(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光の透過方向に配置された２つの偏光子と、該２つの偏光子の間に配置された材料組成の異なる２種類のファラデー回転子と、該２種類のファラデー回転子に磁界を印加する磁石を具備する光アイソレータであって、
前記光アイソレータの逆方向挿入損失が、温度依存性を有し、かつ、最大となる温度が、２５℃より高く１００℃未満の範囲にあるものであり、
前記２種類のファラデー回転子の材料は、ビスマス置換希土類鉄ガーネットの組み合わせ、又は、ビスマス置換希土類鉄ガーネットとＧｄ２．７Ｃｅ０．３Ｆｅ５Ｏ１２結晶の組み合わせであることを特徴とする光アイソレータ。
【請求項２】
前記逆方向挿入損失が最大となる温度は、２５℃から１００℃の温度範囲における前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和の最大値と最小値の平均値になる温度から±１０℃以内の範囲にあるものであ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】
２５℃から１００℃の温度範囲における前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和の前記最大値と前記最小値との差が、３．９ｄｅｇ以下であることを特徴とする請求項２に記載の光アイソレータ。
【請求項４】
２５℃において前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和が４５．０ｄｅｇであることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の光アイソレータ。
【請求項５】
光の透過方向に配置された２つの偏光子と、該２つの偏光子の間に配置された材料組成の異なる２種類のファラデー回転子と、該２種類のファラデー回転子に磁界を印加する磁石を具備する光アイソレータの製造方法であって、
前記２種類のファラデー回転子として、ビスマス置換希土類鉄ガーネットの組み合わせ、又は、ビスマス置換希土類鉄ガーネットとＧｄ２．７Ｃｅ０．３Ｆｅ５Ｏ１２結晶の組み合わせを用い、
温度依存性を有する前記光アイソレータの逆方向挿入損失が最大となる温度を、２５℃より高く１００℃未満の範囲に設定し、
該設定した逆方向挿入損失が最大となる温度において、前記逆方向挿入損失が最大となるように前記２つの偏光子の間の相対角度を調整することを特徴とする光アイソレータの製造方法。
【請求項６】
２５℃から１００℃の温度範囲において、前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和の最大値と最小値を求め、
前記回転角度の和が前記最大値と前記最小値の平均値になる温度を求め、
該平均値になる温度から±１０℃以内の範囲に、前記逆方向挿入損失が最大となる温度を設定することを特徴とする請求項５に記載の光アイソレータの製造方法。
【請求項７】
２５℃から１００℃の温度範囲における前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和の前記最大値と前記最小値との差が、３．９ｄｅｇ以下となる前記２種類のファラデー回転子を用いることを特徴とする請求項６に記載の光アイソレータの製造方法。
【請求項８】
２５℃において前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和が４５．０ｄｅｇとなる前記２種類のファラデー回転子を用いることを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか一項に記載の光アイソレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信や光計測で用いられる、ファイバ端やレンズ端からの反射光を光源となるレーザへ戻さないようにする為の光学部品である光アイソレータとその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信や光計測において、光源となる半導体レーザから出た光が、伝送路途中に設けられた部材表面からの反射によって半導体レーザに戻ってくると、レーザ発振が不安定になってしまう。このような反射戻り光を遮断する為に、偏光面を非相反で回転させるファラデー回転子を用いた光アイソレータが使用される。
【０００３】
ファラデー回転子の回転角度は温度によって変化するため、光アイソレータの特性も温度によって変動してしまう。これを避けるため、従来から温度調節器（ペルチエ素子）を用いて、光アイソレータの温度を一定にする手法が用いられてきた。
【０００４】
しかしながら、このことは小型化や省電力化の要求に反するものであり、実際に、光通信で使用される半導体レーザモジュールでは、温度調節器を使用することが少なくなってきている。そのため、モジュール内部の温度は高くなってきており、５０℃を超える温度になることもあり、２５℃から１００℃の温度範囲に対応できることが求められている。
【０００５】
一般に、光アイソレータは２５℃で最も優れた特性を発揮するように設定される。一方、前述したようにファラデー回転子の回転角度には温度依存性があるため、環境温度が設定温度から離れるにつれて、光遮断能を示す逆方向挿入損失が低下する傾向にある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開昭５５−１３８７１１号公報
【特許文献２】特開平６−３１７７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
光アイソレータの逆方向挿入損失は３０ｄＢ以上であることが好ましいが、２５℃から１００℃の温度範囲においては、図８に示すような、偏光子（１１、１２）を２枚用いてその間にファラデー回転子１６を配置する１段構成の光アイソレータ１００では実現することが難しい。このため、図９に示すように、偏光子（２１、２２、２３）を３枚用いて各々の間にファラデー回転子（１７、１８）を配置する１．５構成の光アイソレータ２００や１段構成を並べた２段構成の光アイソレータが用いられてきた。尚、光アイソレータ１００には磁石１３が、光アイソレータ２００には、磁石１４がそれぞれ設けられている。
【０００８】
しかしながら、１．５構成や２段構成の光アイソレータは、高価な偏光子を多く使用し、長さも長くなるため、低コスト化や光学的な観点から不利な面もある。
【０００９】
また、光アイソレータの温度依存性を小さくするための手法として、特許文献１と特許文献２には、複数のファラデー回転子を組み合わせることによって、回転角度の総和を温度によらず一定にすることが示されている。
【００１０】
しかしながら、これらの手法では、ファラデー回転子の材料選択はかなり制限される。例えば、これらの先行技術文献に示されているような材料は、フラックス法等で作成せざる得ないため、工業生産に不向きで高価になってしまう。また、温度依存性の組み合わせが最適な材料を選択するために、ファラデー回転子の厚みが大きくなってしまう場合もあるなど、実用化はかなり困難である。
【００１１】
一方、ファラデー回転子に用いられる材料には、温度依存性の他、種々の特性が求められる。例えば、ファラデー回転係数は、ファラデー回転子の厚みを小さくすることができるように、大きいことが好ましい。また、工業生産的に有利な材料であることも重要である。しかしながら、他の特性が優れ、工業生産が容易であっても温度依存性が大きいと、幅広い温度環境で使用される光アイソレータに適用することは困難であった。
【００１２】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、低コストで光学的に有利な１段構成で、温度依存性が大きな材料をファラデー回転子として用いても、２５℃から１００℃の温度範囲において高い逆方向挿入損失を達成することができる光アイソレータを提供することを目的とする。また、本発明はそのような特徴を有する光アイソレータの製造方法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】
【００１３】
上記目的を達成するために、本発明は、光の透過方向に配置された２つの偏光子と、該２つの偏光子の間に配置された材料組成の異なる２種類のファラデー回転子と、該２種類のファラデー回転子に磁界を印加する磁石を具備する光アイソレータであって、
前記光アイソレータの逆方向挿入損失が最大となる温度が、２５℃より高く１００℃未満の範囲にあるものであることを特徴とする光アイソレータを提供する。
【００１４】
このように、２種類のファラデー回転子を用い、逆方向挿入損失が最大となる温度が、２５℃より高く１００℃未満の範囲にあることにより、１段構成の光アイソレータでありながら、２５℃から１００℃の広い温度範囲で高い逆方向挿入損失を達成することができる。また、ファラデー回転子の材料を、工業生産に有利な材料から選択することができる。
【００１５】
このとき、前記逆方向挿入損失が最大となる温度は、２５℃から１００℃の温度範囲における前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和の最大値と最小値の平均値になる温度から±１０℃以内の範囲にあるものであることが好ましい。
【００１６】
このように、逆方向挿入損失が最大となる温度が、回転角度の和の最大値と最小値の平均値になる温度から±１０℃以内の範囲にあれば、逆方向挿入損失が最大となる温度の両側（低温側及び高温側）で高い逆方向挿入損失を達成することができる。
【００１７】
このとき、２５℃から１００℃の温度範囲における前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和の前記最大値と前記最小値との差が、３．９ｄｅｇ以下であることが好ましい。
【００１８】
このように、回転角度の和の最大値と最小値との差が、３．９ｄｅｇ以下であれば、２５℃から１００℃の全温度範囲において、３０ｄＢ以上の特に優れた逆方向挿入損失を達成できる。
【００１９】
このとき、２５℃において前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和が４５．０ｄｅｇであることが好ましい。
【００２０】
このように、２５℃において回転角度の和が４５．０ｄｅｇであれば、２種類のファラデー回転子の組み合わせの選択が容易である。
【００２１】
さらに、上記目的を達成するために、本発明では、光の透過方向に配置された２つの偏光子と、該２つの偏光子の間に配置された材料組成の異なる２種類のファラデー回転子と、該２種類のファラデー回転子に磁界を印加する磁石を具備する光アイソレータの製造方法であって、
前記光アイソレータの逆方向挿入損失が最大となる温度を、２５℃より高く１００℃未満の範囲に設定し、
該設定した逆方向挿入損失が最大となる温度において、前記逆方向挿入損失が最大となるように前記２つの偏光子の間の相対角度を調整することを特徴とする光アイソレータの製造方法を提供する。
【００２２】
このように、２種類のファラデー回転子を用い、逆方向挿入損失が最大となる温度を、２５℃より高く１００℃未満の範囲に設定することにより、２５℃から１００℃の広い温度範囲で高い逆方向挿入損失を達成することができる。また、設定した逆方向挿入損失が最大となる温度において、２つの偏光子の間の相対角度を調整することにより、２５℃から１００℃の温度範囲内の温度で逆方向挿入損失を容易に最大とすることができる。
【００２３】
このとき、２５℃から１００℃の温度範囲において、前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和の最大値と最小値を求め、
前記回転角度の和が前記最大値と前記最小値の平均値になる温度を求め、
該平均値になる温度から±１０℃以内の範囲に、前記逆方向挿入損失が最大となる温度を設定することが好ましい。
【００２４】
このようにして、逆方向挿入損失が最大となる温度を、回転角度の和の最大値と最小値の平均値になる温度から±１０℃以内の範囲に設定すれば、２５℃から１００℃の温度範囲において、高い逆方向挿入損失を達成することができる。
【００２５】
このとき、２５℃から１００℃の温度範囲における前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和の前記最大値と前記最小値との差が、３．９ｄｅｇ以下となる前記２種類のファラデー回転子を用いることが好ましい。
【００２６】
このように、回転角度の和の最大値と最小値との差が、３．９ｄｅｇ以下となる２種類のファラデー回転子を用いれば、２５℃から１００℃の全温度範囲において、３０ｄＢ以上の特に優れた逆方向挿入損失を達成できる。
【００２７】
このとき、２５℃において前記２種類のファラデー回転子による回転角度の和が４５．０ｄｅｇとなる前記２種類のファラデー回転子を用いることが好ましい。
【００２８】
このように、２５℃において回転角度の和を４５．０ｄｅｇとすれば、２種類のファラデー回転子の組み合わせを、容易に選択することができる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように、本発明の光アイソレータによれば、２枚の偏光子を用いた１段型光アイソレータでありながら、２５℃から１００℃の広い温度範囲で高い逆方向挿入損失を実現することが可能となる。また、ファラデー回転子を、工業生産に有利な材料から選択することができ、広い波長範囲において高い逆方向挿入損失をもつ光アイソレータを低コスト化できる。さらに、本発明の光アイソレータの製造方法によれば、２５℃から１００℃の広い温度範囲で高い逆方向挿入損失を有する光アイソレータを容易に実用化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の光アイソレータの概略図である。
【図２】本発明の別の光アイソレータの概略図である。
【図３】本発明の光アイソレータの製造方法の工程を示すフロー図である。
【図４】実施例１の各２種類のファラデー回転子の組み合わせについて、０℃から１００℃における２種類のファラデー回転子の回転角度の和の変化を示すグラフである。
【図５】実施例２の各２種類のファラデー回転子の組み合わせについて、０℃から１００℃における２種類のファラデー回転子の回転角度の和の変化を示すグラフである。
【図６】実施例３の各２種類のファラデー回転子の組み合わせについて、０℃から１００℃における２種類のファラデー回転子の回転角度の和の変化を示すグラフである。
【図７】実施例４の各２種類のファラデー回転子の組み合わせについて、０℃から１００℃における２種類のファラデー回転子の回転角度の和の変化を示すグラフである。
【図８】１段構成の光アイソレータの概略図である。
【図９】１．５段構成の光アイソレータの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００３２】
まず、本発明の光アイソレータの構成について、図１及び図２を参照して以下で説明する。
【００３３】
図１は本発明の光アイソレータ１０を示す概略図である。本発明の光アイソレータ１０は、光の透過方向に配置された２つの偏光子（１、２）、その間に配置された材料組成の異なる２種類のファラデー回転子（６、７）、及び磁界を印加するための磁石３から構成される。このような１段構成の光アイソレータとすることによって、低コストで作製することができ、かつ、光アイソレータの長さも短くすることができるため光学的に有利となる。尚、図１では２種類のファラデー回転子で磁界の印加方向は同じである。
【００３４】
本発明の光アイソレータ１０は、２５℃以上１００℃以下の温度を使用温度範囲としている。そして、光アイソレータの逆方向挿入損失が最大となる温度が、２５℃より高く１００℃未満の範囲にある。このため、逆方向挿入損失が最大となる温度の両側（低温側及び高温側）で高い逆方向挿入損失を達成することができる。
【００３５】
本発明の光アイソレータ１０に用いられる偏光子や磁石に制限はなく、設計に応じて、材料や形状を決定すればよい。磁石はファラデー回転子に磁界を印加するために用いられるが、所定のファラデー回転角度を得るには所定の磁気飽和させる必要があり、小型化のためには磁力の大きなものが有利である。
【００３６】
また、２種類のファラデー回転子には、図１に示すように同一方向に磁界が印加されるようにしてもよいし、図２に示すように逆方向に磁界が印加されるようにしてもよい。逆方向に磁界を印加する場合は、ラジアル配向磁石を用いればよい。尚、図２に示す光アイソレータ２０は、光の透過方向に配置された２つの偏光子（１、２）、その間に配置された材料組成の異なる２種類のファラデー回転子（８、９）、及び磁界を印加するための磁石４から構成され、磁界の印加方向以外は図１に示す光アイソレータ１０と同様の構成である。
【００３７】
本発明の光アイソレータ（１０、２０）に用いる２種類のファラデー回転子（６、７）、（８、９）の材料についても特に制限はなく、種々の材料から選択することができる。本発明の光アイソレータでは、従来幅広い温度環境で使用される光アイソレータに適用することが困難であった温度依存性が高い材料であっても使用することができる。例えば、温度変動による回転角度の変化量（回転角度の温度依存性）Δθが０．０５ｄｅｇ／℃以上あるような材料であっても、本発明の構成を適用すれば、広い温度範囲において高い逆方向挿入損失を示す光アイソレータが得られる。したがって、温度依存性の小さな材料を選択する必要がないため、その他の特性や生産性等を重視して材料を選択することが可能となる。
【００３８】
本発明の光アイソレータ（１０、２０）の２種類のファラデー回転子では、２種類のファラデー回転子の回転方向が同じで回転角度の温度依存性の符号が逆であるか、又は、回転方向が逆で回転角度の温度依存性の符号が同じのいずれかとすることができる。前者であれば、回転角度の温度依存性の符号が逆であるため、回転角度の温度依存性が相殺し合うことにより、回転角度の温度依存性を小さくすることができる。また、後者であれば、回転角度の温度依存性の符号が同じであっても、回転方向が逆であるため、やはり、回転角度の温度依存性を相殺させることができる。
【００３９】
本発明の光アイソレータ（１０、２０）に用いるファラデー回転子の材料は、ビスマス置換希土類鉄ガーネットが好ましい。ビスマス置換希土類鉄ガーネットであれば、光通信で使用される波長域（１２５０ｎｍ〜１６５０ｎｍ）において、透過率が高いため透過損失を小さくすることができ、また、単位長さ当たりのファラデー回転角度の数値であるファラデー回転係数が大きいため、４５ｄｅｇ回転子を短くすることが可能となる。尚、ここで、４５ｄｅｇ回転子とは、所定の波長及び温度で回転角度が４５ｄｅｇとなるように厚みを調整した回転子のことをいう。
【００４０】
本発明の光アイソレータ（１０、２０）では、逆方向挿入損失が最大となる温度が３５℃から９０℃の間に設定されることが好ましい。このようにすることで、２５℃から１００℃の広い温度範囲において、高い逆方向挿入損失を達成する光アイソレータが得られる。
【００４１】
また、本発明の光アイソレータ（１０、２０）の逆方向挿入損失が最大となる温度は、２５℃から１００℃の温度範囲における２種類のファラデー回転子による回転角度の和の最大値と最小値の平均値になる温度から±１０℃以内の範囲に設定されていることが好ましく、さらに、±５℃以内の範囲に設定されていることがより好ましい。このように、平均値になる温度から±１０℃以内の温度範囲に逆方向挿入損失が最大となる温度を設定すれば、平均値になる温度と逆方向挿入損失が最大となる温度が等しい場合とほぼ同様に、２５℃から１００℃の全温度範囲において、優れた逆方向挿入損失を達成することができる。また、２５℃から１００℃の温度範囲において、回転角度の和の最大値と最小値の平均値になる温度が２以上ある場合には、それらの温度の中からいずれかの温度を任意に選択して、逆方向挿入損失が最大となる温度をその選択された温度から±１０℃以内の範囲に設定することができる。
【００４２】
さらに、２５℃から１００℃の温度範囲における２種類のファラデー回転子の回転角度の和の最大値と最小値との差が、３．９ｄｅｇ以下であることが好ましい。差が３．９ｄｅｇ以下になるようにファラデー回転子を組み合わせることによって、２５℃から１００℃の全温度範囲において、３０ｄＢ以上の特に優れた逆方向挿入損失を達成することができる。
【００４３】
また、２５℃において、２種類のファラデー回転子による回転角度の和が４５．０ｄｅｇであることが好ましい。このように、２５℃で回転角度の和が４５．０ｄｅｇのものであれば、２種類のファラデー回転子の組み合わせを、容易に選択することができ、結果的に光アイソレータを容易に製造することができる。
【００４４】
次に、本発明の光アイソレータの製造方法について、主に図１を参照して以下に説明する。
【００４５】
本発明の光アイソレータの製造方法は、光の透過方向に配置された２つの偏光子（１、２）と、その２つの偏光子の間に配置された材料組成の異なる２種類のファラデー回転子（６、７）と、その２種類のファラデー回転子に磁界を印加する磁石３を具備する光アイソレータの製造方法であり、以下の工程を有している。すなわち、本発明の光アイソレータの製造方法は、光アイソレータ１０の逆方向挿入損失が最大となる温度を、２５℃より高く１００℃未満の範囲に設定する工程と、その設定した逆方向挿入損失が最大となる温度において、逆方向挿入損失が最大となるように２つの偏光子（１、２）の間の相対角度を調整する工程とを、有している。上記の本発明の光アイソレータの製造方法の工程フローを図３に示す。
【００４６】
本発明の光アイソレータの製造方法では、まず、光アイソレータ１０の逆方向挿入損失が最大となる温度を、２５℃より高く１００℃未満の範囲に設定する（図３のＡ工程）。逆方向挿入損失が最大となる温度として、例えば、３５℃以上９０℃以下の範囲が好適である。
【００４７】
次に、設定した逆方向挿入損失が最大となる温度において、逆方向挿入損失が最大となるように、２つの偏光子の間の相対角度を調整する（図３のＢ工程）。一般に、ファラデー回転子が４５ｄｅｇ回転子であれば、２つの偏光子の間の相対角度は４５ｄｅｇに調整される。しかしながら、本発明の光アイソレータの製造方法では、逆方向挿入損失が最大となる温度において、２種類のファラデー回転子による回転角度の和は通常４５ｄｅｇにはならない。そのため、その回転角度の和の４５ｄｅｇからの変化に応じて、２つの偏光子の間の相対角度を調整する。このようにすれば、２５℃より高く１００℃未満の温度範囲において、逆方向挿入損失が最大となる温度を容易に設定することができる。
【００４８】
また、本発明の光アイソレータの製造方法では、２５℃から１００℃の温度範囲において、２種類のファラデー回転子による回転角度の和の最大値と最小値を求め、次いで回転角度の和が最大値と最小値の平均値になる温度を求め、その平均値になる温度から±１０℃以内の範囲に、逆方向挿入損失が最大となる温度を設定することが好ましい。こうすることにより、２５℃から１００℃の全温度範囲において、優れた逆方向挿入損失を実現する光アイソレータを製造することができる。
【００４９】
また、本発明の光アイソレータの製造方法では、２５℃から１００℃の温度範囲における２種類のファラデー回転子による回転角度の和の最大値と最小値との差が、３．９ｄｅｇ以下となる２種類のファラデー回転子を用いることが好ましい。このようなファラデー回転子を用いることで、２５℃から１００℃の全温度範囲において、３０ｄＢ以上の特に優れた逆方向挿入損失を実現することができる。
【００５０】
また、本発明の光アイソレータの製造方法では、２５℃において２種類のファラデー回転子による回転角度の和が４５．０ｄｅｇとなる２種類のファラデー回転子を用いることが好ましい。このようにすることで、優れた逆方向挿入損失特性を有する光アイソレータを容易に製造することができる。
【実施例】
【００５１】
以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００５２】
（実施例１）
２種類のファラデー回転子の材料として、（ＴｂＥｕ）２Ｂｉ１Ｆｅ４．８Ｇａ０．２Ｏ１２（ａとする）結晶とＧｄ２Ｂｉ１Ｆｅ４Ｇａ１Ｏ１２（ｂとする）結晶を選択し、研磨加工により複数の厚みの異なるファラデー回転子を作製した。また、光が透過する面には、対空気の反射防止（ＡＲ）コーティングを施した。
【００５３】
波長１５５０ｎｍの光に対して２５℃でファラデー回転角度の和が４５ｄｅｇになるように、下記の（１）から（４）の組み合わせで、２種類のファラデー回転子を準備した。
（１）  ａ：０．６７５ｍｍ、ｂ：０．１８ｍｍ
（２）  ａ：０．８１０ｍｍ、ｂ：０．３６ｍｍ
（３）  ａ：０．９４５ｍｍ、ｂ：０．５４ｍｍ
（４）  ａ：１．０８０ｍｍ，ｂ：０．７２ｍｍ
【００５４】
これら２種類のファラデー回転子は２つの偏光子（１、２）の間に配置され、ファラデー回転子の外周にはＳｍＣｏ製の円筒磁石３が配置された。この場合、２種類のファラデー回転子へ印加される磁界は、図１に示すように、同一方向である。
【００５５】
ここで、上記（１）から（４）のファラデー回転子の組み合わせについて、２５℃から１００℃にかけての回転角度の和を求めたところ、表１および図４に示すように変化した。表１および図４には、後述する比較例１も示してある。尚、表１において、回転角度の和の（最大値−最小値）が３．９ｄｅｇ以下の欄には網掛けを施した。そして、回転角度の和が最大値と最小値の平均値になる温度を、逆方向挿入損失が最大となる温度（設定中心温度）となるように、２つの偏光子の相対角度を調整し、光アイソレータを作製した。設定中心温度は、（１）では５８℃、（２）では４７℃、（３）では３７℃、（４）では８５℃であった。
【００５６】
【表１】
0006557119.tif 000002
【００５７】
作製した各々の光アイソレータについて、ＪＩＳ  Ｃ  ５９３３：２０１２に基づいて、１５５０ｎｍのレーザ光に対する逆方向挿入損失（アイソレーション）を２５℃、５０℃、７５℃、及び１００℃で測定した。それら値を表２に示す（各組み合わせの右側部分）。また、表２には２５℃で逆方向挿入損失が最大となるように作製した光アイソレータの逆方向挿入損失の測定結果も参考として併せて記載した（各組み合わせの左側部分）。表２において、逆方向挿入損失が３０ｄＢ以上である欄には網掛けを施した。また、表２には比較例１の結果も併せて示してある。
【００５８】
【表２】
0006557119.tif 000003
【００５９】
このように、実施例１における（１）から（４）のファラデー回転子の組み合わせでは、回転角度の最大値と最小値の差はいずれも３．９ｄｅｇ以下であり、それらのファラデー回転子の組み合わせによる本発明の光アイソレータでは、逆方向挿入損失をいずれの温度でも３０ｄＢ以上とすることができた。
【００６０】
（実施例２）
ファラデー回転子の材料として、（ＧｄＨｏ）１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．８Ｇａ０．２Ｏ１２（ｃとする）結晶とＧｄ２Ｂｉ１Ｆｅ４Ｇａ１Ｏ１２（前述のｂ）結晶を選択し、研磨加工により複数の厚みの異なるファラデー回転子を作製した。また、光が透過する面には、対空気の反射防止（ＡＲ）コーティングを施した。
【００６１】
波長１５５０ｎｍの光に対して２５℃でファラデー回転角度の和が４５ｄｅｇになるように、下記の（５）から（８）の組み合わせで、２種類のファラデー回転子を準備した。
（５）  ｃ：０．５１２ｍｍ、ｂ：０．１８ｍｍ
（６）  ｃ：０．６１５ｍｍ、ｂ：０．３６ｍｍ
（７）  ｃ：０．７１８ｍｍ、ｂ：０．５４ｍｍ
（８）  ｃ：０．８２０ｍｍ、ｂ：０．７２ｍｍ
【００６２】
これら２種類のファラデー回転子は２つの偏光子（１、２）の間に配置され、ファラデー回転子の外周にはＳｍＣｏ製の円筒磁石３が配置された。この場合、２種類のファラデー回転子へ印加される磁界は、図１に示すように、同一方向である。
【００６３】
ここで、上記（５）から（８）のファラデー回転子の組み合わせについて、２５℃から１００℃にかけて回転角度の和を求めたところ、表３および図５に示すように変化した。表３および図５には、後述する比較例２も示してある。尚、表３において、回転角度の和の（最大値−最小値）が３．９ｄｅｇ以下の欄には網掛けを施した。そして、回転角度の和が最大値と最小値の平均値になる温度を、設定中心温度となるように、２つの偏光子の相対角度を調整し、光アイソレータを作製した。設定中心温度は、（５）では６０℃、（６）では５３℃、（７）では４４℃、（８）では３９℃であった。
【００６４】
【表３】
0006557119.tif 000004
【００６５】
作製した各々の光アイソレータについて、ＪＩＳ  Ｃ  ５９３３：２０１２に基づいて、１５５０ｎｍのレーザ光に対する逆方向挿入損失を２５℃、５０℃、７５℃、及び１００℃で測定した。それら値を表４に示す（各組み合わせの右側部分）。また、表４には２５℃で逆方向挿入損失が最大となるように作製した光アイソレータの逆方向挿入損失の測定結果も参考として併せて記載した（各組み合わせの左側部分）。表４において、逆方向挿入損失が３０ｄＢ以上である欄には網掛けを施した。また、表４には比較例２の結果も併せて示してある。
【００６６】
【表４】
0006557119.tif 000005
【００６７】
このように、実施例２における（５）から（８）のファラデー回転子の組み合わせでは、２５℃から１００℃の温度範囲での逆方向挿入損失をいずれも２９ｄＢ以上とすることができた。回転角度の最大値と最小値の差は（５）の場合を除いて３．９ｄｅｇ以下であり、それらの場合では、逆方向挿入損失をいずれの温度でも３０ｄＢ以上とすることができた。
【００６８】
（実施例３）
ファラデー回転子の材料として、（ＴｂＥｕ）２Ｂｉ１Ｆｅ４．８Ｇａ０．２Ｏ１２（前述のａ）結晶とＧｄ２．７Ｃｅ０．３Ｆｅ５Ｏ１２（ｄとする）結晶を選択し、研磨加工により複数の厚みの異なるファラデー回転子を作製した。また、光が透過する面には、対空気の反射防止（ＡＲ）コーティングを施した。
【００６９】
波長１５５０ｎｍの光に対して２５℃でファラデー回転角度の和が４５ｄｅｇになるように、下記の（９）から（１２）の組み合わせで、ファラデー回転子を準備した。
（９）  ａ：０．６７５ｍｍ、ｄ：０．１５ｍｍ
（１０）ａ：０．８１０ｍｍ、ｄ：０．２９ｍｍ
（１１）ａ：０．９４５ｍｍ、ｄ：０．４４ｍｍ
（１２）ａ：１．０８０ｍｍ、ｄ：０．５８ｍｍ
【００７０】
これら２種類のファラデー回転子は２つの偏光子（１、２）の間に配置され、ファラデー回転子の外周にはＳｍＣｏ製の円筒磁石が配置された。なお、実施例３で用いた磁石はラジアル配向磁石４であり、ａ結晶とｄ結晶には図２に示すように逆方向の磁界が印加されるようにした。
【００７１】
ここで、上記（９）から（１２）のファラデー回転子の組み合わせについて、２５℃から１００℃にかけて回転角度の和を求めたところ、表５および図６に示すように変化した。尚、表５において、回転角度の和の（最大値−最小値）が３．９ｄｅｇ以下の欄には網掛けを施した。そして、回転角度の和が最大値と最小値の平均値になる温度を、設定中心温度となるように、偏光子の相対角度を調整し、光アイソレータを作製した。設定中心温度は、（９）では５９℃、（１０）では４９℃、（１１）では４２℃、（１２）では３５℃であった。
【００７２】
【表５】
0006557119.tif 000006
【００７３】
作製した各々の光アイソレータについて、ＪＩＳ  Ｃ  ５９３３：２０１２に基づいて、１５５０ｎｍのレーザ光に対する逆方向挿入損失を２５℃、５０℃、７５℃、及び１００℃で測定した。それら値を表６に示す（各組み合わせの右側部分）。また、表６には２５℃で逆方向挿入損失が最大となるように作製した光アイソレータの逆方向挿入損失の測定結果も参考として併せて記載した（各組み合わせの左側部分）。表６において、逆方向挿入損失が３０ｄＢ以上である欄には網掛けを施した。
【００７４】
【表６】
0006557119.tif 000007
【００７５】
このように、実施例３における（９）から（１２）のファラデー回転子の組み合わせでは、回転角度の最大値と最小値の差はいずれも３．９ｄｅｇ以下であり、それらのファラデー回転子の組み合わせによる本発明の光アイソレータでは、逆方向挿入損失をいずれの温度でも３０ｄＢ以上とすることができた。
【００７６】
（実施例４）
ファラデー回転子の材料として、（ＧｄＨｏ）１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．８Ｇａ０．２Ｏ１２（前述のｃ）結晶とＧｄ２．７Ｃｅ０．３Ｆｅ５Ｏ１２（前述のｄ）結晶を選択し、研磨加工により複数の厚みの異なるファラデー回転子を作製した。また、光が透過する面には、対空気の反射防止（ＡＲ）コーティングを施した。
【００７７】
波長１５５０ｎｍの光に対して２５℃でファラデー回転角度の和が４５ｄｅｇになるように、下記の（１３）から（１６）の組み合わせで、ファラデー回転子を準備した。
（１３）ｃ：０．５１２ｍｍ，ｄ：０．１５ｍｍ
（１４）ｃ：０．６１５ｍｍ，ｄ：０．２９ｍｍ
（１５）ｃ：０．７１８ｍｍ，ｄ：０．４４ｍｍ
（１６）ｃ：０．８２０ｍｍ，ｄ：０．５８ｍｍ
【００７８】
これら２種類のファラデー回転子は２つの偏光子（１、２）の間に配置され、ファラデー回転子の外周にはＳｍＣｏ製の円筒磁石が配置された。なお、実施例４で用いた磁石はラジアル配向磁石４であり、ｃ結晶とｄ結晶には図２に示すように逆方向の磁界が印加されるようにした。
【００７９】
ここで、上記（１３）から（１６）のファラデー回転子の組み合わせについて、２５℃から１００℃にかけて回転角度の和を求めたところ、表７および図７に示すように変化した。尚、表７において、回転角度の和の（最大値−最小値）が３．９ｄｅｇ以下の欄には網掛けを施した。そして、回転角度の和が最大値と最小値の平均値になる温度を、設定中心温度となるように、偏光子の相対角度を調整し、光アイソレータを作製した。設定中心温度は、（１３）では６０℃、（１４）では５５℃、（１５）では４８℃、（１６）では４３℃であった。
【００８０】
【表７】
0006557119.tif 000008
【００８１】
作製した各々の光アイソレータについて、ＪＩＳ  Ｃ  ５９３３：２０１２に基づいて、１５５０ｎｍのレーザ光に対する逆方向挿入損失を２５℃、５０℃、７５℃、及び１００℃で測定した。それら値を表８に示す（各組み合わせの右側部分）。また、表８には２５℃で逆方向挿入損失が最大となるように作製した光アイソレータの逆方向挿入損失の測定結果も参考として併せて記載した（各組み合わせの左側部分）。表８において、逆方向挿入損失が３０ｄＢ以上である欄には網掛けを施した。
【００８２】
【表８】
0006557119.tif 000009
【００８３】
このように、実施例４の（１３）から（１６）のファラデー回転子の組み合わせでは、２５℃から１００℃の温度範囲での逆方向挿入損失をいずれも２８ｄＢ以上とすることができた。回転角度の最大値と最小値の差は（１３）と（１４）の場合を除いて３．９ｄｅｇ以下であり、それらの場合では、逆方向挿入損失をいずれの温度でも３０ｄＢ以上とすることができた。
【００８４】
（比較例１）
ファラデー回転子の材料として、（ＴｂＥｕ）２Ｂｉ１Ｆｅ４．８Ｇａ０．２Ｏ１２（前述のａ）結晶を選択し、波長１５５０ｎｍの光に対して２５℃でファラデー回転角度が４５ｄｅｇになるように研磨加工を行った（長さ０．５４ｍｍ）。また、光が透過する面には、対空気の反射防止（ＡＲ）コーティングを施した。
【００８５】
次に、ファラデー回転子の外周にＳｍＣｏ製の円筒磁石を配置した。さらに、ファラデー回転子の両端には偏光子を配置し、２５℃で逆方向挿入損失が最大となるように偏光子の相対角度を調整した。これらは筐体に入れられ、比較例１の１つの光アイソレータとした。
【００８６】
作製した光アイソレータについて、ＪＩＳ  Ｃ  ５９３３：２０１２に基づいて１５５０ｎｍのレーザ光に対する逆方向挿入損失を測定した。その値は、２５℃で５０ｄＢ、５０℃で３２ｄＢ、７５℃で２６ｄＢ、１００℃で２２ｄＢとなった。
【００８７】
上記の比較例１のファラデー回転子は、２５℃から１００℃にかけて回転角度が４．３８０ｄｅｇ変化した（表１及び表５の比較例１の最大値−最小値を参照）。６３℃において回転角度の和が最大値と最小値の平均値となるため（回転角度の変化量が半分になる（４．３８／２＝２．１９ｄｅｇ））、逆方向挿入損失の値が６３℃で最大となるように調整した比較例１のもう１つの光アイソレータも作製し、各温度における逆方向挿入損失を測定した。その結果、５０℃と７５℃で３８ｄＢ、２５℃と１００℃で２８ｄＢとなった（表２及び表６の比較例１を参照）。
【００８８】
（比較例２）
ファラデー回転子の材料として、（ＧｄＨｏ）１．８Ｂｉ１．２Ｆｅ４．８Ｇａ０．２Ｏ１２（前述のｃ）結晶を選択し、波長１５５０ｎｍの光に対して２５℃でファラデー回転角度が４５ｄｅｇになるように研磨加工を行った（長さ０．４１ｍｍ）。また、光が透過する面には、対空気の反射防止（ＡＲ）コーティングを施した。
【００８９】
次に、ファラデー回転子の外周にＳｍＣｏ製の円筒磁石を配置した。さらに、ファラデー回転子の両端には偏光子を配置し、２５℃で逆方向挿入損失が最大となるように偏光子の相対角度を調整した。これらは筐体に入れられ、比較例２の１つの光アイソレータとした。
【００９０】
作製した光アイソレータについて、比較例１と同様に１５５０ｎｍのレーザ光に対する逆方向挿入損失を測定した。その値は、２５℃で５０ｄＢ、５０℃で３０ｄＢ、７５℃で２４ｄＢ、１００℃で２１ｄＢとなった。
【００９１】
上記の比較例２のファラデー回転子は、２５℃から１００℃にかけて回転角度が５．２５４ｄｅｇ変化した（表３及び表７の比較例２を参照）。６３℃において回転角度の和が最大値と最小値の平均値となるため（回転角度の変化量が半分になる（５．２５４／２＝２．６２７ｄｅｇ））、逆方向挿入損失の値が６３℃で最大となるように調整した比較例２のもう１つの光アイソレータも作製し、各温度における逆方向挿入損失を測定した。その結果、５０℃と７５℃で３６ｄＢ、２５℃と１００℃で２７ｄＢとなった（表４及び表８の比較例２を参照）。
【００９２】
上記のように、実施例１〜４では、比較例１、２と比較して２５℃から１００℃の広い温度範囲において、高い逆方向挿入損失を達成することができた。特に、回転角度の和の最大値と最小値の差が、３．９ｄｅｇ以下の場合は、２５℃から１００℃の全温度範囲で逆方向挿入損失を３０ｄＢ以上とすることができた。
【００９３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【符号の説明】
【００９４】
１…偏光子、  ２…偏光子、  ３…磁石、  ４…磁石、  ６…ファラデー回転子、    
７…ファラデー回転子、  ８…ファラデー回転子、  ９…ファラデー回転子、        
１０…本発明の光アイソレータ、  １１…偏光子、  １２…偏光子、                
１３…磁石、  １４…磁石、  １６…ファラデー回転子、                          
１７…ファラデー回転子、  １８…ファラデー回転子、                            
２０…本発明の別の光アイソレータ、  ２１…偏光子、  ２２…偏光子、            
２３…偏光子、  １００…従来の光アイソレータ、                                
２００…従来の別の光アイソレータ。
【図１】
0006557119.tif 000010
【図２】
0006557119.tif 000011
【図３】
0006557119.tif 000012
【図４】
0006557119.tif 000013
【図５】
0006557119.tif 000014
【図６】
0006557119.tif 000015
【図７】
0006557119.tif 000016
【図８】
0006557119.tif 000017
【図９】
0006557119.tif 000018