(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも以下の（１）乃至（５）の工程によって製造されることを特徴とする光アイソレータ用素子の製造方法。
（１）１又は２以上の平板状ファラデー回転子と２以上の偏光子を仮固定用接着剤を介して積層する工程。
（２）前記工程（１）により積層された光学素子を短冊状にカットする工程。
（３）前記工程（２）によりカットされた光学素子を洗浄し、前記工程（１）にて塗布された仮固定用接着剤を排除する工程。
（４）前記工程（３）により短冊状になった１又は２以上の平板状ファラデー回転子と２以上の偏光子との間にそれぞれ空隙を設けて整列させ、前記工程（２）による切断面に基板を接着する工程。
（５）前記工程（４）により一体化された光学素子、基板をブロック状にカットし光アイソレータ用素子を複数個切り出す工程。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光源から出射された光を各種光学素子や光ファイバに導入する際に生じる戻り光を除去するために用いられる光アイソレータ用素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来の光アイソレータ用素子においては、レーザー光源等の光源から出射した光は、各種光学素子や光ファイバに入射されるが、入射光の一部は各種光学素子、光ファイバを透過する際、反射や散乱を起こす。反射や散乱した光の一部は光源側に戻るが、この戻り光を遮断するため、光アイソレータが用いられる。この種の光アイソレータは２枚の偏光子の間に平板状のファラデー回転子を設置し、これら３つの部品をリング状の磁石内に部品ホルダを介して配置することによって構成されていた。ファラデー回転子は飽和磁界強度において所定の波長をもつ光の偏光面を４５゜回転する厚みを持ち、２つの偏光子はそれぞれの透過方向が４５゜回転方向にずれるように回転調整されて構成されている。このような構成の光アイソレータは、ファラデー回転子と２つの偏光子を部品別にホルダに固定する必要があり、このために部品点数が多い。また、製品ごと別個に回転調整作業が必要であり組立工数も多くかかる。このため、平板状のファラデー回転子の両面にそれぞれ平板状の偏光子を直接接着した光アイソレータ用素子をリング状の磁石内に設置した構成の光アイソレータも提案されている。図３の構成概略図は、この種の従来の光アイソレータを示す図である。図３に示すように、光アイソレータ１３はファラデー回転子１５、偏光子１６，１６’を光透過性が良く屈折率が制御されている光学接着剤１７で貼り合わせた光アイソレータ用素子１４をリング状の磁石１８内に配置する構成となっている。この光アイソレータ用素子１４を作製する場合には、大型の偏光子とファラデー回転子を、光学接着剤１７を用いて交互に張り合わせ、光学接着剤１７を硬化させた後にこれをカットして多数個の光アイソレータ用素子１４を得る。この方法により部品点数が削減され、また多数個の光アイソレータの回転調整を一括して行うことが可能となり、組立工数も削減される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように光学素子（ファラデー回転子および偏光子）を光学接着剤により接着して一体化した光アイソレータ用素子においては以下のような課題があった。
【０００４】
（１）    光学素子同士を光学接着剤を用いて固定しているため耐湿性が劣り、特に高温高湿条件下での使用が制限される。
【０００５】
（２）    光線透過面を光学接着剤で固定しているため、長時間あるいは高出力のレーザ光中の使用では光学接着剤層の変質の可能性があり、信頼性に問題がある。
【０００６】
（３）    光学接着剤から発生するアウトガスにより他の部品に悪影響を及ぼす可能性がある。特に半導体レーザーパッケージ内への設置はアウトガスが半導体レーザーチップの発光特性に悪影響を及ぼすため、パッケージ内への設置が不可能で装置の大型化につながる。
【０００７】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、耐湿性、耐光性に優れ、さらにアウトガスの発生が無く半導体レーザーパッケージ内に設置可能な、信頼性の高く、更に、部品点数、組立工数が少なく、量産性の高い光アイソレータ用素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明はこれらの課題を解決するためのものであり、少なくとも（１）１又は２以上の平板状ファラデー回転子と２以上の偏光子を仮固定用接着剤を介して積層する工程、（２）前記工程（１）により積層された光学素子を短冊状にカットする工程、（３）前記工程（２）によりカットされた光学素子を洗浄し、前記工程（１）にて塗布された仮固定用接着剤を排除する工程、（４）前記工程（３）により短冊状になった１又は２以上の平板状ファラデー回転子と２以上の偏光子との間にそれぞれ空隙を設けて整列させ、前記工程（２）による切断面に基板を接着する工程、（５）前記工程（４）により一体化された光学素子、基板をブロック状にカットし光アイソレータ用素子を複数個切り出す工程によって製造されることを特徴とする光アイソレータ用素子の製造方法を提供する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について図面を用いて説明する。
図１は本発明光アイソレーター用素子の実施例を示す斜視図である。図１に示すように光アイソレーター用素子１は、平板状ファラデー回転子２および偏光子３、３’が基板４上に互いに空隙ｔ、ｔ’をもって配置され、接着用部材５によって接着されている。このように各光学素子が接着用部材５により一体化されているため、光アイソレータを構成するホルダ等の部品点数を削減することができ、光アイソレータの小型化が実現する。
【００１１】
本発明に示す光アイソレーター用素子においては、平板状ファラデー回転子２および偏光子３，３’間の空隙ｔ、ｔ’を任意に設定可能である。一般に光アイソレーター等の光部品の構成において光学素子同士の間隔は、光学特性に大きな影響を与える。例えば、素子の間隔が極端に小さい場合、光部品を通過する光線が素子端面間で多重反射を起こし、光線の透過率、反射率が変動する。また、素子同士が接触した場合、素子表面に施された反射防止膜は、境界条件が変化するため、その機能を果たさなくなる。本発明における光アイソレーター用素子においてはこれを構成する光学素子同士の間隔は任意に設定できるため、その光学特性は安定する。
【００１２】
ファラデー回転子２は例えばビスマス置換ガーネット結晶等で、その厚みは入射光線の光軸Ｌ方向の飽和磁界を印可した場合に入射光線の偏光面が４５゜回転する様に設定する。ファラデー回転子２にビスマス置換ガーネット結晶を用いた光アイソレーター用素子を使用する際には、ファラデー回転子２に磁界を印可させるため、光アイソレーター用素子１を磁石内に配置する必要があるが、本実施例では磁石および光アイソレーター用素子１を保持するホルダ等の構成は省略する。また、自己バイアス型のファラデー回転子を用いれば磁石なしでも光アイソレータは動作するため、磁石は不要となる。
【００１３】
２枚の偏光子３、３’は吸収型偏光子、あるいは複屈折性偏光子で構成されている。吸収型偏光子を用いた場合、２枚の偏光子３、３’の透過偏光面を光軸Ｌまわりに４５゜だけずらした構成とすればよい。基板４に用いる部材としてはガラス平板、金属平板等の無機材料を選択する。また接着用部材５にも半田、低融点ガラス等の無機材料を選択し偏光子およびファラデー回転子と基板とを接着する。このように光学素子同士は、無機材料を用いて一体化されているため光学接着剤等が存在せず、高温高湿条件下での信頼性に優れる。さらに光線透過面に接着剤が存在しないために高出力、長時間のレーザー光中での使用においても特性の劣化がない。
【００１４】
また、光アイソレーター用素子１は全て無機材料により構成されることとなり、アウトガスは発生しない。一般にＧａＡｓ等からなる半導体レーザーチップはわずかな残留酸素によってその表面に酸化膜が形成され、発振効率の低下が見られる。そこで、半導体レーザーチップを設置するパッケージは、窒素ガス等の不活性ガスで気密封止され、当然、封止パッケージ内にはアウトガスの発生する部品の設置は不可能である。ここで、アウトガスは主に有機系の部材より発生するが、本発明の光アイソレータ用素子１は、前述したようにアウトガスの発生がほとんど無く、また小型であるため、半導体レーザーチップやレンズと同様に、パッケージ内に設置が可能となる。従って、高性能で非常に小型の半導体レーザーモジュールが提供できる。図２は、本発明にかかる光アイソレータ用素子１の製造手順の一例を示す図である。
【００１５】
先ず図２（ａ）で示すように、１枚の平板上ファラデー回転子２と２枚の偏光子３、３’を用意し各光学素子を仮固定用接着剤６を介して積層する。２枚の偏光子３、３’に関しては、重ね合わせた状態でそれぞれの透過偏光方向７、７’が４５゜ずれた状態になることが望ましい。次に図２（ｂ）で示す様に、使用する波長のレーザ光を光軸Ｌ方向に通過させ、透過するレーザ光の強度、偏光面等確認しながら偏光子３、３’の透過偏光方向が光軸Ｌに対して４５゜相互に回転した位置となるよう調整する。
【００１６】
その後、仮固定用接着剤６を硬化させ、積層された光学素子８を得る。但し、光アイソレータ１に要求される光学特性が低い場合にはレーザ光を用いた光学調整を行わず、外観上から各光学素子の配置を合わせ、仮固定用接着剤６を硬化させても良い。続いて図２（ｃ）で示す様に仮固定用接着剤によって積層された光学素子８を切断し、短冊状の光学素子９を得る。図中点線は切断部を示す。
【００１７】
その後、光学素子間の仮固定用接着剤６を洗浄・除去し各光学素子ごとに分離する。次に、互いに分離した短冊状の光学素子を一定の空隙ｔ、ｔ’を設けて整列させる。この時、図２（ｄ）で示すとおり、各光学素子の配置は前工程における配置に等しくし、平坦な面１１上に切断面を接触させ整列させる。偏光子３、３’の配置、特に光軸を中心とした回転方向の配置に変動が生じると前述の光学調整時で得られた光学特性と比較して劣化が生じるが、当工程により偏光子３、３’の回転方向の配置は正確に再現されるため、光学特性の劣化は生じない。
【００１８】
この後、図２（ｅ）で示す様に整列した光学素子１０の一端に接着用部材５を用いて基板４を接着する。基板となる部材としてはガラス平板、金属平板等を用い、接着用部材としては半田や低融点ガラス等を用いる。半田材を用いる場合は、短冊状光学素子１０の切断面および、基板の接着面側にメタライズ膜を施す。半田材の一例としてはＳｎ６３／Ｐｂ３７（融点１８５℃）があげられ、メタライズ膜の一例としては、その形成法をＲＦマグネトロンスパッタリング法とする使用金属  Ｔｉ／Ｎｉ／Ａｕの３層膜があげられる。
【００１９】
次に、図２（ｆ）に示す様に、一体化された構成部材１２をブロック状に切断し、光アイソレーター用素子１を複数個切り出す。図中点線は切断部を示す。この切断の際、ブロック形状を平行四辺形にするならば、光アイソレータを使用するにあたり、各光学素子が入射光線光軸に対して傾斜するため、各光学素子端面からの反射戻り光が光源に入射することを防ぐことが出来る。本発明の光アイソレータ用素子においては、前述のように大型の基板で光学調整行い、その後多数個を切り出す工程のため、均一で、優れた特性の光アイソレータ用素子が、容易に多数個作製することができ、組立工数の削減が可能で、量産性に優れる。
【００２０】
本実施例では偏光子が２枚、ファラデー回転子が１枚である光アイソレータ用素子の構成を用いたが、本発明はこれに限ることなく、さらに多数の偏光子、ファラデー回転子を用いた光アイソレータ用素子であっても上記実施例と同様の効果を得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明にかかる光アイソレータ用素子の製造方法によれば、以下のような効果を有する。
【００２２】
（１）    各構成部品が一体化しているため部品点数が少なく、また光アイソレータの小型化が実現する。
【００２３】
（２）  光アイソレータ用素子の製造方法においては、多数個の光アイソレータ用素子の光学調整を一度に行うことができ、組立工数の削減が可能となる。
（３）    光学素子同士は光線透過面外で、無機材料を用いて一体化されているため、高温高湿条件下での信頼性に優れる。
【００２４】
（４）    光アイソレータ用素子を構成する全部材が無機材料から構成されており有機系のアウトガスが発生しない。そのため、半導体レーザーパッケージ内に光アイソレータ用素子を設置することができ、装置の小型化および、特性の安定化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光アイソレータ用素子の１実施例を示す斜視概略図である。
【図２】（ａ）乃至（ｆ）は、本発明にかかる光アイソレータ用素子の製造手順を示す図である。
【図３】従来の光アイソレータを示す構成視概略図である。
【符号の説明】
１、１４：光アイソレータ用素子
２、１５：ファラデー回転子
３、    ３’１６，１６’：偏光子
４：基板
５：接着用部材
６、６’：仮固定用接着剤
７、７’：透過偏波方向
８：積層された光学素子
９：短冊状の光学素子
１０：整列された光学素子
１１：平坦な面
１２：一体化された構成部材
１３：光アイソレーター
１７：光学接着剤
１８：磁石
【図１】
0003570869.tif 000002
【図２】
0003570869.tif 000003
【図３】
0003570869.tif 000004