(57)【要約】【課題】少ない組み立て工数で小型化が図られ、優れた光学特性、高い耐久性、高い信頼性を備えた光アイソレータを提供する。【解決手段】光アイソレータは、一対の主面を有するファラデー回転子５と、ファラデー回転子５の各主面に近接配置された偏光子４，６と、ファラデー回転子５および偏光子４，６を保持する永久磁石７とを備え、偏光子４とファラデー回転子５の間およびファラデー回転子５と偏光子６の間に間隙が部分的に存在するように、ファラデー回転子５および偏光子４，６の各側面の少なくとも一部が、接合材８を介して永久磁石７に接合されている。【選択図】        図１
2006309190.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の主面を有するファラデー回転子と、該ファラデー回転子の各主面に近接配置された第１偏光子および第２偏光子と、ファラデー回転子、第１偏光子および第２偏光子を保持するための保持部材とを備え、第１偏光子とファラデー回転子の間およびファラデー回転子と第２偏光子の間に間隙が部分的に存在するように、ファラデー回転子、第１偏光子および第２偏光子の各側面の少なくとも一部が、接合材を介して保持部材に接合されていることを特徴とする光アイソレータ。
【請求項２】
第１偏光子とファラデー回転子の各対向面およびファラデー回転子と第２偏光子の各対向面には、反射防止膜がそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１記載の光アイソレータ。
【請求項３】
接合材は、無機接着剤、低融点ガラスまたは半田であることを特徴とする請求項１記載の光アイソレータ。
【請求項４】
保持部材は、ファラデー回転子に磁界を印加するための磁石として構成されることを特徴とする請求項１記載の光アイソレータ。
【請求項５】
前記第１偏光子および前記第２偏光子のいずれか一方の光入射面に、空気より熱伝導率の大きい透光性部材を被着させたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光アイソレータ。
【請求項６】
前記透光性部材は、前記第１偏光子および前記第２偏光子に比し、熱伝導率が大きいことを特徴とする請求項５に記載の光アイソレータ。
【請求項７】
前記透光性部材は、ガラスを主成分とする基板であることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の光アイソレータ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の光アイソレータと、該光アイソレータに光を入射する発光素子と、前記光アイソレータと光学的に結合される導光体と、を備えてなる光モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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結合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、およびこの光アイソレータを用いた光モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レーザーダイオード（ＬＤ）等の光源から出射した光が、各種光学素子や光ファイバを透過する際、光の一部が界面等によって反射または散乱して、光源側へ戻ることがある。こうした戻り光を遮断するための光学部品として、一般には、光アイソレータが用いられる。典型的な光アイソレータは、２枚の偏光子の間に、ファラデー回転子を配置して構成され、ファラデー回転子は、光の偏光が４５度回転するように調整されている。これら３個の光学素子は、金属基台の実装表面に配置され固着されている。
【０００３】
図７は、従来の光アイソレータの一例を示す部分破断斜視図である。これは、下記特許文献１に記載された、いわゆるラミネートチップ型のものであり、光アイソレータ４０は、ファラデー回転子４２と、ファラデー回転子４２の両側に配置された一対の偏光子４１とを備え、ファラデー回転子４２と各偏光子４１の間には、光透過性が良く、適切な屈折率に制御された光学接着剤４５が充填され、光学素子同士を接着固定している。光アイソレータ４０は、さらに、ファラデー回転子４２に磁界を供給するための円筒状の磁石４３を備えている。
【０００４】
各偏光子４１は、両主面の表層部に楕円形状の誘電体がほぼ同一方向を配向されて存在し、誘電体の長軸方向と一致する、通過する光の一方向の偏波成分を吸収し、その偏波成分に直交する偏波成分を透過させる機能を有する。吸収された光の一部は熱に変換される。また、ファラデー回転子４２は、飽和磁界強度において所定波長の光の偏波面を約４５度回転する機能を有する。また、各偏光子４１は、それぞれの透過偏波方向が約４５度ずれるように配置されている。
【特許文献１】特開平４−３３８９１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図７で示すようなラミネートチップ型アイソレータは、光学素子同士の密着によって小型化が図られるが、光学接着剤４５が有機系接着剤の場合、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。また、高出力のレーザ光が通過したり、レーザ光が長時間に渡って通過する場合、光学接着剤４５が変質する可能性があり、光部品の信頼性が低下してしまう。
【０００６】
また、各偏光子４１とファラデー回転子４０との間で熱膨張係数が異なる場合、温度サイクル下で熱応力が発生して、バイメタルのように曲げモーメントが生じたり、内部応力変動に起因した光学特性変動が生ずることがある。
【０００７】
さらに、光アイソレータ４０をレーザモジュールに組み込む場合、ロウ付け工程において高温下に曝される。そのため、光学接着剤４５として有機系接着剤を用いた場合、接着剤の熱分解によって、気泡の発生、接着強度の低下等が生じ、光学素子が脱落する可能性がある。また、有機系接着剤からアウトガスが発生すると、アウトガスが周囲の光学部品、例えばレーザチップやレンズなどの表面上に付着して、光学特性を劣化させてしまう。
【０００８】
本発明の目的は、少ない組み立て工数で小型化が図られ、優れた光学特性、高い耐久性、高い信頼性を備えた光アイソレータ及び光モジュールを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために、本発明に係る光アイソレータは、一対の主面を有するファラデー回転子と、該ファラデー回転子の各主面に近接配置された第１偏光子および第２偏光子と、ファラデー回転子、第１偏光子および第２偏光子を保持するための保持部材とを備え、第１偏光子とファラデー回転子の間およびファラデー回転子と第２偏光子の間に間隙が部分的に存在するように、ファラデー回転子、第１偏光子および第２偏光子の各側面の少なくとも一部が、接合材を介して保持部材に接合されていることを特徴とする。
【００１０】
本発明において、第１偏光子とファラデー回転子の各対向面およびファラデー回転子と第２偏光子の各対向面には、反射防止膜がそれぞれ形成されていることが好ましい。
【００１１】
また本発明において、接合材は、無機接着剤、低融点ガラスまたは半田であること好ましい。
【００１２】
また本発明において、保持部材は、ファラデー回転子に磁界を印加するための磁石として構成されること好ましい。
【００１３】
また、本発明において、第１偏光子および第２偏光子のいずれか一方の光入射面に、空気より熱伝導率の大きい透光性部材を被着させること好ましい。
【００１４】
また、本発明において、透光性部材は、第１偏光子および第２偏光子に比し、熱伝導率が大きいこと好ましい。
【００１５】
また、本発明において、透光性部材は、ガラスを主成分とする基板であること好ましい。
【００１６】
本発明に係る光モジュールは、上記光アイソレータに光を入射する発光素子と、光アイソレータと光学的に結合される導光体とを備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ファラデー回転子、第１偏光子および第２偏光子の各側面の少なくとも一部を接合材で保持部材に接合することによって、光の通過面に接合材が存在しなくなるため、光による接合材の変質や劣化を防止できる。
【００１８】
また、第１偏光子とファラデー回転子の間およびファラデー回転子と第２偏光子の間に間隙をそれぞれ設けることによって、各偏光子とファラデー回転子との間で熱膨張係数が相違していても、各偏光子で生ずる熱膨張およびファラデー回転子で生ずる熱膨張を素子間で分離することができる。その結果、温度サイクル下で生ずる熱応力を大幅に低減できるため、光学特性の変動を抑制でき、高い耐久性、高い信頼性を有する光アイソレータを実現できる。
【００１９】
また、ファラデー回転子、第１偏光子および第２偏光子の保持部材への接合が接合材を用いて同時に実施できるようになるため、組み立て工数を削減できる。
【００２０】
さらに、第１偏光子とファラデー回転子の各対向面およびファラデー回転子と第２偏光子の各対向面に、反射防止膜をそれぞれ形成することによって、各偏光子とファラデー回転子の間の間隙が変化して、万一、対向面同士が部分的に密着した場合でも、反射防止膜の反射率特性は変化しなくなるため、安定した光学特性を実現できる。
【００２１】
また、接合材として、無機接着剤、低融点ガラスまたは半田を用いることによって、上述したように、有機系接着剤に固有の不具合を解決することができる。特に、低融点ガラスまたは半田は、接合時にアウトガスが出ない点でより好ましい。
【００２２】
また、保持部材は、ファラデー回転子に磁界を印加するための磁石として構成することによって、部材の兼用により部品点数を削減できるため、工数の低減、低コスト化が図られる。
【００２３】
また、本発明において、第１偏光子および第２偏光子のいずれか一方の光入射面に、空気より熱伝導率の大きい透光性部材を被着させることにより、反射戻り光の吸収によって各偏光子から生じる熱を前記透光性部材に拡散することが可能となる。その結果、この構成によれば、偏光子の発熱による消光比特性の劣化を防止できるため、安定した挿入損失およびアイソレーション特性を維持することができる。そして、前記透光性部材は、第１偏光子および第２偏光子に比し、熱伝導率が大きい場合には、各偏光子で生じた熱の拡散をさらに促進させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
（実施形態１）
図１は、本発明の光アイソレータの第１実施形態を示す断面図である。この光アイソレータＸ１は、ファラデー回転子５と、ファラデー回転子５の両側に配置された２つの偏光子４，６と、円筒状の永久磁石７などで構成される。
【００２５】
ファラデー回転子５は、ＹＩＧ単結晶やＢｉ置換ガーネット結晶など、ファラデー効果を示す材料で構成され、対向した一対の主面を有する板状に形成される。
【００２６】
偏光子４，６は、特定方向の直線偏光を通過させる透過軸を有し、ファラデー回転子５の各主面に近接するようにそれぞれ配置される。偏光子４，６の各透過軸は、ファラデー回転子５を挟んで、光軸周りで相対的に４５゜回転するように設定される。この偏光子４，６は、たとえばケイ素、ホウ素、ジルコニウムを含むガラス材料からなる基板（熱伝導率：１．００５（Ｗ／ｍ・Ｋ））の一表面に、銅または銀等の金属粒子を含む誘電体層が形成されてなる。
【００２７】
永久磁石７は、光軸方向に沿った磁界をファラデー回転子５へ印加する機能を有し、ここでは、円筒内部にファラデー回転子５および偏光子４，６を収容するための保持部材として兼用することにより、部品点数の削減、工数の低減、低コスト化が図られる。
【００２８】
ファラデー回転子５および偏光子４，６の各側面の一部または全周は、接合材８を介して永久磁石７に接合されている。また、偏光子４とファラデー回転子５の間およびファラデー回転子５と偏光子６の間はほぼ密着しているが、微視的にはごく僅かな間隙が部分的に存在しており、通常は、周囲の雰囲気と同じ空気層が介在することになる。
【００２９】
本実施形態では、こうした構成を有する光アイソレータが、光ファイバ３に光学的に結合するように配置される。光ファイバ３は、円筒状の金具２に挿入、固定され、光ファイバ３の素線はキャピラリ１に挿入されており、光ファイバ３の端面が偏光子６にほぼ当接するように位置決めされる。
【００３０】
キャピラリ１は、セラミックなどで形成され、金具２に圧入されている。キャピラリ１の外側端面は、光ファイバ３の長手軸に対して僅かに傾斜している。光アイソレータは、この傾斜面に対してほぼ密着するように位置決めされるため、ファラデー回転子５および偏光子４，６の各主面が光軸に対して同様に傾斜する。その結果、各主面での反射光が光軸から外れるようになり、迷光やノイズ光の戻りを防止できる。
【００３１】
光アイソレータをキャピラリ１に固定する場合、１）ファラデー回転子５および偏光子４，６を永久磁石７に固定して単体の光アイソレータを完成させた後、光アイソレータ全体をキャピラリ１に固定する方法と、２）ファラデー回転子５、偏光子４，６および永久磁石７を同時にキャピラリ１に固定する方法と、が考えられる。
【００３２】
いずれの方法においても、接合材８として、無機接着剤、低融点ガラスまたは半田を用いることが好ましい。特に、半導体レーザ素子などの光源と一緒に密封する場合、接合時に接合材８の分解物やアウトガスが発生しない低融点ガラスまたは半田を使用することが好ましい。
【００３３】
接合材８として半田を使用する場合は、偏光子４、６、ファラデー回転子５の側面にメタライズを施した後、金と錫の合金半田などの半田を用いて固着することが望ましい。メタライズの最表面は、金であることが望ましい。
【００３４】
工程の短縮の観点からは、上記２）の同時固着が望ましく、工程の容易さの観点からは上記１）の別個固着が望ましい。別個固着の場合、後から行う固着の際に先に固着に用いた合金よりも融点の低い合金または金属を用いるのが望ましい。
【００３５】
（実施形態２）
図２は、本発明の光アイソレータの第２実施形態を示す断面図である。この光アイソレータＸ２は、図１と同様な構成を有し、ファラデー回転子５と、ファラデー回転子５の両側に配置された２つの偏光子４，６と、円筒状の永久磁石７などで構成される。
【００３６】
本実施形態では、こうした構成を有する光アイソレータが、フェルール９の中心孔に固定された光ファイバ３に光学的に結合するように配置される。フェルール９は、セラミックなどで形成され、円筒状の金具１０に圧入されている。光ファイバ３の一方の端面は、偏光子６にほぼ当接するように位置決めされ、他方の端面は、フェルール９の端面１１とほぼ一致するように位置決めされる。フェルール９の端面１１には、コネクタが当接することによって、光学的な接続が行われる。
【００３７】
本実施形態においても同様に、１）ファラデー回転子５および偏光子４，６を永久磁石７に固定して単体の光アイソレータを完成させた後、光アイソレータ全体をフェルール９に固定する方法と、２）ファラデー回転子５、偏光子４，６および永久磁石７を同時にフェルール９に固定する方法と、が考えられる。
【００３８】
いずれの方法においても、接合材８として、無機接着剤、低融点ガラスまたは半田を用いることが好ましい。特に、半導体レーザ素子などの光源と一緒に密封する場合、接合時に接合材８の分解物やアウトガスが発生しない低融点ガラスまたは半田を使用することが好ましい。
【００３９】
接合材８として半田を使用する場合は、偏光子４、６、ファラデー回転子５の側面にメタライズを施した後、金と錫の合金半田などの半田を用いて固着することが望ましい。メタライズの最表面は、金であることが望ましい。
【００４０】
工程の短縮の観点からは、上記２）の同時固着が望ましく、工程の容易さの観点からは上記１）の別個固着が望ましい。別個固着の場合、後から行う固着の際に先に固着に用いた合金よりも融点の低い合金または金属を用いるのが望ましい。
【００４１】
上述した各実施形態において、ファラデー回転子５および偏光子４，６の各側面の少なくとも一部を接合材８を用いて永久磁石７に接合することによって、光の通過面に接合材８が存在しなくなるため、光による接合材の変質や劣化を防止できる。
【００４２】
また、偏光子４とファラデー回転子５の間およびファラデー回転子５と偏光子６の間には、ごく僅かな間隙が存在することが好ましい。これにより、各偏光子４，６とファラデー回転子５との間で熱膨張係数が相違していても、各偏光子４，６で生ずる熱膨張およびファラデー回転子５で生ずる熱膨張を素子間で分離することができる。その結果、温度サイクル下で生ずる熱応力を大幅に低減できるため、光学特性の変動を抑制でき、高い耐久性、高い信頼性を有する光アイソレータを実現できる。
【００４３】
また、偏光子４とファラデー回転子５の各対向面およびファラデー回転子５と偏光子６の各対向面に、屈折率ｎ＝１である空気に対する反射防止膜１３をそれぞれ形成することが好ましい。同様に、各偏光子４，６の外側主面にも、空気に対する反射防止膜１３をそれぞれ形成することが好ましい。
【００４４】
仮に、偏光子４，６とファラデー回転子５が密着して空気層が存在しない場合、偏光子４，６とファラデー回転子５の各対向面には、個々の光学材料の屈折率に整合した反射防止膜をそれぞれ施す必要がある。しかしながら、実際には、素子間に透明接着剤が介在していない場合、ごく僅かな間隙に空気層が存在するため、各素子の各対向面には、空気に対する反射防止膜を施すことが好ましい。これにより、各偏光子とファラデー回転子の間の間隙が変化して、万一、対向面同士が部分的に密着した場合でも、反射防止膜１３の反射率特性は変化しなくなるため、安定した光学特性を実現できる。
【００４５】
反射防止膜１３は、たとえば誘電体多層膜で構成され、各層の膜厚は２μｍ以下が好ましい。反射防止膜１３は、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等の公知の方法を用いて形成できる。例えば、スパッタリング法は、以下の原理により行うものである。まず、真空状態にした加工容器内で膜を付ける試料の近傍に膜の原料（ターゲット）を配置し、試料とターゲットの間に電圧をかけることで、電子やイオンを高速移動させ、ターゲットに衝突させる。ターゲットに衝突したイオンは、ターゲットの粒子をはじき飛ばす。（スパッタリング現象）はじき飛ばされた原料の粒子が試料に衝突、付着し、膜が形成される。真空蒸着法では、真空状態にした加工容器内で膜を付ける試料の近傍に膜のターゲットを配置し、同様に真空状態にした加工容器内で膜を付ける試料にターゲットを対向させ、膜の原料を加熱し、蒸発、気化した原料を試料に衝突させることで膜を形成する。また、ＣＶＤ法は、試料を気体原料の雰囲気内におき、化学反応によって、試料表面に高純度の薄膜を形成する。
【００４６】
（実施形態３）
図３は、本発明の第３実施形態を示す断面図である。この光アイソレータＸ３は、ファラデー回転子５と、ファラデー回転子５の両側に配置された２つの偏光子４，６と、円筒状の永久磁石７などの構成は先に説明した本発明の第１実施形態（図１参照）と同様であるが、第２偏光子６に被着された透光性部材１２を備えている点で異なっている。
【００４７】
透光性部材１２は、入射される信号光を実質的に吸収することなく透過させる機能を有する。この透光性部材１２は、空気よりも熱伝導率が大きく設定されているため、たとえばキャピラリ１等からの反射戻り光が偏光子６に吸収され、この光吸収によって偏光子６に発熱が生じても、この熱を受けることができる。その結果、本発明の実施形態３では、偏光子６の発熱によって生じる偏光子６の不具合、たとえば消光比特性の劣化を防止することができるため、安定したアイソレーション特性を維持することができる。なお、本発明の第３実施形態においては、偏光子６に透光性部材１２を被着させているが、偏光子４に透光性部材１２を被着させても放熱効果を促進させることができるとともに、偏光子４，６の両方に対してそれぞれ透光性部材１２を被着させてもよい。
【００４８】
この透光性部材１２は、偏光子６より熱伝導率が大きく設定されているが、さらに、屈折率が光ファイバのコア部や偏光子６とほぼ同等、また、熱膨張係数も偏光子６とほぼ同等であればより好ましい。このような透光性部材１２を構成する材質としては、たとえばガラスを主成分として用いることができるが、石英ガラス（熱伝導率：１．３８（Ｗ/ｍ・Ｋ））からなる基板であることが望ましい。なお、透光性部材１２は、偏光子６と主成分が同じガラスであっても、副成分の含有量を制御することによって偏光子より熱伝導率が大きくなるようにしてもよい。
【００４９】
この透光性部材１２は、屈折率が光ファイバのコア部や偏光子６とほぼ同等、また、熱膨張係数も偏光子６とほぼ同等であることが好ましい。このような透光性部材１２を構成する材質としては、たとえばガラスを主成分として用いることができるが、屈折率および熱膨張係数の観点から鑑みると、石英またはホウ珪酸ガラスからなる基板であることが望ましい。このように、透光性部材１２がガラスを主成分とする基板で構成すれば、一般的に平板状で形成されている偏光子４，６に対して精度よく被着させることができる。また、このような透光性部材１２は、偏光子４，６およびファラデー回転子５と同様に、接合材８で固定される。なお、この透光性部材１２の光入出射面には、本発明の第２実施形態で開示された反射防止膜１３を施してもよい。
【００５０】
（実施形態４）
図４は、本発明の光モジュール断面図である。この光モジュール６０は、光を発生させる発光素子であるＬＤ（レーザダイオード）チップ５０、該ＬＤチップを搭載するサブマウント５１、ＬＤチップ５０を温度制御する熱電冷却装置ＴＥＣ（Ｔｈｅｒｍｏ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｏｌｅｒ）５２、ＬＤチップ５０からの発振光と光学的に結合される導光体である光ファイバ３を有する光アイソレータＸ３、ＬＤチップ５０からの発振光を光アイソレータＸ３に伝達する第１レンズ５３、第２レンズ５４、該第２レンズ５４を保持するレンズホルダ５６、光アイソレータＸ３を光軸方向に光学調芯するためのスリーブ５７、および上記した部品を搭載するためのパッケージ５５から構成される。なお、光アイソレータは、本発明の第３実施形態の光アイソレータＸ３が用いられている。
【００５１】
このような光モジュール６０では、高出力の反射戻り光であっても、光アイソレータ５８で遮断することができるとともに、発振出力の変動や波長の変動を抑制することができるため、安定した発振光を維持することができる。
【００５２】
以上説明したように、光学素子の主面同士を接着剤で接合した従来の光アイソレータの場合、光源からの高出力光が光アイソレータを通過すると、接着剤部分が劣化して、透過率が低下し、光アイソレータの挿入損失特性の劣化が懸念される。これに対して、本発明では光学素子の光通過面に接着剤等の有機物は一切用いていないため、耐湿性、耐光性に優れた光アイソレータを実現できる。
【００５３】
さらに、光学素子の主面同士を接着剤で固定しないため、熱膨張係数の異なる偏光子４，６とファラデー回転子５への応力は、素子面間では発生せず、永久磁石７に固定された側面からの応力のみとなるため、光学素子に加わる応力を緩和させることができる。
【実施例】
【００５４】
本発明の実施例として図１に示した光アイソレータを試作し、特性の評価を行った。各部品と構成について以下に説明する。
【００５５】
偏光子は、コーニング社製のポーラコア（製品名）を用い、サイズが１１ｍｍ角で厚み０．２ｍｍのものを使用し、透過偏波方向が互いに４５°ずれるように光学調整を行った後、１ｍｍ角に切り出した。ファラデー回転子は、サイズが１１ｍｍ角で厚み０．４５ｍｍのものを、１ｍｍ角に切り出した。ファラデー回転子の飽和磁界強度中における偏波回転角は４５．０°であった。
【００５６】
偏光子およびファラデー回転子は、波長１．５５μｍの光に対して動作する素子であり、偏光子とファラデー回転子の両主面には対空気（ｎ＝１）の反射防止膜が施されている。また、キャピラリの端面にも対空気の反射防止膜が施されている。
【００５７】
このようにして作製した光アイソレータの特性を測定した結果、すべての光アイソレータは、挿入損失が０．３ｄＢ以下、アイソレーションが４０ｄＢ以上の良好で均一な特性を有することを確認した。
【００５８】
以上の試作により、工数の削減が実現し、かつ長期安定性に優れ、光路上に樹脂フリーの光アイソレータが実現した。
【００５９】
次に、光アイソレータの評価を実験および計算を用いて行い、以下のように反射特性に問題のないことを確認した。
【００６０】
図５（ａ）は、光アイソレータの評価に用いた測定系を示す。フェルール（先端はフラット、傾斜無し）２２にファイバ２３を固定し、フェルール２２の上に偏光子２４を固定した。偏光子２４の両主面には、対空気の反射防止膜が施されている。この状態で、プレシジョンリフレクトメータ２１を動作させて、偏光子２４からの反射ピークの有無を測定した。
【００６１】
次に、偏光子２４の上に、ファラデー回転子２５を載せた状態で、プレシジョンリフレクトメータ２１を動作させて、偏光子２４およびファラデー回転子２５からの反射ピークの有無を測定した。ファラデー回転子２５の両主面には、対空気の反射防止膜が施されている。
【００６２】
図５（ｂ）は、偏光子２４のみを載せて計測した結果を示すグラフであり、図５（ｃ）
は、偏光子２４の上にファラデー回転子２５を載せて計測した結果を示すグラフである。図５（ｂ）、図５（ｃ）において、縦軸は、反射光の強度（ｄＢ）であり、横軸は、波長（ｎｍ）である。測定の都合上、図５（ｃ）のカーブは、図５（ｂ）のものより全体に左側に寄っているが、最も左側に位置するピーク同士を比較すると、ピーク強度がほぼ等しいことが判る。いずれの場合も、反射ピーク強度が４６〜４９ｄＢ程度となって、対空気の反射防止膜と同レベルの特性を示し、反射特性に影響を及ぼさないことを確認した。
【００６３】
次に、計算を用いた評価結果について説明する。計算は、多層膜の反射に基づいて、反射防止膜の反射率を計算した。図６（ａ）、図６（ｂ）は、計算対象とした多層膜の構成例をそれぞれ示す。
【００６４】
図６（ａ）では、光が、上側の石英基板３１から、順次、ＴｉＯ２層３２、ＳｉＯ２層３３、ＴｉＯ２層３２、ＳｉＯ２層３３の４層の反射防止膜を透過し、さらに間隙中の空気層（非図示）を透過し、続いてＳｉＯ２層３３、ＴｉＯ２層３２、ＳｉＯ２層３３、ＴｉＯ２層３２の４層の反射防止膜を透過し、下側の石英基板３１に到達する構成を示す。
【００６５】
一方、図６（ｂ）では、上側の反射防止膜と下側の反射防止膜が完全に密着して、間隙がゼロで、空気層が存在していない構成を示す。
【００６６】
図６（ａ）、図６（ｂ）での具体的な構成例は、下記（表１）に示している。
【表１】
2006309190.tif 000003
【００６７】
これらの全体反射率を計算した結果、空気層が存在している場合、反射率は０．００％となり、空気層が存在していない場合も反射率は０．００％となった。これらの結果から、偏光子とファラデー回転子の各対向面に、対空気の反射防止膜を形成することによって、空気層が存在していても不存在であっても、ほぼ理想的な反射防止が得られることが確認できた。
【００６８】
以上のように、対空気の反射防止膜が施されている２枚の光学素子の面を密着させ空気層を無くした場合も、空気層がある場合と同じ反射率特性が得られる。実際には、空気層を完全に無くすることは、光学素子の平坦度の問題や製造組み立て上の問題から著しく困難であり、微視的には、光学素子の主面同士のある部分は密着し、ある部分は空気層が存在することになる。その場合でも反射防止膜の特性は変わらないことが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
本発明は、優れた光学特性、耐久性、信頼性を備えた光アイソレータを実現できることから、産業上極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態を示す断面図である。
【図５】図５（ａ）は、光アイソレータの評価に用いた測定系を示し、図５（ｂ）は、偏光子２４のみを載せて計測した結果を示すグラフであり、図５（ｃ）は、偏光子２４の上にファラデー回転子２５を載せて計測した結果を示すグラフである。
【図６】図６（ａ）、図６（ｂ）は、計算対象とした多層膜の構成例をそれぞれ示す。
【図７】従来の光アイソレータの一例を示す部分破断斜視図である。
【符号の説明】
【００７１】
Ｘ１〜Ｘ３：光アイソレータ
１：キャピラリ
２：金具
３：光ファイバ
４、６：偏光子
５：ファラデー回転子
７：磁石
８：接合材
９：フェルール
１０：金具
１１：端面
１２：透光性部材
１３：反射防止膜
２１：プレシジョンリフレクトメータ
２２：フェルール
２３：ファイバ
３１：石英基板
３２：ＳｉＯ２層
３３：ＴｉＯ２層
５０：LＤチップ
５１：サブマウント
５２：ＴＥＣ
５３：第１レンズ
５４：第２レンズ
５５：パッケージ
５６：レンズホルダ
５７：スリーブ
６０：光モジュール
【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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【図７】
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