５２，５６）のそれぞれは、四角柱形状を呈し、その中心軸は前記軸線（Ａ）と直交しており、且つ、前記軸線（Ａ）に対して傾斜している法線を有する傾斜面（４２ａ，４６ａ、５２ａ，５６ａ）を有しており、
前記第１及び第３複屈折板（４２、５２）の前記傾斜面（４２ａ、５２ａ）は、前記順方向に進行する光線の入射面をそれぞれ構成しており、前記第２及び第４複屈折板（４６、５６）の前記傾斜面（４６ａ、５６ａ）は、前記順方向に進行する光線の出射面をそれぞれ構成しており、
前記第１乃至第４複屈折板（４２，４６、５２，５６）のそれぞれは、前記傾斜面と接続されており且つ前記中心軸と平行である一対の対向面（４２ｃ，４２ｄ、４６ｃ，４６ｄ、５２ｃ，５２ｄ、５６ｃ，５６ｄ）を有しており、前記一対の対向面のうち軸線方向における辺の長さが短いほうの面である幅狭面（４２ｃ、４６ｃ、５２ｃ、５６ｃ）から前記長さが長い方の面である幅広面（４２ｄ、４６ｄ、５２ｄ、５６ｄ）に向かう方向を前記傾斜面の傾斜方向と規定すると、前記第１及び第２複屈折板（４２，４６）の傾斜方向は１８０°を成すとともに前記第３及び第４複屈折板（５２，５６）の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第１及び第２光ファイバ（２０、７０）の前記第１及び第２端面（２０ａ、７０ａ）をそれぞれ正面視した場合において、対応する前記第１及び第２レンズ（３０、６０）からそれぞれ最も離間している位置である遠位端から対応する前記第１及び第２レンズ（３０、６０）にそれぞれ最も近接している位置である近位端に向かう方向を斜研磨方向と規定すると、
前記第１光ファイバ（２０）の斜研磨方向と前記第１複屈折板（４２）の傾斜方向は１８０°を成しており、
前記第２光ファイバ（７０）の斜研磨方向と前記第４複屈折板（５６）の傾斜方向は１８０°を成しており、前記第２複屈折板（４６）の傾斜方向と前記第３複屈折板（５２）の傾斜方向は互いに直交している。
【0007】
本発明によれば、光アイソレータを小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1A】本発明の実施形態に係る光アイソレータの側面図である。
【図2】入力側のマルチコア光ファイバの端面の正面図である。
【図3】出力側のマルチコア光ファイバの端面の正面図である。
【図4A】１つ目の比較例としての光アイソレータの側面図であり、出力側のマルチコア光ファイバの斜研磨方向及び出力側コリメータの軸線からのシフト量を示す図である。
【図5A】２つ目の比較例としての光アイソレータの側面図であり、出力側のマルチコア光ファイバの斜研磨方向及び出力側コリメータの軸線からのシフト量を示す図である。
【図6A】３つ目の比較例としての光アイソレータの側面図であり、出力側のマルチコア光ファイバの斜研磨方向及び出力側コリメータの軸線からのシフト量を示す図である。
【図7】順方向後段のアイソレータユニットの前段の複屈折板の傾斜方向に対する出力側のマルチコア光ファイバの斜研磨方向の角度θと出力側のマルチコア光ファイバの軸線からの変位量Δｄとの関係を規定したグラフである。
【図8A】光アイソレータの前段部分の側面図であり、平均光路を示す図である。
【図8B】光アイソレータの後段部分の平面図であり、平均光路を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係る光アイソレータ１０について説明する。光アイソレータ１０は、偏光無依存型、即ち、入射光線の偏光状態に関わらず挿入損失が変化しないタイプの光アイソレータである。図１Ａは光アイソレータ１０の側面図であり、図１Ｂは光アイソレータ１０の平面図である。図１Ａ及び図１Ｂに示すように、光アイソレータ１０は、マルチコア光ファイバ２０と、レンズ３０と、アイソレータユニット群Ｇと、レンズ６０と、マルチコア光ファイバ７０と、を備える（以下、マルチコア光ファイバを「ＭＣＦ」とも称する。）。これらの部材は、軸線Ａに沿って上記の順に配置されている。光アイソレータ１０には、直交座標系が設定されている。ｚ軸は、ＭＣＦ２０からＭＣＦ７０に向かう方向が正方向となるように軸線Ａと平行に延びている。ｙ軸は、ｚ軸と直交しており、図１Ａにおいて紙面上方向が正方向となるように延びている。ｘ軸は、ｙ軸及びｚ軸と直交しており、図１Ｂにおいて紙面上方向が正方向となるように延びている。
【0010】
本明細書では、＋ｚ軸方向を光アイソレータ１０の順方向と規定し、－ｚ軸方向を光アイソレータ１０の逆方向と規定している。このため、ＭＣＦ２０は入力側のマルチコア光ファイバとして機能し、ＭＣＦ７０は出力側のマルチコア光ファイバとして機能する。
図１Ａ及び図１Ｂでは、入力側のＭＣＦ２０から出射された光線（厳密には、後述するコアＣ１からの出射光線）の順方向における光路を示す。
図１Ａ及び図１Ｂでは、入力側のＭＣＦ２０から出射された光線（厳密には、後述するコアＣ１からの出射光線）の順方向における光路を示す。
【0011】
本明細書では、図を見易くするために、特定の部材（例えば、ＭＣＦ２０及び７０）の寸法及び光線の角度等を変更して図示している。ＭＣＦ２０及びＭＣＦ７０は、それぞれ「第１光ファイバ」及び「第２光ファイバ」の一例に相当する。レンズ３０及びレンズ６０は、それぞれ「第１レンズ」及び「第２レンズ」の一例に相当する。
【0012】
ＭＣＦ２０は円柱状であり、少なくともその＋ｚ軸方向の端部における中心軸線は、軸線Ａと一致している。ＭＣＦ２０の当該端部は、図示しないフェルールに挿通されて保持されている。ＭＣＦ２０の端面２０ａ及びフェルールの端面は一括して斜研磨されており、その研磨角度は例えば８°である。本明細書では、任意のＭＣＦの端面を正面視した場合において、「対応するレンズから最も離間している位置である遠位端」から「対応するレンズに最も近接している位置である近位端」に向かう方向を「斜研磨方向」と規定する。この場合、ＭＣＦ２０の斜研磨方向は＋ｙ軸方向である（図１Ａ参照）。
【0013】
図２は、端面２０ａの正面図（即ち、端面２０ａを中心軸線に沿って見た図）である。図２に示すように、ＭＣＦ２０は、４つのコアＣ１乃至Ｃ４と、これらのコアＣ１乃至Ｃ４を取り囲む共通のクラッドＣＬと、を備える。コアＣ１乃至Ｃ４は、端面２０ａの中心を中心とした正方形の頂点に位置しており、当該中心に関して点対称である。別言すれば、端面２０ａの正面視において、コアＣ１乃至Ｃ４は、これらのコアＣ１乃至Ｃ４の中心に関して点対称である。コアピッチは４４μｍである。コアＣ１乃至Ｃ４は、ＭＣＦ２０の中心軸線と平行な方向に延在している。
【0014】
図１Ａ及び図１Ｂに戻って説明を続ける。レンズ３０は、焦点距離が２．５ｍｍのコリメートレンズであり、より詳細には、回転対称な曲面を有する非球面レンズである。レンズ３０の光軸は、軸線Ａ上に位置している。また、端面２０ａ上のコアＣ１乃至コアＣ４の中心は、レンズ３０の焦点（－ｚ軸方向側の焦点）上に位置している。ここで、「光ファイバの複数のコアの中心」とは、当該光ファイバの端面における当該複数のコアを頂点とする多角形の中心を意味する。なお、レンズ３０の曲面は、各コアＣ１乃至Ｃ４からの光線をコリメート可能であれば、非回転対称であってもよい。また、レンズ３０は、球面レンズ又はＧＲＩＮレンズであってもよいし、片面が平坦なレンズであってもよい。レンズ３０の光軸は、「第１光軸」の一例に相当する。
【0015】
ＭＣＦ２０が収容されたフェルールと、レンズ３０と、によりコリメータＣｉｎが構成されている。コリメータＣｉｎは入力側のコリメータとして機能する。
【0016】
アイソレータユニット群Ｇは、２個のアイソレータユニット４０及び５０が直列に接続されて成る。アイソレータユニット４０は、軸線Ａに沿って配置された一対の複屈折板４２及び４６と、これら一対の複屈折板４２及び４６の間に設けられたファラデー回転子４４と、を含む。アイソレータユニット５０は、アイソレータユニット４０に対して順方向後段に位置しており、軸線Ａに沿って配置された一対の複屈折板５２及び５６と、これら一対の複屈折板５２及び５６の間に設けられたファラデー回転子５４と、を含む。アイソレータユニット４０及び５０は、それぞれ「第１アイソレータユニット」及び「第２アイソレータユニット」の一例に相当する。複屈折板４２、４６、５２及び５６は、それぞれ「第１複屈折板」、「第２複屈折板」、「第３複屈折板」及び「第４複屈折板」の一例に相当する。ファラデー回転子４４及び５４は、それぞれ「第１ファラデー回転子」及び「第２ファラデー回転子」の一例に相当する。
【0017】
複屈折板４２、４６、５２及び５６は、何れもルチル（ＴｉＯ２）を材料とするくさび形形状の複屈折性を有する単結晶であり、互いに同一の光学特性を有する。複屈折板４２、４６、５２及び５６は、断面が直角台形の四角柱であり、これらの大きさ及び形状は互いに同一である。複屈折板４２、４６、５２及び５６の中心軸は、軸線Ａと直交する方向に延びている。なお、複屈折板４２、４６、５２及び５６の断面形状は直角台形に限られず、任意の矩形状であってもよい。また、複屈折性を有する単結晶には、ルチル以外を材料とする単結晶が用いられてもよい。更に、複屈折板４２、４６、５２及び５６には、複屈折性を有する単結晶に限られず、複屈折性を有する他の光学要素が用いられてもよい。
【0018】
複屈折板４２は、複屈折板４６に対して順方向前段に位置している。複屈折板４２は、側周面（複屈折板４２の中心軸と平行な面）を構成する４つの面として、面４２ａ、４２ｂ、４２ｃ及び４２ｄを有する。面４２ａ及び４２ｂは互いに対向しており、面４２ｃ及び４２ｄは互いに対向している。別言すれば、面４２ｃ及び４２ｄは、面４２ａ及び４２ｂにそれぞれ接続されている。面４２ｂはｘｙ平面と平行であり、面４２ａは面４２ｂに対し所定のテーパ角（例えば、５°）だけ傾斜している。即ち、面４２ａの法線は軸線Ａに対して上記テーパ角だけ傾斜している。複屈折板４２は、面４２ａ及び４２ｂがそれぞれ順方向に進行する光線の入射面及び出射面となるように配置されている。面４２ｃの幅（ｚ軸方向の長さ）は、面４２ｄの幅よりも狭い。即ち、面４２ｃは幅狭面であり、面４２ｄは幅広面である。
【0019】
複屈折板４６は、側周面（複屈折板４６の中心軸と平行な面）を構成する４つの面として、面４６ａ、４６ｂ、４６ｃ及び４６ｄを有する。面４６ａ及び４６ｂは互いに対向しており、面４６ｃ及び４６ｄは互いに対向している。別言すれば、面４６ｃ及び４６ｄは、面４６ａ及び４６ｂにそれぞれ接続されている。面４６ｂはｘｙ平面と平行であり、面４６ａは面４６ｂに対し上記テーパ角だけ傾斜している。即ち、面４６ａの法線は軸線Ａに対して上記テーパ角だけ傾斜している。複屈折板４６は、面４６ｂ及び４６ａがそれぞれ順方向に進行する光線の入射面及び出射面となるように配置されている。面４６ｃの幅は、面４６ｄの幅よりも狭い。即ち、面４６ｃは幅狭面であり、面４６ｄは幅広面である。
【0020】
上記の説明から明らかなように、アイソレータユニット４０内では、傾斜面である面４２ａ及び４６ａが外側を向いており、垂直面である面４２ｂ及び４６ｂが内側を向いている。ここで、幅狭面（面４２ｃ又は４６ｃ）から幅広面（面４２ｄ又は４６ｄ）に向かう方向を「傾斜方向」と規定する（図１Ａにおいては、複屈折板４２の傾斜方向は－ｙ軸方向であり、複屈折板４６の傾斜方向は＋ｙ軸方向である。）。この場合、複屈折板４２及び４６は、両者の傾斜方向が１８０°を成すように配置されている。特に、本実施形態では、面４２ａのテーパ角は面４６ａのテーパ角と等しい。このため、複屈折板４２及び４６は、面４２ａと面４６ａとが互いに平行となるように配置されているということもできる。また、複屈折板４２の光学軸及び複屈折板４６の光学軸はそれぞれ異なる方向に延びており、両者の成す角度は４５°である。
【0021】
加えて、アイソレータユニット４０は、複屈折板４２の傾斜方向とＭＣＦ２０の斜研磨方向とが１８０°を成すように配置されている。即ち、複屈折板４２の傾斜方向は－ｙ軸方向を向いており、複屈折板４６の傾斜方向は＋ｙ軸方向を向いている。
【0022】
ファラデー回転子４４は、入射光線の偏光面を特定方向（例えば、順方向においては時計回りであり、逆方向においては反時計回り）に４５°だけ回転させる。
【0023】
複屈折板５２は、複屈折板５６に対して順方向前段に位置している。アイソレータユニット５０内における複屈折板５２の構成は、アイソレータユニット４０内における複屈折板４２の構成と同一である。また、アイソレータユニット５０内における複屈折板５６の構成は、アイソレータユニット４０内における複屈折板４６の構成と同一である。このため、アイソレータユニット５０内では、傾斜面である面５２ａ及び５６ａが外側を向いており、垂直面である面５２ｂ及び５６ｂが内側を向いている。また、複屈折板５２及び５６は、両者の傾斜方向が１８０°を成すように配置されている。特に、本実施形態では、面５２ａのテーパ角は面５６ａのテーパ角と等しい。このため、複屈折板５２及び５６は、面５２ａと面５６ａとが互いに平行となるように配置されているということもできる。更に、複屈折板５２の光学軸及び複屈折板５６の光学軸はそれぞれ異なる方向に延びており、両者の成す角度は４５°である。
【0024】
ファラデー回転子５４は、入射光線の偏光面を上記特定方向とは反対の反特定方向（例えば、順方向においては反時計回りであり、逆方向においては時計回り）に４５°だけ回転させる。
【0025】
アイソレータユニット４０及び５０は、複屈折板４６の光学軸と複屈折板５２の光学軸（隣接する複屈折板の光学軸同士）が直交する位置関係となるように配置されている。これにより、アイソレータユニット４０（即ち、順方向前段のアイソレータユニット）において分離されて出射される分離光線のそれぞれがアイソレータユニット５０（即ち、順方向後段のアイソレータユニット）において更に分離されることを抑制できるという効果が得られる（後述）。なお、当該効果が得られる限り、ファラデー回転子５４が入射光線の偏光面を回転させる方向はファラデー回転子４４の方向と同一であってもよい。なお、本実施形態では、複屈折板４６の傾斜方向（＋ｙ軸方向）と複屈折板５２の傾斜方向（－ｘ軸方向）は直交している。
【0026】
レンズ６０は、焦点距離が２．５ｍｍのコリメートレンズであり、より詳細には、回転対称な曲面を有する非球面レンズである。レンズ６０の光軸は、軸線Ａ上に位置している。なお、レンズ６０の曲面は、コリメート光を収束可能であれば、非回転対称であってもよい。また、レンズ６０は、球面レンズ又はＧＲＩＮレンズであってもよいし、片面が平坦なレンズであってもよい。レンズ６０の光軸は、「第２光軸」の一例に相当する。
【0027】
ＭＣＦ７０は円柱状であり、少なくともその－ｚ軸方向の端部における中心軸線は、軸線Ａと一致している。ＭＣＦ７０の当該端部は、図示しないフェルールに挿通されて保持されている。ＭＣＦ７０の端面７０ａ及びフェルールの端面は一括して斜研磨されており、その研磨角度は例えば８°である。ＭＣＦ７０は、その斜研磨方向と複屈折板５６の傾斜方向とが１８０°を成すように配置されている。即ち、ＭＣＦ７０の斜研磨方向は－ｘ軸方向を向いている（図１Ｂ参照）。
【0028】
図３は、端面７０ａの正面図（即ち、端面７０ａを中心軸線に沿って見た図）である。図３に示すように、ＭＣＦ７０は、４つのコアＣ１乃至Ｃ４と、これらのコアＣ１乃至Ｃ４を取り囲む共通のクラッドＣＬと、を備える。コアＣ１乃至Ｃ４は、端面７０ａの中心を中心とした正方形の頂点に位置しており、当該中心に関して点対称である。別言すれば、端面７０ａの正面視において、コアＣ１乃至Ｃ４は、コアＣ１乃至Ｃ４の中心に関して点対称である。コアピッチは４４μｍである。また、端面７０ａ上のコアＣ１乃至Ｃ４の中心は、レンズ６０の焦点（＋ｚ軸方向側の焦点）上に位置している。コアＣ１乃至Ｃ４は、ＭＣＦ７０の中心軸線と平行な方向に延在している。
【0029】
【0030】
コリメータＣｉｎ、アイソレータユニット群Ｇ、及び、コリメータｏｕｔは、図示しないスリーブに収容され、その両端がゴム封止される。ゴム封止された両端からはＭＣＦ２０及び７０がその外部に延びている。本明細書において「光アイソレータ１０を小型化する」とは、このスリーブのサイズを小さくする（特に、径方向に小さくする）ことを意味する。
【0031】
光アイソレータ１０の構成部材を上記のように配置することにより、ＭＣＦ２０及び７０の斜研磨方向は必然的に直交することになる。より具体的には、ＭＣＦ７０の斜研磨方向は、複屈折板５２（即ち、後段のアイソレータユニットにおける前段の複屈折板）の傾斜方向と必然的に一致する（０°を成す）。この構成によれば、光アイソレータ１０を小型化できる（後述）。
【0032】
次に、光アイソレータ１０内を進行する光線の光路について説明する。なお、図を見易くするため、図１Ａ及び図１Ｂでは、ＭＣＦ２０の各コアＣ１乃至Ｃ４（図２参照）からそれぞれ出射される光線ｂ１乃至ｂ４のうちコアＣ１からの光線ｂ１のみ図示している。これは、後述する図４Ａ乃至図６Ｂについても同様である。
【0033】
まず、順方向においては、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、ＭＣＦ２０の各コアＣ１乃至Ｃ４を伝搬してきた任意の偏光状態にある光線ｂ１乃至ｂ４は、端面２０ａからレンズ３０に向けて出射される。これらの光線ｂ１乃至ｂ４は、進行するにつれて発散する発散光であり、端面２０ａが斜研磨されていることにより軸線Ａに対して所定の角度だけ傾斜してレンズ３０に入射する。レンズ３０は、これらの入射光線ｂ１乃至ｂ４をそれぞれコリメート（平行化）する。コリメートされた光線ｂ１乃至ｂ４は、レンズ３０への入射位置及び入射角度に応じた出射角度でそれぞれ出射され、アイソレータユニット４０に入射する。複屈折板４２は、これらの入射光線ｂ１乃至ｂ４のそれぞれを、偏光面が互いに直交する常光線と、異常光線と、に分離する（図１Ａ及び図１Ｂでは、光線ｂ１の常光線及び異常光線のみ図示）。複屈折板４２から出射された常光線及び異常光線は、ファラデー回転子４４により偏光面が特定方向に４５°回転され、複屈折板４６を透過してアイソレータユニット５０に入射する。
【0034】
上述したように、複屈折板４６の光学軸と複屈折板５２の光学軸とは直交している。このため、常光線及び異常光線は、これ以上分離されることなくアイソレータユニット５０内を進行する。これにより、アイソレータユニット５０からの出射光線の数が増加することを抑制できる。加えて、複屈折板４６から出射された常光線及び異常光線は、アイソレータユニット５０に入射すると、それぞれ異常光線及び常光線へと変化する。これにより、アイソレータユニット４０を透過した直後に常光線と異常光線との間に生じていた伝搬遅延が解消される。このため、以下では、これらの光線の種類（常光線、異常光線）を区別することなく、単に「分離光線」とも称する。分離光線は、ファラデー回転子５４により偏光面がそれぞれ反特定方向に回転される。
【0035】
複屈折板５６を透過した分離光線は、レンズ６０に入射する。レンズ６０は、分離光線を収束させる。レンズ６０及びＭＣＦ７０は、レンズ６０から出射される分離光線が、斜研磨されたＭＣＦ７０の端面７０ａに適切な入射角度で入射するとともに、端面７０ａ上で収束するような位置関係となるようにそれぞれ配置されている。このため、ＭＣＦ２０のコアＣ１乃至Ｃ４からの分離光線は、ＭＣＦ７０の対応するコアＣ１乃至Ｃ４にそれぞれ収束する。この構成によれば、光アイソレータ１０の順方向における結合損失を極めて低くすることができる。
【0036】
次に、逆方向（図示省略）においては、ＭＣＦ７０の各コアＣ１乃至Ｃ４を伝搬してきた戻り光は、端面７０ａからレンズ６０に向けて出射され、軸線Ａに対して所定の角度だけ傾斜してレンズ６０に入射する。レンズ６０によりコリメートされた戻り光は、レンズ６０への入射位置及び入射角度に応じた出射角度でそれぞれ出射され、アイソレータユニット５０に入射する。複屈折板５６は、これらの戻り光のそれぞれを、常光線と異常光線とに分離する。複屈折板５６から出射された分離光線は、ファラデー回転子５４によりこれらの偏光面がそれぞれ反特定方向に４５°回転され、複屈折板５２を透過してアイソレータユニット４０に入射する。アイソレータユニット４０では、分離光線はこれ以上分離されることなく進行し、ファラデー回転子４４によりこれらの偏光面が特定方向にそれぞれ４５°回転される。複屈折板４２を透過した分離光線は、レンズ３０によりそれぞれ屈折されてＭＣＦ２０の近傍に到達する。なお、複屈折板５６から出射された分離光線の種類は、各複屈折板５２、４６及び４２において切り替わる。即ち、複屈折板５６から出射された常光線は、複屈折板５２に入射すると異常光線へと変化し、複屈折板４６に入射すると常光線へと変化し、複屈折板４２に入射すると異常光線へと変化する。同様に、複屈折板５６から出射された異常光線は、複屈折板５２に入射すると常光線へと変化し、複屈折板４６に入射すると異常光線へと変化し、複屈折板４２に入射すると常光線へと変化する。
【0037】
上述したように、本実施形態では、ＭＣＦ７０は、その斜研磨方向が複屈折板５６の傾斜方向と１８０°を成すような向きで配置されている。本願発明者らは、ＭＣＦ２０及びアイソレータユニット群Ｇを図１Ａ及び図１Ｂに示す位置で固定した状態で、ＭＣＦ７０の斜研磨方向を１回転させたときのＭＣＦ７０の変位量Δｄ（ＭＣＦ７０の中心軸線の軸線Ａからのシフト量）を計算した。回転の基準軸としては複屈折板５６の傾斜方向（即ち、＋ｘ軸方向）を採用した。即ち、順方向から見たときにＭＣＦ７０の斜研磨方向が＋ｘ軸から反時計回りに回転角θ（０°≦θ≦３６０°）だけ回転されたときの変位量Δｄを計算した。計算は小数第２位まで行った（少数第３位は切り捨て）。なお、ＭＣＦ７０は、レンズ６０をシフトさせることによりシフトするため、ＭＣＦ７０がシフトするということは、コリメータＣｏｕｔがシフトすることを意味する。
【0038】
図４Ａは、θ＝９０°のときの変位量Δｄ１を示し、図４Ｂは、θ＝９０°のときの変位量Δｄ２を示す。図４Ａ及び図４Ｂでは、符号４２ａ乃至４２ｄ及び符号５２ａ乃至５２ｄの図示を省略している。これは、後述する図５Ａ乃至図６Ｂについても同様である。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、θ＝９０°のとき（即ち、ＭＣＦ７０の斜研磨方向が－ｙ軸方向を向いているとき）は、ＭＣＦ７０（及びレンズ６０）を＋ｙ軸方向にΔｄ１だけシフトするとともに－ｘ軸方向にΔｄ２だけシフトすることにより、ＭＣＦ７０への入射光線の入射角が調整されている。なお、変位量ΔｄはΔｄ＝（（Δｄ１）２＋（Δｄ２）２）１／２として演算され得る。
【0039】
図５Ａは、θ＝２７０°のときのｙ軸方向における変位量Δｄ１を示し、図５Ｂは、θ＝２７０°のときのｘ軸方向における変位量Δｄ２を示す。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、θ＝２７０°のとき（即ち、ＭＣＦ７０の斜研磨方向が＋ｙ軸方向を向いているとき）は、ＭＣＦ７０（及びレンズ６０）を－ｙ軸方向にΔｄ１だけシフトするとともに－ｘ軸方向にΔｄ２だけシフトすることにより、ＭＣＦ７０への入射光線の入射角が調整されている。
【0040】
図６Ａは、θ＝０°のときの変位量Δｄ１を示し、図６Ｂは、θ＝０°のときの変位量Δｄ２を示す。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、θ＝０°のとき（即ち、ＭＣＦ７０の斜研磨方向が＋ｘ軸方向を向いているとき）は、ＭＣＦ７０（及びレンズ６０）を－ｘ軸方向にのみΔｄ２だけシフトすることにより、ＭＣＦ７０への入射光線の入射角が調整されている。従って、Δｄ＝Δｄ２である。
【0041】
【0042】
図７は、これらの計算結果に基づいて回転角θと変位量Δｄとの関係を規定したグラフである。図７に示すように、変位量Δｄは回転角θが１８０°のときに最小となり、回転角θが０°のときに最大となることが確認された。即ち、ＭＣＦ７０を、その斜研磨方向が複屈折板５６の傾斜方向と１８０°を成すような向きに配置することにより、コリメータＣｏｕｔの軸線Ａからの変位量をゼロに抑えることができ、光アイソレータ１０の小型化（特に、径方向における小型化）を実現できる。
【0043】
加えて、本願発明者らは、別の手段による光アイソレータ１０の小型化も検討した。以下、図８Ａ及び図８Ｂを参照して具体的に説明する。図８Ａは、図１Ａの光アイソレータ１０の前段部分の側面図であり、図８Ｂは、図１Ｂの光アイソレータ１０の後段部分の平面図である。図８Ａ及び図８Ｂでは、ＭＣＦ２０のコアＣ１及びＣ３（図２参照）から出射された光線ｂ１及びｂ３の光路をそれぞれ破線で示している。なお、図８Ａでは、光線ｂ１の光路と、光線ｂ４（ＭＣＦ２０のコアＣ４から出射された光線）の光路と、は一致している。また、光線ｂ３の光路と、光線ｂ２（ＭＣＦ２０のコアＣ２から出射された光線）の光路と、は一致している。図８Ｂでは、光線ｂ１の光路と、光線ｂ２の光路と、は一致しており、光線ｂ３の光路と、光線ｂ４の光路と、は一致している。このため、図８Ａ及び図８Ｂでは、実質的には、全てのコアＣ１乃至Ｃ４からの光線ｂ１乃至ｂ４の光路を示している。
【0044】
ここで、ＭＣＦ２０のコアＣ１乃至Ｃ４から出射される光線ｂ１乃至ｂ４の光路を平均化した平均光路を進行する光線を平均光線ｂと規定する。図８Ａ及び図８Ｂでは、平均光線ｂの光路を実線で示している。図８Ａに示すように、平均光線ｂは、ＭＣＦ２０のコアＣ１乃至Ｃ４の中心（即ち、レンズ３０の焦点）からレンズ３０に向けて出射される。平均光線Ｂは、軸線Ａに対して所定の角度だけ傾斜してレンズ３０に入射する。レンズ３０によりコリメートされて出射された平均光線ｂは、軸線Ａと平行に進行してアイソレータユニット４０に入射する。アイソレータユニット４０内でｙ軸方向（別言すれば、複屈折板４２の傾斜方向及び複屈折板４６の傾斜方向に平行な方向）に屈折されて出射された平均光線ｂは、軸線Ａと平行に（図８Ａの例では、軸線Ａ上を）進行する。なお、図８Ａでは図示を省略しているが、アイソレータユニット５０内では平均光線ｂはｙ軸方向には変位しない。このため、アイソレータユニット５０から出射された平均光線ｂは、そのまま軸線Ａと平行に直進してレンズ６０に入射する。レンズ６０は、平均光線ｂがレンズ６０のｙ軸方向における中心を通過するような位置に配置される。
【0045】
一方、図８Ｂに示すように、アイソレータユニット４０から出射された平均光線ｂは、アイソレータユニット５０内でｘ軸方向（別言すれば、複屈折板５２の傾斜方向及び複屈折板５６の傾斜方向に平行な方向）に屈折されて出射され、軸線Ａと平行に進行してレンズ６０に入射する。レンズ６０から出射された平均光線ｂは、ＭＣＦ７０のコアＣ１乃至Ｃ４の中心にて収束する。ｘ軸方向は「屈折方向」の一例に相当する。
【0046】
本願発明者らは、アイソレータユニット４０の複屈折板４２及び４６の面４２ａ及び４６ａのテーパ角を変化させたときの逸脱量Δｄｙを計算した。逸脱量Δｄｙは、レンズ６０の光軸（及びＭＣＦ７０の中心軸線）の軸線Ａからのｙ軸方向における逸脱量である。また、アイソレータユニット５０の複屈折板５２及び５６の面５２ａ及び５６ａのテーパ角を変化させたときの逸脱量Δｄｘを計算した。逸脱量Δｄｘは、レンズ６０の光軸（及びＭＣＦ７０の中心軸線）の軸線Ａからのｘ軸方向における逸脱量である。
【0047】
その結果、アイソレータユニット４０から出射される平均光線ｂの出射位置（複屈折板４６の面４６ａ上の位置）Ｐは、テーパ角が２°のときは軸線Ａから＋ｙ軸方向に０．０９７ｍｍだけ逸脱し、テーパ角が５°のときは軸線Ａから－ｙ軸方向に０．００５ｍｍだけ逸脱し（図１Ａ及び図１Ｂ参照）、テーパ角が１０°のときは軸線Ａから－ｙ軸方向に０．１７７ｍｍだけ逸脱した。これにより、テーパ角が２°のときはΔｄｙ＝０．０９７ｍｍ且つΔｄｘ＝０．０９７ｍｍとなり、テーパ角が５°のときはΔｄｙ＝０．００５ｍｍ且つΔｄｘ＝０．００５ｍｍとなり、テーパ角が１０°のときはΔｄｙ＝０．１７７ｍｍ且つΔｄｘ＝０．１７７ｍｍとなった。即ち、出射位置Ｐはテーパ角が大きくなるほど－ｙ軸方向に移動するため、これに伴いΔｄｙ及びΔｄｘが変化することが分かった。
【0048】
そこで、本願発明者らは、Δｄｙを低減することにより光アイソレータ１０のｙ軸方向における大型化の抑制を検討した。これは、平均光線ｂの出射位置Ｐが軸線Ａ上に位置するように複屈折板４２及び４６のテーパ角を調整することにより実現できる。別言すれば、「アイソレータユニット４０内における平均光線ｂの正味の屈折量Δｒ１」が、「レンズ３０から出射された平均光線ｂのｙ軸方向におけるシフト量（別言すれば、軸線Ａからのシフト量）Δｓ１」と等しくなるように複屈折板４２及び４６のテーパ角を調整することにより実現できる。また、本願発明者らは、Δｄｘを低減することにより光アイソレータ１０のｘ軸方向における大型化の抑制を検討した。これは、「アイソレータユニット５０内における平均光線ｂの正味の屈折量Δｒ２」が、「レンズ６０に入射する平均光線ｂのｘ軸方向におけるシフト量（別言すれば、軸線Ａからのシフト量）Δｓ２」と等しくなるように複屈折板５２及び５６のテーパ角を調整することにより実現できる。本実施形態では、Δｓ１＝Δｒ１且つΔｓ２＝Δｒ２を満たす複屈折板４２、４６、５２及び５６のテーパ角は何れも５°であった。
【0049】
以上説明したように、本実施形態によれば、光アイソレータ１０を適切に小型化することができる。
【0050】
以上、実施形態に係る光アイソレータについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。
【0051】
例えば、ＭＣＦ２０及びＭＣＦ７０の代わりに、１つのコアを備え、その端面が斜研磨されているシングルコア光ファイバ（以下、「ＳＣＦ」とも称する。）が用いられてもよい。この場合、入力側ＳＣＦは、その端面上のコア（の中心）がレンズ３０の焦点上に位置するように配置され、出力側のＳＣＦは、その端面上のコア（の中心）がレンズ６０の焦点上に位置するように配置され得る。入力側ＳＣＦ及びそのコアは、それぞれ「第１光ファイバ」及び「第１コア」の一例に相当する。出力側ＳＣＦ及びそのコアは、それぞれ「第２光ファイバ」及び「第２コア」の一例に相当する。
【0052】
或いは、ＭＣＦ２０及びＭＣＦ７０の代わりに、複数本のＳＣＦが束ねられたバンドル光ファイバが用いられてもよい。バンドル光ファイバでは、これら複数本のＳＣＦの端面が一括して斜研磨されている。入力側のバンドル光ファイバは、その端面の正面視において、複数のコアが、これら複数のコアの中心に関して点対称となるように設計されている。出力側のバンドル光ファイバについても同様である。入力側のバンドル光ファイバは、その端面上の複数のコアの中心がレンズ３０の焦点上に位置するように配置され、出力側のバンドル光ファイバは、その端面上の複数のコアの中心がレンズ６０の焦点上に位置するように配置され得る。入力側のバンドル光ファイバ及びその複数のコアは、それぞれ「第１光ファイバ」及び「第１コア」の一例に相当する。出力側のバンドル光ファイバ及びその複数のコアは、それぞれ「第２光ファイバ」及び「第２コア」の一例に相当する
【0053】
また、ＭＣＦ２０の斜研磨方向と複屈折板４２の傾斜方向とが１８０°を成しており、且つ、ＭＣＦ７０の斜研磨方向と複屈折板５６の傾斜方向とが１８０°を成していれば、複屈折板４２、４６、５２及び５６のテーパ角は、Δｓ１＝Δｒ１及びΔｓ２＝Δｒ２を満たす値でなくてもよい。
【0054】
更に、ＭＣＦ２０の中心軸線、レンズ３０の光軸、レンズ６０の光軸、及び／又は、レンズ６０の光軸は、必ずしも軸線Ａ上に位置していなくてもよい。
【0055】
更に、複屈折板４２、４６、５２及び５６のテーパ角は、Δｓ１＝Δｒ１とΔｓ２＝Δｒ２の何れか一方のみを満たす値であってもよい。
【符号の説明】
【0056】
１０：光アイソレータ、２０：マルチコア光ファイバ、３０：レンズ、４０：アイソレータユニット、５０：アイソレータユニット、６０：レンズ、７０：マルチコア光ファイバ
【図1A】
【図1B】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7】
【図8A】
【図8B】