(57)【要約】    【課題】  光軸方向の寸法を小さくすることができ、小型化を進めることが可能な光アイソレータを提供する。    【解決手段】  第１，第２の磁石４，５が光軸方向に沿って配置されており、第１の磁石４の貫通孔７及び第２の磁石５の貫通孔８が対向されており、ファラデー回転子６の一端が貫通孔７に、他端が貫通孔８に挿入されており、第１，第２のコリメータ１１，１２の端部１１ａ，１２ｂの近傍部分が、貫通孔７，８内に延ばされている、光アイソレータ８。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光軸方向に延びる貫通孔が設けられた第１の磁石と、
光軸方向に延びる貫通孔を有し、該貫通孔が第１の磁石の貫通孔と隔てられて配置されるように設けられた第２の磁石と、
前記第１，第２の磁石が対向している部分において、一方端部が第１の磁石の貫通孔内に、他方端部が第２の磁石の貫通孔内に延ばされており、常磁性体からなるファラデー回転子と、
前記第１の磁石の前記第２の磁石に対向されている側とは反対側に配置された第１のコリメータと、
前記第２の磁石の前記第１の磁石に対向されている側とは反対側に配置された第２のコリメータとを備え、
前記第１，第２のコリメータの一部が、それぞれ、前記第１，第２の磁石の前記貫通孔内に延ばされていることを特徴とする、光アイソレータ。
【請求項２】
前記第１，第２のコリメータの前記第１，第２の磁石の貫通孔内にそれぞれ延ばされている部分の外径が、前記ファラデー回転子の外径よりも大きく、前記第１，第２の磁石の貫通孔において、前記第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の内径もしくは内寸が、前記ファラデー回転子が挿入されている部分の内径もしくは内寸よりも大きくされている、請求項１に記載の光アイソレータ。
【請求項３】
前記貫通孔において、前記第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の内径もしくは内寸が、前記第１，第２の磁石の外径もしくは外寸の１／２以下の寸法とされている、請求項２に記載の光アイソレータ。
【請求項４】
前記貫通孔において、前記第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の貫通孔深さ方向寸法が、前記第１，第２の磁石の前記貫通孔が延びる方向の寸法の１／２以下とされている、請求項２または３に記載の光アイソレータ。
【請求項５】
前記第１，第２の磁石の各貫通孔が、相対的に内径もしくは内寸が小さい小径部と、相対的に内径もしくは内寸が大きい大径部とを有し、前記小径部に前記ファラデー回転子の一方端部もしくは他方端部が挿入されており、前記大径部に前記第１または第２のコリメータの一部が挿入されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光アイソレータ。
【請求項６】
前記第１，第２の磁石の各貫通孔に、前記第１または第２のコリメータの一部が挿入されている部分から前記ファラデー回転子が挿入されている部分に向かって径が小さくなるようにテーパーが付与されている、請求項２〜４のいずれか１項に記載の光アイソレータ。
【請求項７】
前記貫通孔の横断面形状が円形である、請求項１〜６のいずれか１項に記載の光アイソレータ。
【請求項８】
前記第１，第２の磁石の貫通孔内において、前記第１，第２のコリメータよりもファラデー回転子側に配置された第１，第２の偏光子をそれぞれ備える、請求項１〜７のいずれか１項に記載の光アイソレータ。
【請求項９】
前記第１，第２の磁石間に配置されたスペーサーをさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムなどに用いられる光アイソレータに関し、特に、ファラデー回転子の一端及び他端がそれぞれ、第１，第２の磁石の貫通孔に挿入されている構造を有する光アイソレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、半導体レーザーを用いた光通信等において、光アイソレータが広く用いられている。光アイソレータは、ある方向には光を通過させ、逆方向における光の通過を阻止する機能を有する。光アイソレータは、光ケーブルのケーブル間の中継機に搭載されたり、ＣＤ−Ｒ記録装置のレーザー照射部分に搭載されている。
【０００３】
このような光アイソレータの一例が、下記の特許文献１に開示されている。図６は、特許文献１に記載の光アイソレータを説明するための概略構成図である。
【０００４】
図６に示す光アイソレータ１０１では、光の進行方向、すなわち、光軸方向に沿って第１，第２の複屈折率結晶板１０２，１０３が配置されており、複屈折率結晶板１０２，１０３間にファラデー回転板１０４が配置されている。そして、ファラデー回転板１０４と第１の複屈折率結晶板１０２との間に（１／２）波長板１０５が挟持されている。
【０００５】
他方、上記複屈折率結晶板１０２，１０３、ファラデー回転板１０４及び（１／２）波長板１０５からなる積層体は、ファラデー回転板１０４の主面が光軸方向と直交するように配置されている。そして、この積層体の周囲には、磁界を印可するために、筒状の磁石１０６が配置されている。
【０００６】
そして、アイソレータ１０１では、上記積層体の一方側に、第１のコリメータ１０８が、他方側に第２のコリメータ１０９が配置されている。コリメータ１０８，１０９に、それぞれ、光ファイバー１１０，１１１が接続されている。アイソレータ１０１では、一方の光ファイバー１１０から第１のコリメータ１０８を通して上記積層体に入射した光が、図示の矢印で示すように進行し、第２のコリメータ１０９から光ファイバー１１１に向かって伝搬する。
【０００７】
また、下記の特許文献２にも、同様の用途に用いられる光アイソレータが開示されている。特許文献２に記載の光アイソレータでは、ファラデー回転子及び磁石を含むアイソレータの構成部分が、ケース内に収納されている。そして、ケース内においてファラデー回転子の光軸方向両側に磁石が配置されている。そして、両側の磁石の各外側の面に偏光板が貼り付けられている。この構造では、上記偏光板の外側に、すなわち、スリーブの長さ方向両側に、それぞれ、コリメータが配置されることになる。
【特許文献１】特開平８−２８６１５０号公報
【特許文献２】ＷＯ２００４／０２５３５４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記のように、特許文献１に記載の光アイソレータ１０１では、筒状の磁石１０６内に、ファラデー回転板１０４を含む上記積層体が配置されており、該筒状の磁石１０６の両側に第１，第２のコリメータ１０８，１０９が配置されていた。従って、光アイソレータ１０１を組み立てるに際し、各部品を図示のように配置しなければならず、製造工程が煩雑であった。加えて、上記積層体、筒状の磁石１０６、第１，第２のコリメータ１０８，１０９等を図示のように配置する必要があるため、光アイソレータ１０１の小型化が困難であった。
【０００９】
他方、特許文献２に記載の光アイソレータでは、ケース内に、ファラデー回転子を挟んで第１，第２の磁石及び各偏光板が配置され、一体化された構造が開示されている。この構造によれば、コリメータを除く部分が一体化され、光アイソレータの小型化を一応図ることができる。しかしながら、上記ケース内に上記各部材を固定した後に、別途用意した第１，第２のコリメータを配置もしくは固定しなければならず、やはり小型化が困難であった。
【００１０】
本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を解消し、小型化を図ることができ、かつ使用に際しての組立工程を簡略化することができる光アイソレータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る光アイソレータは、光軸方向に延びる貫通孔が設けられた第１の磁石と、光軸方向に延びる貫通孔を有し、該貫通孔が第１の磁石の貫通孔と隔てられて配置されるように設けられた第２の磁石と、前記第１，第２の磁石が対向している部分において、一方端部が第１の磁石の貫通孔内に、他方端部が第２の磁石の貫通孔内に延ばされており、常磁性体からなるファラデー回転子と、前記第１の磁石の前記第２の磁石に対向されている側とは反対側に配置された第１のコリメータと、前記第２の磁石の前記第１の磁石に対向されている側とは反対側に配置された第２のコリメータとを備え、前記第１，第２のコリメータの一部が、それぞれ、前記第１，第２の磁石の前記貫通孔内に延ばされていることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る光アイソレータのある特定の局面では、前記第１，第２のコリメータの前記第１，第２の磁石の貫通孔内にそれぞれ延ばされている部分の外径が、前記ファラデー回転子の外径よりも大きく、前記第１，第２の磁石の貫通孔において、前記第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の内径もしくは内寸が、前記ファラデー回転子が挿入されている部分の内径もしくは内寸よりも大きくされている。
【００１３】
本発明に係る光アイソレータの他の特定の局面では、前記貫通孔において、前記第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の内径もしくは内寸が、前記第１，第２の磁石の外径もしくは外寸の１／２以下とされている。
【００１４】
本発明に係る光アイソレータのさらに他の特定の局面では、前記貫通孔において、前記第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の貫通孔深さ方向寸法が、前記第１，第２の磁石の前記貫通孔が延びる方向の寸法の１／２以下とされている。
【００１５】
本発明に係る光アイソレータの別の特定の局面では、前記第１，第２の磁石の各貫通孔が、相対的に内径もしくは内寸が小さい小径部と、相対的に内径もしくは内寸が大きい大径部とを有し、前記小径部に前記ファラデー回転子の一方端部もしくは他方端部が挿入されており、前記大径部に前記第１または第２のコリメータの一部が挿入されている。
【００１６】
本発明に係る光アイソレータのさらに他の特定の局面では、前記第１，第２の磁石の各貫通孔に、前記第１または第２のコリメータの一部が挿入されている部分から前記ファラデー回転子が挿入されている部分に向かって径が小さくなるようにテーパーが付与されている。
【００１７】
本発明において、上記貫通孔の横断面形状は特に限定されないが、好ましくは円形とされる。
【００１８】
本発明に係る光アイソレータのさらに別の特定の局面では、前記第１，第２の磁石の貫通孔内において、前記第１，第２のコリメータよりもファラデー回転子側に配置された第１，第２の偏光子がそれぞれ備えられている。
【００１９】
本発明に係る光アイソレータのさらに他の特定の局面では、前記第１，第２の磁石間に配置されたスペーサーがさらに備えられている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る光アイソレータでは、ファラデー回転子が、第１，第２の磁石の貫通孔同士が対向している部分に配置されており、第１，第２の磁石のファラデー回転子が配置されている側とは反対側に、それぞれ第１，第２のコリメータが配置されており、第１，第２のコリメータの一部が第１，第２の磁石の貫通孔内にそれぞれ延ばされている。
【００２１】
従って、ファラデー回転子の一部が第１，第２の磁石の貫通孔に挿入されており、かつ第１，第２のコリメータの一部が、第１，第２の磁石の貫通孔内に延ばされているため、光アイソレータの上記第１，第２の磁石の貫通孔の延びる方向の寸法すなわち、光軸方向の寸法を小さくすることができ、光アイソレータの飛躍的な小型化を図ることができる。
【００２２】
また、第１，第２のコリメータの第１，第２の磁石の貫通孔内にそれぞれ延ばされている部分の外径が、ファラデー回転子の外径よりも大きく、第１，第２の磁石の貫通孔において、第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の内径もしくは内寸が、ファラデー回転子が挿入されている部分の内径もしくは内寸よりも大きくされている場合には、第１，第２のコリメータの上記貫通孔内に延ばされている部分の外径が相対的に大きい場合であっても、第１，第２のコリメータの一部を上記貫通孔内に確実に挿入し、光アイソレータの小型化を図ることができる。
【００２３】
上記貫通孔において、第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の内寸または内径が、第１，第２の磁石の外径の１／２以下とされている場合には、ファラデー回転角の低下を小さくすることができ、該低下量を、例えば２％以下に抑制できる。
【００２４】
同様に、貫通孔において、第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の貫通孔の深さ方向に沿う寸法が、第１，第２の磁石の貫通孔の延びる方向に沿う寸法の１／２以下とされている場合においても、ファラデー回転角の低下量を抑制でき、例えば２％以下に抑えることができる。
【００２５】
第１，第２の磁石の各貫通孔が、上記大径部及び小径部を有する場合には、小径部にファラデー回転子の一端もしくは他端が挿入され、大径部に第１，第２のコリメータの一部が挿入されることにより、相対的に外径の大きな第１，第２のコリメータの一部を貫通孔内に確実に挿入し、光アイソレータの小型化を図ることができる。
【００２６】
同様に、第１，第２の磁石の各貫通孔に、第１，第２のコリメータの一部が挿入されている部分の一部からファラデー回転子が挿入されている部分に向かって径が小さくなるようにテーパーが付与されている場合においても、相対的に外径の大きな第１，第２のコリメータの一部を確実に第１，第２の貫通孔に挿入し、光アイソレータの小型化を図ることができる。
【００２７】
上記第１，第２の磁石に設けられた貫通孔の横断面形状が円形である場合には、ファラデー回転子に磁場を均一に印加することができ、好ましい。
【００２８】
第１，第２の磁石の貫通孔内において、第１，第２のコリメータよりもファラデー回転子側に第１，第２の偏光板がそれぞれ配置されている場合には、第１，第２の偏光板が備えられた光アイソレータを提供することができ、しかも、第１，第２の偏光板が上記貫通孔内に配置されているので、光アイソレータの小型化をより一層進めることができる。
【００２９】
第１，第２の磁石間にスペーサーが配置されている場合には、スペーサーにより第１，第２の磁石間の対向距離を高精度に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照しつつ本発明の具体的な実施形態を説明することにより、本発明を明らかにする。
【００３１】
図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態に係る光アイソレータの外観を示す斜視図及び正面断面図である。
【００３２】
光アイソレータ１は、直方体状のケース２を有する。ケース２には、金属もしくは合成樹脂などの適宜の材料で構成される。
【００３３】
ケース２の内面には、パーマロイからなるヨーク３が貼り付けられている。
【００３４】
上記ケース２内に、光軸方向に沿って第１の磁石４と、第２の磁石５とが配置され、かつ固定されている。第１，第２の磁石４，５は、特に限定されないが、本実施形態では、円筒状の形状を有する。
【００３５】
上記第１，第２の磁石４，５は、後述するファラデー回転子６に磁場を印可するために配置されている。第１，第２の磁石４，５は、ファラデー回転子６に磁場を印加し得る限り適宜の材料からなる磁石により構成され得る。このような磁石としては様々な永久磁石が挙げられ、例えばＮｄ2Ｆｅ14Ｂ、Ｓｍ（Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｕ  Ｚｒ）7、Ｓｍ（Ｃｏ−Ｆｅ−Ｃｕ）、Ｓｍ−Ｐｒ−Ｃｏ5などからなる希土類永久磁石、あるいは酸化鉄系フェライト磁石などが好適に用いられる。
【００３６】
上記第１，第２の磁石４，５は、それぞれ、中心に貫通孔７，８を有する。貫通孔７，８は上記光軸方向に延ばされている。そして、貫通孔７と貫通孔８とは、互いの中心が揃うように対向されている。言い換えれば、第１，第２の磁石４，５は、貫通孔７，８が対向するように所定の空隙を隔てて配置されている。この空隙に、スペーサー９が充填されている。
【００３７】
スペーサー９は、空隙に充填されており、かつ第１，第２の磁石４，５間の距離を一定に保っている。スペーサー９を構成する材料としては、特に限定されないが、光を透過せず、かつ固い材料であることが好ましい。このような材料としては、樹脂、半田、低融点金属及び透過性の低いガラスなどが挙げられる。
【００３８】
上記スペーサー９は、好ましくは磁石４，５間の距離を一定にするだけでなく、磁石４，５を接合する機能を有するものであることが望ましい。このような接合性を有する材料としては、例えば、エポキシ樹脂などの接着性樹脂、あるいは半田、もしくは低融点金属などが挙げられる。このような接合性材料によりスペーサー９を構成した場合には、スペーサー９の接合力を利用して磁石４，５を接合し、固定することができる。また、後述するファラデー回転子６を、正しい位置に配置するだけでなく、スペーサー９に固定し、保持することができる。
【００３９】
上記スペーサー９の中心には、ファラデー回転子６が配置されている。ファラデー回転子６は、光軸方向に沿って延びている円柱状の形状を有する。もっとも、ファラデー回転子６は、円柱状以外の角柱状などの他の形状を有していてもよい。好ましくは、横断面か円形の形状である円柱状のファラデー回転子６が、磁場の影響を均一に受け得るため望ましい。
【００４０】
上記ファラデー回転子６を構成する材料については、ファラデー回転効果を発揮し得る適宜の常磁性材料が挙げられる。このような常磁性材料としては、少なくともＴｂ及びＡｌを含むテルビニウム・アルミニウム系ガーネット単結晶、より具体的には、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12のＴｂサイトの一部がＤｙ、Ｈｏ、Ｅｒ及びＴｍなどの希土類元素で置換されたものが好適に用いられる。中でも、ヴェルデ定数が大きく、４００〜６００μｍ、すなわち、可視光領域において光透過率が優れているので、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12がもっとも好ましい。
【００４１】
もっとも、ファラデー回転子６を構成する常磁性材料としては、上記テルビニウム・アルミニウム系常磁性ガーネット系単結晶に限らず、様々な常磁性材料を用いることができる。
【００４２】
なお、ファラデー回転子６の端面とは、ファラデー回転子の光軸に対して垂直な端面であり、光を入射する面及び出射する面に相当する。
【００４３】
本実施形態では、第１，第２の磁石４，５に設けられた貫通孔７，８に、ファラデー回転子６の端部が挿入されている。すなわち、ファラデー回転子６の一方端面６ａ側の部分が貫通孔７内に挿入されており、他方端面６ｂ側の部分が貫通孔８に挿入されている。従って、磁石４，５の磁力による磁場がファラデー回転子６に印可されるように構成されている。
【００４４】
ファラデー回転子６は、スペーサー９により保持されている。すなわち、本実施形態ではスペーサー９の中心を貫通するようにファラデー回転子６が設けられており、かつスペーサー９によりファラデー回転子６が接着・固定されて保持されている。
【００４５】
なお、スペーサー９は予め成形されたプレートもしくは金属板などから構成されても良く、その場合には、中心の正しい位置に貫通孔を形成しておき、該貫通孔にファラデー回転子６を挿入し、固定することにより、ファラデー回転子６を正確な位置に固定・保持することができる。
【００４６】
もっとも、前述したように、スペーサー９はそれ自身が接合性材料で構成されていてもよく、その場合には、磁石４，５及びファラデー回転子６をスペーサー９により接合し、一体化することができる。
【００４７】
図１(ｂ)に示されているように、上記貫通孔７，８は、内側が小径部７ａ，８ａとされており、該小径部７ａ，８ａにおいて、ファラデー回転子６の一部が挿入されている。そして、貫通孔７，８は、外側に大径部７ｂ，８ｂを有する。大径部７ｂ，８ｂは、小径部７ａ，８ａよりも内径が相対的に大きくされている。
【００４８】
なお、本実施形態では、小径部７ａ，８ａ及び大径部７ｂ，８ｂの双方の横断面が円形とされている。もっとも、貫通孔７，８の横断面は円形に限らず、矩形、正方形、六角形等の他の形状であってもよい。もっとも、好ましくは、均一に磁場を印加し得るので、横断面が円形の貫通孔がもっとも好ましく、さらに正多角形のような等方性に優れた横断面形状が次に好ましい。
【００４９】
大径部７ｂ，８ｂの内径は、第１，第２のコリメータ１１，１２の端部１１ａ，１１ｂの外径よりも大きくされている。すなわち、大径部７，８は、コリメータ１１，１２の端部１１ａ，１１ｂが挿入され得る内径とされている。
【００５０】
コリメータ１１，１２は、それぞれ、光ファイバー１３，１４に接合されている。すなわち、光ファイバー１３の一端に、フェルール１１ｂが接合されており、このフェルール１１ｂの内部には、コリメーターレンズ１１ｃが配置されている。フェルール１１ｂにはスリーブ１１ｄが外挿されている。従って、上記コリメータ１１の端部１１ａの外径は、上記スリーブ１１ｄの外径となり、スリーブ１１ｄの外径よりも、大径部７ｂの内径が大きくされている。
【００５１】
上記フェルール１１ｂは、例えばジルコニアからなり、コリメーターレンズ１１ｃは、例えば石英、ガラス等の透明な屈折率の高い材料により構成される。さらに、上記スリーブ１１ｄを構成する材料は、特に限定されず、合成樹脂や金属等の固い材料により構成することが望ましい。
【００５２】
第２のコリメータ１２についても、同様に、フェルール１２ｂ、コリメーターレンズ１２ｃ及びスリーブ１２ｄを有する。
【００５３】
また、上記第１，第２のコリメータ１１，１２の内側の端部１１ａ，１２ａに対向するように偏光板１５，１６が第１，第２の磁石４，５に固定されている。偏光板１５，１６は、貫通孔７，８の小径部７ａ，８ａの外側端を覆うように配置されている。すなわち、小径部７ａ，８ａと、大径部７ｂ，８ｂとの間に段差が設けられることになるため、この段差面に偏光板１５，１６が固定されている。
【００５４】
なお、偏光板１５，１６は、例えば延伸することにより複屈折性が与えられた合成樹脂フィルムあるいはルチル及び方解石（ＣａＣｏ3）などの単結晶により構成され得る。上記偏光板１５，１６は、上記段差に固定されている必要は必ずしもなく、ファラデー回転子６と第１，第２のコリメータ１１，１２との間の光路上に配置されればよい。
【００５５】
もっとも、好ましくは本実施形態のように、磁石４，５の上記段差部分に固定することにより偏光板１５，１６を容易に配置し、かつ正しい位置に固定することができる。
【００５６】
本実施形態の光アイソレータ２の特徴は、上記第１，第２のコリメータ１１，１２が一体化されている構造において、コリメータ１１，１２の端部１１ａ，１２ｂ近傍部分が貫通孔７，８内に挿入されていることにある。従って、光軸方向の光アイソレータ２の寸法Ｂを小さくすることができ、それによって光アイソレータ２の小型化を図ることが可能とされていることにある。
【００５７】
これを具体的な実験例１，２を以下に説明することにより、小型化を進め得ることを説明する。
【００５８】
（実験例１）
直径１９ｍｍ及び長さ１４ｍｍの円柱型のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石を複数個用意した。この磁石に中心に直径２ｍｍ横断面が円形の貫通孔を長さ方向に沿うように形成した。しかる後、円柱型の上記磁石の一方端面側から上記貫通孔と同心に、ただし、上記貫通孔よりも大きな径の横断面が円形の穴を端面から深さ５ｍｍの位置まで延びるように形成した。この大きな穴の径は、４ｍｍ、８ｍｍ、１６ｍｍまたは１８．５ｍｍとし、４種類の磁石を作製した。
【００５９】
また、比較のために、上記と同じ円柱状の磁石の中心に直径２ｍｍの最初の貫通孔のみが設けられている磁石も用意した。
【００６０】
他方、直径１ｍｍの円柱状の形状を有し、長さが８ｍｍ、１０ｍｍ及び１２ｍｍの３種類のファラデー回転子を用意した。ファラデー回転子を構成する材料としては、Ｔｂ3Ａｌ5Ｏ12（ＴＡＧ）を用いた。
【００６１】
次に、一対の端面にコリメーターレンズ１１ｃ，１２ｃ及びフェルール１１ｂ，１２ｂが挿入されたスリーブ１１ｄ，１２ｄを溶接により固定されているケース２を用意した。なお、ケース２の内側には、厚さ０．５ｍｍのファーマロイからなるヨーク３が貼り付けられている。
【００６２】
上記のようにして用意した磁石、ファラデー回転子及びケース２を組み合わせ、複数種のアイソレータを以下の手順で作製した。
【００６３】
まず、２個の磁石を互いの小さな貫通孔同士が対向するように配置し、ファラデー回転子６を図１（ｂ）に示したように配置し、ケース２内に搭載した。このとき、２個の磁石間には、２ｍｍの厚みの間隔を設け、この間隔にエポキシ樹脂を充填し、固化させることにより、スペーサー９を形成した。
【００６４】
また、第１，第２のコリメータ１１，１２の端部１１ａ，１２ａが磁石４，５の貫通孔の大径部である、大きい穴に至るように磁石４，５を配置した。
【００６５】
また、前述した比較用の磁石、すなわち、直径２ｍｍの貫通孔のみが設けられている２個の磁石を用い、図４（ａ），（ｂ）に示す比較例の光アイソレータ１２１を用意した。比較例の光アイソレータ１２１では、磁石４，５に代えて直径２ｍｍの貫通孔１２７，１２８が設けられていること、第１，第２のコリメータ１３１，１３２が磁石１２４，１２５の外側端面の外側に配置されていることを除いては上記実施例と同様に構成した。
【００６６】
実施例の光アイソレータでは、図１（ｂ）の寸法Ｂ、すなわち、光軸方向に沿う寸法は３０ｍｍであったのに対し、比較例として用意した上記光アイソレータでは、図４（ｂ）に示す光軸方向に沿う寸法Ａは５０ｍｍであった。従って、コリメータ１１，１２の端部１１ａ，１２ｂを磁石４，５の貫通孔の大径部に挿入するように構成した実施例では、光軸方向の寸法を大幅に短くし得ることがわかる。
【００６７】
上記のようにして作製された複数種の実験例の光アイソレータと、比較例の光アイソレータに、光ファイバー１３，１４を接続し、光を入射させ、ファラデー回転子によるファラデー回転角を求めた。計算は有限差分時間領域法（ＦＤＴＤ法）により行った。結果を図２に示す。
【００６８】
図２の横軸は、用いた磁石の大径部の内径を示し、縦軸はファラデー回転角（任意短径）を示す。図２のファラデー回転子の長さが８ｍｍ、１０ｍｍ、及び１２ｍｍのいずれの結果においても、左端の測定点は、比較例の場合、すなわち、内径２ｍｍの貫通孔のみが設けられている場合の結果を示す。
【００６９】
図２から明らかなように、比較例のファラデー回転角に比べ、大径部の内径が大きくなるに連れてファラデー回転角が小さくなる傾向があることがわかる。しかしながら、大径部の内径が磁石の外径の１／２に達するまでは、ファラデー回転角の低下量は２％以下に抑制され得ることがわかる。
【００７０】
すなわち、ファラデー回転子６の長さ方向寸法が８ｍｍ、１０ｍｍまたは１２ｍｍのいずれの場合においても、好ましくは、磁石に設けられた大径部の内径が、磁石の外径の１／２以下であれば、ファラデー回転角の低下量２％以下に抑制でき、望ましいことがわかる。
【００７１】
（実験例２）
実験例１では、大径部の内径を変更したが、実験例２では、大径部の深さを２．５ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、９ｍｍ、１１ｍｍまたは１３ｍｍに変更し、大径部の深さが異なる６種類の磁石を用意した。なお、大径部の直径は４ｍｍに固定した。また、比較例として、実験例１と同様に、直径２ｍｍの貫通孔のみが設けられた磁石を２個用意した。
【００７２】
実験例１の場合と同様にして、上記磁石を用い、光アイソレータを作製し、ファラデー回転子によるファラデー回転角の大きさを求めた。なお、使用したファラデー回転子はＴＡＧ結晶であり、全長は８ｍｍとした。また、スペーサー９の厚みは１ｍｍとした。結果を図３に示す。
【００７３】
図３から明らかなように、使用した磁石における大径部の深さ方向寸法が増加するとファラデー回転角が低下する傾向のあることがわかる。しかしながら、大径部の深さ方向寸法が磁石の長さ方向寸法の１／２以下、すなわち７ｍｍ以下であれば、ファラデー回転角の低下量は２％以下に抑制され得ることがわかる。よって、好ましくは、大径部７ｂ，８ｂを設ける場合、大径部７ｂ，８ｂの深さ方向寸法は、磁石４，５の長さ方向寸法Ｄ（図１（ｂ）参照）の１／２以下であることが望ましい。
【００７４】
上記実施形態及び実験例１，２では、貫通孔７，８として、小径部７ａ，８ａと大径部７ｂ，８ｂとを有する構造を示したが、小径部７ａ，８ａ及び大径部７ｂ，８ｂ以外にさらに異なる径の貫通孔部分が設けられていてもよい。
【００７５】
もっとも、ファラデー回転角の低下を抑制するには、もっとも大きな内径の部分が大径部７ｂ，８ｂとされ、該内径部７ｂ，８ｂがコリメータ１１，１２の一部が挿入されていることが望ましい。
【００７６】
また、上記実施形態では、貫通孔７，８の横断面が円形であるため、内径と表現したが、多角形等の他の形状の場合には内径に応じた内寸に置き換えればよい。
【００７７】
同様に、磁石４，５も円柱状であるため外径としたが、円柱状以外の形状である場合は外径に応じた外寸すなわち、磁石４，５と直交する方向の断面形状において外周面の２点を結ぶ最大寸法を用いればよい。
【００７８】
さらに、上記実施形態では、径の異なる部分が複数存在する７，８が設けられていたが、本発明においては図５に略図的に示す磁石２４を用いてもよい。磁石２４では、コリメータが挿入される外側端面部分からファラデー回転子が挿入される側に相当する部分に向って径が徐々に狭くなるようにテーパーが付与された貫通孔２７が形成されている。磁石５についても、同様にテーパーが付与された貫通孔を有する磁石に置き換えてもよい。このように、テーパーが付与された貫通孔２７を有する磁石２４を用いた場合においても、相対的に径の大きな貫通孔部分を外側に配置し、前述したコリメータの先端部分を挿入すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】（ａ），（ｂ）の値は本発明の一実施形態に係る光アイソレータの外観を示す斜視図及び正面断面図。
【図２】実験例１において求めた貫通孔の大径部の内径の変化によるファラデー回転角の変化を示す図。
【図３】実験例２で求められた大径部の深さ方向寸法によるファラデー回転角の変化を示す
【図４】（ａ），（ｂ）は、比較のために用意した光アイソレータを示す斜視図及び正面断面図。
【図５】本発明において磁石に設けられる貫通孔の変形例を説明するための正面断面図。
【図６】従来の光アイソレータを説明するための概略構成図。
【符号の説明】
【００８０】
１…光アイソレータ
２…ケース
３…ヨーク
４，５…磁石
６…ファラデー回転子
７，８…貫通孔
７ａ，８ａ…小径部
７ｂ，８ｂ…大径部
９…スペーサー
１１，１２…コリメータ
１１ａ，１１ｂ…端部
１１ｂ…フェルール
１１ｃ，１２ｃ…コリメーターレンズ
１２ｄ…スリーブ
１３，１４…光ファイバー
２４…磁石
２４ａ…端面
２７…貫通孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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