(57)【要約】【課題】高出力の光源を用いる場合でも十分な温度上昇抑制が可能となる光アイソレータを提供する。【解決手段】ファラデー回転子１５と、ファラデー回転子１５に磁界を印加する磁界印加手段２と、ファラデー回転子１５の熱を伝える熱伝導体３と、戻り光を遮る遮光体４と、を備えた光アイソレータ１０。遮光体４は、光源１１からファラデー回転子１５に向かう順方向の光が通過する通過口４ａを有する。ファラデー回転子１５は、磁界印加手段２から離れて設置されている。磁界印加手段２の逆方向側に、断熱手段５により磁界印加手段２から隔てられた空間である熱放出部７が確保されている。熱伝導体３は、ファラデー回転子１５に直接または間接に当接している。熱伝導体３の一部は、熱放出部７内に配置されている。【選択図】図１
2015055684.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源からの順方向の光が導入されるファラデー回転子を有するアイソレータコアと、前記ファラデー回転子に磁界を印加する磁界印加手段と、前記ファラデー回転子の熱を伝える１または複数の熱伝導体と、前記順方向とは逆の方向に前記ファラデー回転子を通って前記光源に向かう戻り光を遮る遮光体と、を備え、
前記遮光体は、前記光源から前記ファラデー回転子に向かう順方向の光が通過する通過口を有し、
前記ファラデー回転子は、前記磁界印加手段から離れて設置され、
前記磁界印加手段の前記逆方向側に、断熱手段により前記磁界印加手段から隔てられた空間である熱放出部が確保され、
前記熱伝導体は、前記ファラデー回転子に直接または間接に当接し、その一部は、前記熱放出部内に配置されていることを特徴とする光アイソレータ。
【請求項２】
前記熱伝導体は、作動流体を封入した流路を有するヒートパイプであり、
前記流路は、少なくとも前記ファラデー回転子に対面する位置から、前記熱放出部内にかけて形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光アイソレータ。
【請求項３】
前記熱伝導体は、少なくとも前記ファラデー回転子の両面にそれぞれ接して設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の光アイソレータ。
【請求項４】
前記熱伝導体は、前記遮光体に当接していることを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載の光アイソレータ。
【請求項５】
前記磁界印加手段は、スリーブ状に形成され、
前記ファラデー回転子は、前記磁界印加手段の内側空間に挿通していることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか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、レーザ加工装置等に用いられる光アイソレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
レーザ加工装置等では、戻り光を遮断し、光源への悪影響を防ぐために光アイソレータが用いられている。
図６は、光アイソレータの一例を示す。光アイソレータ３０は、アイソレータコア３１と、アイソレータコア３１に磁界を印加する磁性構造体３２と、アイソレータコア３１を支持する支持体３３と、これらを収容する外装体３６を備えている。
アイソレータコア３１は、光源１１からの光が透過する順に、第１偏光子４４と、ファラデー回転子４５と、波長板４６と、第２偏光子４７とを備えている。ファラデー回転子４５には、ファラデー効果を生じる結晶（ファラデー結晶）が用いられる。
ファラデー効果を生じる結晶としては、Ｔｂ３Ｇａ５Ｏ１２（ＴＧＧ）単結晶、Ｙ３Ｆｅ５Ｏ１２（ＹＩＧ）単結晶等が用いられる。
【０００３】
高出力のレーザが光源である場合には、アイソレータコア３１が光吸収により高熱となってファラデー回転角が小さくなり、戻り光の遮断特性が低下するおそれがある。
アイソレータコア３１の温度上昇を回避する技術としては、放熱フィンによりファラデー回転子の放熱を促す（特許文献１参照）、ファラデー回転子を磁石（磁界印加手段）に接触させて伝熱により温度上昇を抑える（特許文献２参照）、放熱板によりファラデー回転子の放熱を促す（特許文献３参照）、冷却媒体を用いてファラデー回転子を冷却する（特許文献４参照）、などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４０７７８６７号公報
【特許文献２】特開２０１０−６１１２５号公報
【特許文献３】特開２００５−２５１３８号公報
【特許文献４】特開２００９−２８２３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ファラデー回転角θＦ（°）は、ファラデー結晶のベルデ定数（°/Ｏｅ*ｃｍ）をＶとし、磁石の磁束密度（Ｏｅ）をＨとし、ファラデー結晶の長さ（ｃｍ）をＬとすると「θＦ＝Ｖ×Ｌ×Ｈ」で表される。
特許文献１〜３記載の技術では、放熱または磁性構造体への伝熱により温度上昇の抑制を図るが、光源が高出力のレーザ等である場合にはファラデー回転子の発熱量が大きくなるため十分な温度上昇抑制は困難であった。
磁性構造体が高温となると熱減磁により磁束密度が低くなるため、ファラデー回転角が小さくなる。ファラデー回転角が小さくなるとアイソレーションが減少し、戻り光の遮断特性に影響が及ぶ。また、ファラデー結晶の温度が上昇するとベルデ定数も小さくなるため、アイソレーションが減少する。
このことから、特許文献１〜３の技術では、光源として高出力のレーザ等を用いた場合には、十分な戻り光の遮断特性が得られない。
特許文献４の技術では、ファラデー結晶とともに磁性構造体も冷却できるが、戻り光の入射条件によっては、パッキンの耐久性に問題が生じることが懸念される。また、戻り光により冷却媒体が加熱されることにより十分な冷却が難しくなることもある。
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、高出力の光源を用いる場合でも十分な温度上昇抑制が可能となる光アイソレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、源からの順方向の光が導入されるファラデー回転子を有するアイソレータコアと、前記ファラデー回転子に磁界を印加する磁界印加手段と、前記ファラデー回転子の熱を伝える１または複数の熱伝導体と、前記順方向とは逆方向に前記ファラデー回転子を通って前記光源に向かう戻り光を遮る遮光体と、を備え、前記遮光体は、前記光源から前記ファラデー回転子に向かう順方向の光が通過する通過口を有し、前記ファラデー回転子は、前記磁界印加手段から離れて設置され、前記磁界印加手段の前記逆方向側に、断熱手段により前記磁界印加手段から隔てられた空間である熱放出部が確保され、前記熱伝導体は、前記ファラデー回転子に直接または間接に当接し、その一部は、前記熱放出部内に配置されている光アイソレータを提供する。
前記熱伝導体は、作動流体を封入した流路を有するヒートパイプであり、前記流路は、少なくとも前記ファラデー回転子に対面する位置から、前記熱放出部内にかけて形成されていることが好ましい。
前記熱伝導体は、少なくとも前記ファラデー回転子の両面にそれぞれ接して設けられていることが好ましい。
前記熱伝導体は、前記遮光体に当接していることが好ましい。
前記磁界印加手段は、スリーブ状に形成され、前記ファラデー回転子は、前記磁界印加手段の内側空間に挿通していることが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、高出力の光源を使用した場合でも、ファラデー回転子で発生した熱を熱伝導体により効率よく放出し、温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態である光アイソレータの構造を模式的に示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は前面図である。
【図２】図１の光アイソレータに用いられるヒートパイプの一例を示す図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は前面図である。
【図３】光源からの順方向の光の経路を示す図である。
【図４】戻り光の光の経路を示す図である。
【図５】冷却媒体供給装置を備えた光アイソレータの一例を模式的に示す図である。
【図６】従来の光アイソレータの一例を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
図１（ａ）〜図１（ｃ）は、本発明の製造方法の一実施形態の光アイソレータ１０を示す図であり、（ａ）は上面側から見た構造図、（ｂ）は側面側から見た構造図、（ｃ）は前面側から見た構造図である。
【００１０】
光アイソレータ１０は、ファイバレーザ等の光源１１からの順方向の光Ｌ１が導入されるファラデー回転子１５を有するアイソレータコア１と、ファラデー回転子１５に磁界を印加する磁性構造体２（磁界印加手段）と、ファラデー回転子１５の熱を伝える１または複数の熱伝導体３と、逆方向にファラデー回転子１５を通って光源１１に向かう戻り光（Ｌ４）を遮る遮光体４と、断熱壁５（第１断熱手段）と、これらを収容する外装体６とを備えている。
外装体６内において、遮光体４と断熱壁５の間には、熱伝導体３が熱を放出する空間である熱放出部７が確保されている。
【００１１】
以下の説明において、アイソレータコア１と熱伝導体３とをコアユニット１３と総称することがある。
光源１１からアイソレータコア１に向かう光の方向を順方向といい、その逆の方向を逆方向という。順方向とは図１（ａ）および図１（ｂ）における右方向であり、前方向ともいう。逆方向とは図１（ａ）および図１（ｂ）における左方向であり、後方向ともいう。
【００１２】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、アイソレータコア１は、光源１１からの順方向の光Ｌ１が透過する順に、第１偏光子１４と、ファラデー回転子１５と、波長板１６と、第２偏光子１７とを有する。
【００１３】
第１偏光子１４および第２偏光子１７としては、例えば、複屈折結晶型、偏光ガラス型、金属と誘電体との多層膜型、高屈折率体と低屈折率体の多層膜型などが使用可能であり、特に、複屈折結晶型が好ましい。
複屈折結晶型を採用することによって、このアイソレータコア１を偏光分離型とすることができる。
偏光子１４、１７の材料としては、例えばイットリウム・バナデート（ＹＶＯ４）が使用できる。
【００１４】
ファラデー回転子１５には、テルビウム・ガリウム・ガーネット（ＴＧＧ）、テルビウム・スカンジウム・ルテチウム・アルミニウム・ガーネット（ＴＳＬＡＧ）、イットリウム・鉄・ガーネット（ＹＩＧ）、テルビウム・アルミニウム・ガーネット（ＴＡＧ）、テルビウムガラスなどの、常磁性体である磁気光学材料（ファラデー結晶）が使用でき、特にＴＧＧの使用が好ましい。
ファラデー回転子１５は、ファラデー効果により入射光Ｌ１の偏光面を回転させる。ファラデー回転子１５の長さは、例えば、入射光に対して出射光の偏光面が約４５°異なるように設定することができる。
ファラデー回転子１５は、磁性構造体２の内側空間２０内に配置されると、ファラデー回転子１５に効率よく磁界を印加することができる。
【００１５】
波長板１６としては、例えば水晶からなる１／２波長板が使用できる。
第１偏光子１４と、ファラデー回転子１５と、波長板１６と、第２偏光子１７とはいずれも断面矩形とすることができる。
【００１６】
磁性構造体２は、コアユニット１３が挿通する挿通孔２ａを有するスリーブ状に形成されている。挿通孔２ａ内の空間を内側空間２０という。図１（ｃ）に示すように、挿通孔２ａは、例えば断面矩形とすることができる。また、磁性構造体２の外形（断面形状）も矩形としてよい。
【００１７】
磁性構造体２の挿通孔２ａの内径寸法は、コアユニット１３の外形寸法より大きくされており、挿通孔２ａの内面２ｂはコアユニット１３（アイソレータコア１および熱伝導体３）の外面１３ａから離れている。
磁性構造体２は、十分な磁気特性が得られれば、その材料は特に限定されない。例えば、ネオジム系磁石が使用できるが、他の材料からなる磁石を使用してもよい。
【００１８】
磁性構造体２の内面２ｂと、コアユニット１３の外面１３ａとの間には、断熱層９（第２断熱手段）を形成することができる。この断熱層９は、コアユニット１３と磁性構造体２との間の熱の出入りを遮断する。
断熱層９は、内面２ｂと外面１３ａとの隙間全体に形成することができる。断熱層９としては、例えばセラミックス（アルミナ、炭化ケイ素など）からなる断熱材が使用できる。
断熱層９は、挿通孔２ａの内面２ｂに当接し、かつコアユニット１３の外面１３ａから離れて形成してもよいし、コアユニット１３の外面１３ａに当接し、かつ挿通孔２ａの内面２ｂから離れて形成してもよい。
なお、断熱層９は空気層であってもよい。
【００１９】
図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、熱伝導体３は、直接または間接にアイソレータコア１に当接しており、ファラデー回転子１５の熱を熱放出部７に伝えることによってファラデー回転子１５の温度上昇を抑制することができる。
図示例の熱伝導体３は、略長方形の平板状に形成されており、一方の側面３ｃ（内側面）は、第１偏光子１４、波長板１６、ファラデー回転子１５、および第２偏光子１７に、面的に当接している。
熱伝導体３は、熱伝導性が高い材料（例えばアルミニウム、銅などの金属）からなる中実構造の板材であってもよいが、伝熱効率を考慮すれば、ヒートパイプを用いることが好ましい。
【００２０】
図２（ａ）および図２（ｂ）は、ヒートパイプである熱伝導体３の一例であって、図２（ａ）は、熱伝導体３の平面図であり、図２（ｂ）は、熱伝導体３を前面側から見た図である。
熱伝導体３は、熱伝導性が高い材料（例えばアルミニウム、銅などの金属）からなり、その長さ方向に沿って内部に形成された流路３ａに、凝縮性の流体が作動流体として封入されている。
【００２１】
流路３ａは、少なくともファラデー回転子１５に対面する位置から熱放出部７内にかけて形成することが好ましい。
図２（ａ）に示す例では、平面視において流路３ａの一部はファラデー回転子１５と重なる位置にあり、流路３ａの他の一部は熱放出部７内に位置している。熱伝導体３の側面３ｃのうちファラデー回転子１５に対面する領域を対面領域３ｄという。
【００２２】
図示例では、流路３ａは、熱伝導体３のほぼ全幅に、ほぼ全長にわたって形成されている。このため、流路３ａは、第１偏光子１４、波長板１６、ファラデー回転子１５、および第２偏光子１７に重なる位置に形成されている。図示例の流路３ａは対面領域３ｄの全面を含んで形成されているが、対面領域３ｄの一部領域のみを含んで形成されていてもよい。
【００２３】
熱伝導体３は、高温部で蒸発した作動流体が低温部に流動して放熱・凝縮することにより、作動流体の潜熱として熱の輸送を行うことができる。具体的には、例えばファラデー回転子１５で発生した熱により、対面領域３ｄが高温となると、この対面領域３ｄの流路３ａ内の作動流体は、蒸発して熱放出部７内の部分３ｅに流れ、熱放出部７で放熱・凝縮する。
これによって、ファラデー回転子１５で発生した熱を効率よく熱放出部７に伝えることができる。
【００２４】
図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す例では、一対の熱伝導体３が用いられ、これら熱伝導体３、３は、ファラデー回転子１５の両側面１５ｄ、１５ｄにそれぞれ当接している。
詳しくは、熱伝導体３、３は、光Ｌ１の透過方向に延在する長板体であって、アイソレータコア１（第１偏光子１４、ファラデー回転子１５、波長板１６、および第２偏光子１７）の一方および他方の側面１ｄ、１ｄの全面にそれぞれ当接して設けられている（図１（ｃ）参照）。これによって、ファラデー回転子１５の熱を効率よく熱放出部７に伝えることができる。
【００２５】
熱伝導体３は、アイソレータコア１の側面１ｄに、直接、当接した状態で固定されていてもよいし、接着剤によりアイソレータコア１に接着固定してもよい。接着剤によりアイソレータコア１に接着固定する場合には、熱伝導体３は、接着剤を介して間接的にアイソレータコア１の側面１ｄに当接することになる。
接着剤としては、弾性を有する接着剤（例えばエポキシ樹脂）を用いるのが好ましい。これによって、アイソレータコア１と熱伝導体３との熱膨張係数差により生じる応力を緩和し、偏光消光比が低減するのを防ぐことができる。
また、アイソレータコア１は、例えば角筒状のホルダ（図示略）内に保持させてもよく、この場合には、このホルダを介して熱伝導体３に当接させてもよい。
【００２６】
熱伝導体３は、先端部３ｂが遮光体４に当接していることが望ましい。これによって、熱伝導体３と遮光体４との間に熱伝導が可能となるため、遮光体４の温度上昇を抑制できる。
なお、図示例では２つの熱伝導体３がそれぞれ側面１ｄ、１ｄに設けられているが、熱伝導体３は、アイソレータコア１の一方の側面１ｄにのみ設けてもよい。また、熱伝導体３は、アイソレータコア１の上面１ｅおよび／または下面１ｆに設けてもよい。
【００２７】
外装体６は、アルミニウム板などで構成できる。図示例の外装体６は、直方体状に形成されている。
【００２８】
遮光体４は遮光性を有する板材であって、例えばアルミニウムなどの金属、セラミックスなどからなる。遮光体４は、熱放出部７に臨んで形成されている。
遮光体４は、外装体６内において、アイソレータコア１よりも光源１１に近い位置に設けられている。遮光体４は、第１偏光子１４を経た透過光Ｌ４（図４参照）を遮ることができる。
【００２９】
遮光体４に形成された通過口４ａは、光源１１からアイソレータコア１に入射する入射光Ｌ１が通過する開口部である。通過口４ａは、例えば平面視円形、矩形等に形成することができる。
遮光体４は熱放出部７に面しているため、遮光体４から熱放出部７への放熱によって、遮光体４の温度上昇を抑えることができる。遮光体４は、入射光Ｌ１の透過方向に対して垂直に形成することができる。
【００３０】
断熱壁５は、例えばセラミックス（アルミナ、炭化ケイ素など）からなる断熱材が使用できる。
断熱壁５は、遮光体４から順方向側（図１（ａ）および図１（ｂ）における右方向側）に離れた位置に設置されて、外装体６内の空間を区画している。断熱壁５より右側（出射側）の空間は、磁性構造体２が収容される磁界印加空間８である。
【００３１】
断熱壁５は、熱放出部７と磁界印加空間８とを空間的に隔てるとともに、互いの熱の出入りを遮断している。
図示例の断熱壁５は、外装体６の内部空間の断面のほぼ全体にわたる板材であり、コアユニット１３が挿通する挿通孔５ａを有する。断熱壁５は、入射光Ｌ１の透過方向に対して垂直に形成することができる。
【００３２】
外装体６の内面のうち熱放出部７に面する部分には、断熱壁５と同様の構成の断熱層１２（第３の断熱手段）が形成されている。これによって、熱放出部７は外装体６からの熱的影響を受けなくなる。
【００３３】
なお、第１断熱手段は、図示例に限定されない。例えば、図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す例では熱放出部７と磁界印加空間８とが１つの外装体６内にあるが、熱放出部７と磁界印加空間８とをそれぞれ別の外装体内に形成してもよく、その場合には２つの外装体間にある空気層、または各外装体の壁部が第１断熱手段として機能する。
また、断熱壁５は、磁性構造体２を熱放出部７から隔てるものであればよく、その形態は図示例に限定されない。断熱壁５は、例えば、磁性構造体２の表面に当接して形成されていてもよい。
【００３４】
次に、光アイソレータ１０の動作について説明する。
光源１１から発せられる光Ｌ１の波長は、例えば、９００ｎｍ〜１１００ｎｍ（好ましくは１０００ｎｍ〜１１００ｎｍ）としてよい。
【００３５】
図３に示すように、光源１１からの順方向の入射光Ｌ１は、通過口４ａを通過して第１偏光子１４に入射し、第１偏光子１４で互いに直交する２つの偏光成分に分離する。この光は、ファラデー回転子１５で偏光角度が光軸回りに約４５°、さらに波長板１６で偏光角度が約４５°回転することにより偏光角度が約９０°回転した状態で第２偏光子１７を通って再び１つの光線に合成され、出射光Ｌ２として出射する。
【００３６】
これに対して、図４に示すように、逆方向の戻り光Ｌ３は、第２偏光子１７に入射し、第２偏光子１７で互いに直交する２つの偏光成分に分離し、波長板１６で偏光角度が約−４５°回転し、ファラデー回転子１５で偏光角度が約４５°回転するため、第１偏光子１４では１つの光線に合成されず、透過光Ｌ４として出射する。
この透過光Ｌ４は、遮光体４に遮られるため、光源１１には達しない。
【００３７】
光源１１が高出力である場合には、光の透過によりアイソレータコア１（特にファラデー回転子１５）が高温となることがある。
この場合、アイソレータコア１の熱は熱伝導体３を通して熱放出部７に伝えられ、熱放出部７で放出される。
具体的には、例えばファラデー回転子１５が高温となると、ファラデー回転子１５に対面する部分（図２（ａ）の対面領域３ｄ）の熱伝導体３の流路３ａ内の作動流体は、蒸発して熱放出部７内の部分３ｅ（図２（ａ）参照）に流れ、熱放出部７で放熱・凝縮する。
これによって、アイソレータコア１（特にファラデー回転子１５）の熱を熱放出部７に伝え、効率よく除去することができる。
【００３８】
また、アイソレータコア１は磁性構造体２の内面２ｂから離れているため、アイソレータコア１から磁性構造体２への熱的影響は小さい。よって、磁性構造体２の温度上昇を抑制し、磁性構造体２の磁気特性の変化を回避できる。このため、アイソレータコア１の特性を良好に維持することができる。
【００３９】
また、熱放出部７と磁界印加空間８とは断熱壁５により隔てられているため、熱放出部７から磁性構造体２への伝熱量を小さくできる。よって、磁性構造体２の温度上昇を抑制し、磁性構造体２の磁気特性の低下を防止できる。
このように、光アイソレータ１０では、高出力の光源１１を使用した場合でも、アイソレータコア１で発生した熱を熱伝導体３により効率よく放熱し、温度上昇を抑制することができる。
【００４０】
また、透過光Ｌ４が当たった遮光体４は高温となることがあるが、遮光体４から熱放出部７への放熱によって、遮光体４の温度上昇を抑えることができる。
【００４１】
熱放出部７には、冷却媒体供給装置のような熱回収機構を設けることによって、熱放出部７で放出された熱を効率良く除去できる。
図５は、冷却媒体供給装置２１を用いた光アイソレータの例であり、冷却媒体供給装置２１は、冷却媒体（冷却水など）の供給部２２を備え、冷却媒体を導入経路２３から熱放出部７に導入し、熱放出部７内の冷却媒体を排出経路２４から排出できる。供給装置２１は、冷却媒体によって遮光体４を直接冷却できる構造を採用することができる。
冷却媒体供給装置２１によって、熱放出部７内を効率よく冷却できる。
【００４２】
以下、本発明の実施例について図面を用いて具体的に説明する。
（実施例１）
図１（ａ）〜図１（ｃ）に示す光アイソレータ１０を作製した。
アイソレータコア１の第１偏光子１４および第２偏光子１７としては、イットリウム・バナデート（ＹＶＯ４）からなる偏光子を用いた。ファラデー回転子１５にはテルビウム・ガリウム・ガーネット（ＴＧＧ）結晶を使用した。波長板１６としては水晶からなる１／２波長板を使用した。
熱伝導体３としては、熱伝導率３００００Ｗ／（ｍ・Ｋ）の平板型ヒートパイプを用いた。熱伝導体３は、熱伝導率４．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）の弾性接着剤（エポキシ樹脂）によりアイソレータコア１に接着固定した。
アイソレータコア１および熱伝導体３は、磁性構造体２の挿通孔２ａ内に配置した。
この光アイソレータ１０に、平均出力８０Ｗのレーザ光を入射光Ｌ１として入射させた（図３参照）。
その結果、アイソレータコア１、磁性構造体２、外装体６について、過度の温度上昇は観察されなかった。
【００４３】
（実施例２）
熱放出部７に供給装置２１（図５参照）が接続され、連続的に冷却水を熱放出部７に導入できること以外は実施例１と同様の光アイソレータ１０を作製した。
光源１１（ファイバレーザ）から、アイソレータコア１に、平均出力２０００Ｗのレーザ光を入射光Ｌ１として入射させた（図３参照）。熱放出部７内は、冷却水の導入によって、温度を２５℃に維持した。
この際、アイソレータコア１、磁性構造体２、外装体６については、過度の温度上昇は観察されなかった。
【００４４】
（実施例３）
熱放出部７に供給装置２１が接続され、連続的に冷却水を熱放出部７に導入できること以外は実施例１と同様の光アイソレータ１０を作製した。
光源１１（ファイバレーザ）から、アイソレータコア１に、平均出力４０００Ｗのレーザ光を入射光Ｌ１として入射させた（図３参照）。熱放出部７内は、冷却水の導入によって、温度を２５℃に維持した。
この際、アイソレータコア１、磁性構造体２、外装体６については、過度の温度上昇は観察されなかった。
【００４５】
（比較例１）
図６に示す光アイソレータ３０を作製した。
アイソレータコア１の偏光子１４、１７にはＹＶＯ４を用いた。ファラデー回転子１５にはＴＧＧ結晶を使用した。波長板１６は水晶からなる１／２波長板を使用した。
支持体３３としては、熱伝導率２３７Ｗ／（ｍ・Ｋ）のアルミニウム板を用いた。支持体３３は、熱伝導率１．０Ｗ／（ｍ・Ｋ）の弾性接着剤（シリコーン樹脂）によりアイソレータコア１に接着固定した。
アイソレータコア１および支持体３３は磁性構造体２の挿通孔２ａ内に配置した。支持体３３は挿通孔２ａの内面２ｂに当接させた。
この光アイソレータ３０に、平均出力８０Ｗのレーザ光を入射光Ｌ１として入射させた。
その結果、外装体６の温度は１６度上昇した。この温度上昇はアイソレータコア１のファラデー回転子１５における１６度以上の温度上昇に起因すると推測できた。また、磁性構造体２についても１６度以上の温度上昇があったと推測できた。
【００４６】
実施例１〜３および比較例１の結果より、実施例１〜３の光アイソレータ１０では温度上昇を防ぐことができたことが確認できた。
【００４７】
図１等には、偏波無依存型の光アイソレータを例示した。偏波無依存型は、上述のように、逆方向の光を２つの偏光成分に分離して合成させないことにより遮断する構造である。偏波無依存型には、挿入損失を小さくできるという利点がある。
本発明の光アイソレータは、偏波無依存型に限らず、偏波依存型も包含する。偏波依存型は、順方向については、第１および第２偏光子により特定の偏波面をもつ偏光だけを透過させる一方、逆方向については、偏光の性質を利用して第１および第２偏光子により遮断する。
例えば、偏波依存型の光アイソレータでは、順方向の入射光は、第１偏光子と同じ偏光面を有する光のみが第１偏光子を通過し、ファラデー回転子で偏光面が光軸回りに例えば約４５°回転したうえ、第２偏光子を通過して出射する。
これに対して、逆方向の戻り光は、第２偏光子と同じ偏光面を有する光のみが第２偏光子を通過し、ファラデー回転子で偏光面が光軸回りに例えば約４５°回転し、第１偏光子に達する。この光は、第１偏光子の偏光面に対し略直交する偏光面を有するため大部分が遮断される。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明は、レーザ加工システム等に用いられる光アイソレータに適用できる。
【符号の説明】
【００４９】
１・・・アイソレータコア、２・・・磁性構造体（磁界印加手段）、３・・・熱伝導体、３ａ・・・流路、３ｄ・・・対面領域、（ファラデー回転子に対面する領域）、４・・・遮光体、４ａ・・・通過口、５・・・断熱壁（第１断熱手段）、７・・・熱放出部、１０・・・光アイソレータ、１１・・・光源、１５・・・ファラデー回転子、１５ｄ・・・ファラデー回転子の側面、２０・・・磁性構造体の内部空間。
【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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