(57)【要約】【課題】光アイソレータの製造にかかるコストを低減する。【解決手段】各光学素子の一端面を揃え、偏光子の一面とファラデー回転子の一面、並びにファラデー回転子の一面と反対側となる他の一面と検光子の一面とを、それぞれ部分的に金属膜を介在させて合わせ、金属膜により各光学素子の一面上の領域を一端面側の縁と各光学素子の光学機能部とに区切った状態として、各光学素子の一端面を溶着材を介して基台の表面に合わせる配置工程を備える。溶着材を溶融させて一端面の各々を基台に接合する接合工程を備える。【選択図】　　　　図１
2004085940.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の各板状光学素子の外形の一端面を揃え、前記偏光子の光学面と前記ファラデー回転子の光学面とを前記外形の一端面側で部分的に金属膜を介在させて重ね合わせるとともに、前記ファラデー回転子の前記光学面と反対側となる他の一面と前記検光子の光学面とを同じく部分的に金属膜を介在させて重ね合わせ、前記金属膜により前記各光学素子の前記光学面上の領域を、前記一端面側の縁と前記各光学素子の光学機能部とに区切った状態として、前記各光学素子の一端面部を、溶着材を介して基台表面の一平面上に位置合わせする配置工程と、
前記溶着材を熱により溶融させて、前記各光学素子の一端面部の各々を前記基台表面に接合する接合工程と、を備えることを特徴とする光アイソレータ光学素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光アイソレータ光学素子の製造方法において、
各板状光学素子を原素材サイズの板材から切り出した細長バー状とし、そのバー状光学素子の切断面長手方向両端一面に対し、前記配置工程前に、前記各光学素子の前記一面上に、前記融着層の金属膜を形成する成膜工程を備え、さらにこの成膜工程を経たバー状素材を、光学素子サイズに切り出すことを特徴とする光アイソレータ光学素子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の光アイソレータの製造方法において、
前記光学素子が前記基台に接合される前に、前記各光学素子の一部金属膜どうしを仮止め熱圧着固定させることを特徴とする光アイソレータ光学素子の製造方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の光アイソレータ光学素子の製造方法において、
前記成膜工程で、前記融着層の金属膜を前記各光学素子の少なくとも一面上に形成するとともに、金属膜が前記各光学素子の一端面に形成され、前記金属膜一端を前記各光学素子の同一方向一端面に揃え、基台表面に対し、融着材を介して固定する前記金属膜を前記各光学素子の同一方向一端面に揃え、基台表面に対し、融着材を介して固定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５】
基台上に界磁マグネットを有し、かつ偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の各板状光学素子の外形の一端面が揃えられ、且つ前記偏光子の一面と前記ファラデー回転子の一面、並びに前記ファラデー回転子の前記一面と反対側となる他の一面と検光子の一面とが、前記各光学素子の前記一面上の領域を前記一端面側の縁と前記各光学素子の光学機能部とに区切る融着金属膜を介在させて互いに重ね合わせられ、前記各光学素子の一端面が溶着材を介して基台の表面に接合固定されていることを特徴とする光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光アイソレータの製造方法及び光アイソレータに関するものである。詳細には、表面実装型の光アイソレータ素子の組み立て製造方法、及び小型の表面実装型光アイソレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、光通信システムにおいては、例えばレーザー光源から出力された光が各種光学部品にて反射・散乱することで、逆に光が光源側に戻ると、光源の出力状態が不安定になることが知られている。そこで、光源に戻る光（以下、「戻り光」という。）を遮断するための光学部品として、いわゆる光アイソレータが用いられている。
【０００３】
一般的な光アイソレータの中で、表面実装型の光アイソレータは、界磁マグネットと、各種光学素子とが一つの基板の表面に実装され、取付固定されている。光学素子としては、一般に２つの偏光素子と１つのファラデー回転子が挙げられ、これらは、光源側から偏光子、ファラデー回転子、検光子の順となるように光軸方向に並んで基板上、又は光路上に配設されている。
【０００４】
これら光学素子として、偏光子は、光源から出力され入射した光を直線偏光に変換するもの、またファラデー回転子は、マグネットからの飽和磁界の印加に基づき、ファラデー効果によって通過光の偏光面を４５度回転させるもの、また検光子は、その偏光方向が偏光子の偏光方向に対して４５度ずらされており、ファラデー回転子を通過することで偏光面が４５度回転させられた光を通過させるものである。
【０００５】
従って、光源から出力されて光アイソレータに入射した光は、偏光子によって直線偏光にされ、ファラデー回転子によって偏光面が４５度回転させられた後、検光子を通過して、光アイソレータから出力される。また逆に、戻り光のうち検光子を通過した光は、ファラデー回転子によって偏光面がさらに４５度回転させられて、偏光面の回転角度が９０度の直線偏光となるため、先の偏光子を通過できずに光源側に戻ることができなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、一般的な表面実装型の光アイソレータでは、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子は、例えば溶融半田によって基板の表面に各々固着されるようになっている。ここで、半田の溶融による各光学素子の固定作業は、光アイソレータの製造にかかる時間を短縮する上で同時に行われることが最も好ましい。
【０００７】
そのため、例えば隣合う各光学素子の光通過面が重なり合うように光学素子どうしが重ね合わされた状態で、光学素子の基板表面への取付固定作業が行われるようになっている。しかしながら、この場合、半田が溶融すると隣合う光学素子の光通過面どうしの間（対面する隙間）に溶融した半田が毛細管現象で流れ込んでしまい、光学素子の光通過面における光の通過面積が減少、あるいは遮断してしまうといった大きな問題がある。
【０００８】
そこで、光学素子の光通過面どうしの間に溶融した半田が流れ込まないように、例えば光学素子どうしが所定間隔空けられた状態（離れた状態）で基板表面に取付固定されるようになっている。しかしながら、この場合、基板表面に光学素子を正確に取付固定するためには、光学素子どうしの間隔を所定間隔に規制する専用治具を基板表面に予め固定する必要があった。このため、光アイソレータの組み立て製造作業が増えることになり、製造工程にかかる時間が増加してコストの増大を招いてしまっていた。
【０００９】
本発明の課題は、前記表面実装型光アイソレータの製造にかかる作業時間を短縮し、効率の良い製造工程改善を図り、コストを低減できる光アイソレータの製造方法及び光アイソレータを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明の光アイソレータ光学素子の製造方法は、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の各光学素子の一端面を揃え、前記偏光子の一面と前記ファラデー回転子の一面とを部分的に金属膜を介在させて合わせるとともに、前記ファラデー回転子の前記一面と反対側となる他の一面と前記検光子の一面とを部分的に金属膜を介在させて合わせ、前記金属膜により前記各光学素子の前記一面上の領域を前記一端面側の縁と前記各光学素子の光学機能部とに区切った状態として、前記各光学素子の一端面を溶着材を介して基台の表面に合わせる配置工程と、前記溶着材を溶融させて前記一端面の各々を前記基台に接合する接合工程とを備えることを特徴としている。
【００１１】
この請求項１に記載の発明によれば、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の各光学素子の一端面を揃え、偏光子の一面とファラデー回転子の一面とを、部分的に光学機能面を逃がした外周部分で金属膜を介在させて合わせるとともに、ファラデー回転子の一面と反対側となる他の一面と検光子の一面とも、前記同様に部分的に外周部の金属膜を介在させて重ね合わせ、その金属膜により各光学素子の一面上の領域を一端面側の縁と各光学素子の光学機能面部とに区切った状態として、各光学素子を重ね合わせた状態で、一端側を溶着材を介して基台の表面に合わせる配置工程が備えられ、さらにまた、溶着材を溶融させて一端面の光学素子各々を基台表面上に接合する接合工程が備えられる。
【００１２】
すなわち、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の各光学素子の一端面が同一面上に揃えられ、偏光子の光学面とファラデー回転子の光学面とが、隙間なく張り合わされ、外周部で部分的に金属膜が介在させられて接合されるとともに、ファラデー回転子の光学面と反対側となる他の一面と検光子の光学面とも、同様に部分的に金属膜が介在させられて接合せれ、金属膜によって各光学素子の一面上の領域を一端面側の縁と各光学素子の光学機能部とに仕切られた状態で区分けされ、各光学素子の一端面が溶着材により接合される際に、各光学素子の光学機能面に影響なく、基台表面に融着固定配置させることができる。
【００１３】
つまり、前記溶着材を溶融させて一端面の各々が基台に接合される時に、溶融した溶着材が基台側から前記一端面の各々との間の重ね合わされた空間に充填されることはない。このとき、偏光子の一面とファラデー回転子の一面、並びにファラデー回転子の他の一面と検光子の一面との間には部分的に金属膜が介在させられ、この金属膜によって各光学素子の一面上の領域を一端面側の縁と各光学素子の光学機能部とに区切った状態とされているので、溶融した溶着材の前記光学機能部への不必要な侵入が防止されることになる。
【００１４】
このように、基台への各光学素子の接合固定時に、３つの光学素子に対して溶着材の溶融を略同時に行ったとしても、各光学素子の一面上の領域において光学機能部となる有効面積が減少させられることなく、比較的容易に各光学素子が略同時に基台に配設されることになる。従って、光学素子どうしが所定間隔空けた状態で基板に配設される場合のように、光学素子どうしの間隔を所定間隔に規制する治具を基板表面に予め固定する工程を行う作業が必要がなく、光アイソレータの組み立て製造方法が簡略化されることになり、光アイソレータの製造にかかる組み込み時間が減少させられて、製造にかかるコストが低減される。
【００１５】
また、配置工程においては、隣合う光学素子の一面どうしの間に介在させられた金属膜によって、接合工程時に溶融させた溶着材の前記光学機能部への侵入が防止されているので、各光学素子の一面において光学機能部の面積比を大きくとれることになり、各光学素子の小型化が図られる。
【００１６】
また請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の光アイソレータの製造方法において、各板状光学素子を原素材サイズの板材から切り出した細長バー状とし、そのバー状光学素子の切断面長手方向両端一面に対し、前記配置工程前に、前記各光学素子の前記一面上に、前記融着層の金属膜を形成する成膜工程を備え、さらにこの成膜工程を経たバー状素材を、光学素子サイズに切り出すことを特徴としている。
【００１７】
この請求項２に記載の発明によれば、配置工程前に、各光学素子の一面上に金属膜を形成する成膜工程が備えられる。すなわち、配置工程前において、加工素材となる原素材サイズの板材から切り出した細長バー状の光学素子材料の一面上に、金属膜を形成する成膜工程が行われた後、素子サイズに切り出された偏光子の一面とファラデー回転子の一面、並びにファラデー回転子の一面と反対側となる他の一面と検光子の一面とが重ね合わせられることによって、偏光子の一面とファラデー回転子の一面との間、並びにファラデー回転子の一面と反対側となる他の一面と検光子の一面との間の外周部に金属膜が介在することになる。
【００１８】
また請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の光アイソレータの製造方法において、前記各光学素子が前記基台に接合される前に、前記各光学素子の一部金属膜どうしを仮止め熱圧着固定させることを特徴としている。
【００１９】
ここで、各光学素子が基台に接合される前とは、光学素子が基台へ配置される前であっても良いし、基台へ各光学素子が配置された後であっても各光学素子が基台へ接合される前であれば良い。さらに、詳しくは、前記接合が完了する前ではなく、溶着材の溶融が始まる前段階であることが好ましい。溶着材が溶融すると、溶融した溶着材が隣合う光学素子の一面どうしの間に侵入するおそれが生じるからである。
【００２０】
この請求項３に記載の発明によれば、各光学素子が基台に接合される前に、金属膜どうしが熱圧着される。すなわち、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子が基台に完全に接合される前に、前記金属膜どうしが熱圧着されることにより、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の３つが一体となり仮固定される。従って、例えば各光学素子が基台へ配置される前に、金属膜どうしが予備加熱により熱圧着される場合であれば、その後の各光学素子の基台への配置作業時において、基台に各光学素子があらかじめ一体となり組み込みまれるので、３体が同時に配置されて、各光学素子の基台への配置が格段に容易化されることになる。
【００２１】
また請求項４に記載の発明では、請求項２又は３に記載の光アイソレータの製造方法において、前記成膜工程で、前記融着層の金属膜を前記各光学素子の少なくとも一面上に形成するとともに、金属膜が前記各光学素子の一端面に形成され、前記金属膜一端を前記各光学素子の同一方向一端面に揃え、基台表面に対し、融着材を介して固定することを特徴としている。
【００２２】
この請求項４に記載の発明によれば、成膜工程において、金属膜が各光学素子の一面上に形成されるとともに、金属膜が前記一端面に形成される。すなわち、光学素子を基台に接合するには、光学素子の一端面と基台の表面とに溶融された溶着材が溶着される必要がある。しかしながら、光学素子が溶着性の低い材料から形成されている場合、光学素子と溶着材との溶着性を高める必要がある。そのため、光学素子の一端面に金属膜を形成することが望ましく、この金属膜の形成が、成膜工程において金属膜の各光学素子の一面への形成とともに行われることになる。これにより、光アイソレータの製造方法が簡略化されて、光アイソレータの製造が容易化されることになる。
【００２３】
また請求項５に記載の発明の光アイソレータでは、基台上に界磁マグネットを有し、かつ偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の各板状光学素子の外形の一端面が揃えられ、且つ前記偏光子の一面と前記ファラデー回転子の一面、並びに前記ファラデー回転子の前記一面と反対側となる他の一面と検光子の一面とが、前記各光学素子の前記一面上の領域を前記一端面側の縁と前記各光学素子の光学機能部とに区切る融着金属膜を介在させて互いに重ね合わせられ、前記各光学素子の一端面が溶着材を介して基台の表面に接合固定されていることを特徴とした光アイソレータとしている。
【００２４】
この請求項５に記載の発明によれば、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の各光学素子の一端面が揃えられ、且つ偏光子の一面とファラデー回転子の一面、並びにファラデー回転子の一面と反対側となる他の一面と検光子の一面とが、各光学素子の一面上の領域を一端面側の縁と各光学素子の光学機能部とに区切る金属膜を介在させて互いに合わせられている。そして、各光学素子の一端面が溶着材を用いて基台の表面に接合され、さらに基台周囲に配置された界磁マグネットの間に置かれている。
【００２５】
すなわち、隣合う光学素子の一面どうしの間に濡れ性のよい金属膜が介在させられているので、この金属膜によって各光学素子の基台の表面への接合時に溶融させた溶着材の光学機能部への侵入が防止される。これにより、各光学素子の一面において光学機能部の面積比を必要な分大きくとれることになり、各光学素子の小型化が図られる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されないものとする。
図１は、本発明が適用された一実施の形態として例示される光アイソレータの要部構成を説明するための斜視図である。
【００２７】
図１に示すように、光アイソレータ１００は、偏光子１１、ファラデー回転子１２及び検光子１３の各光学素子、及び基台１４を有する光学素子部１０と、マグネット２１及び２２を有するマグネット体と、ベース基板３０とを備えて構成された表面実装型の光アイソレータである。
【００２８】
ベース基板３０は、所定の厚みを有し、断面矩形状に形成された部材である。ここでは、アルミナ素材のベース基板３０を用い、奥行き方向Ａと、一点鎖線で図示した光源から出力される光の光軸方向Ｂとが平行となっている。また、ベース基板３０の上面には、２つの希土類磁石のマグネット２１、２２と、ジルコニア素材の基台１４が固定されている。
【００２９】
マグネット２１、２２は、略直方体状に形成されており、マグネット２１、２２の奥行き方向Ａが光軸方向Ｂと平行となるように、所定間隔を空けてベース基板３０表面の左右両側に固定されている。また、マグネット２１、２２の奥行き方向Ａに沿った長さはベース基板３０の奥行き方向Ａに沿った長さと略等しくなっている。このマグネット２１、２２は、その手前側の端面及び奥側の端面が磁極となっており、これら端面から発せられる磁束によってファラデー回転子１２に対して、少なくとも飽和磁界を印可する配置となっている。
【００３０】
一方、基台１４は、２つのマグネット２１、２２の間にてベース基板３０上に固定されている。また、基台１４は、所定の厚みを有し、断面矩形状に形成された部材であり、その厚みを変更することにより基台１４上の表面に配設される各光学素子の上下方向Ｄに沿った光学面の位置を調節する高さ調節部材として機能する。また、基台１４の表面には、偏光子１１、ファラデー回転子１２、及び検光子１３の各光学素子が配設されている。
【００３１】
各光学素子の偏光子１１、ファラデー回転子１２、及び検光子１３は、光路系の光源側から偏光子１１、ファラデー回転子１２、検光子１３の順となるように、光軸方向Ｂに並んで、基台１４上に半田材（融着材）１５を介して固定されている。これら偏光子１１、ファラデー回転子１２、及び検光子１３は、所定の厚みを有し、断面正方形状に形成された部材であり、図３に示すように、偏光子１１の奥側の光軸方向Ｂに並んだ面（以下、「光通過面１ａ」という。）とファラデー回転子１２の手前側の光通過面１ａとを合わせ、ファラデー回転子１２の奥側の光通過面１ａと検光子１３の手前側の光通過面１ａとを合わせた状態となっている。また、各光学素子は、その一辺の長さは光通過範囲を考慮した径寸法に対し、略等しいかそれ以上の大きさになっているとともに、各光学素子の中心軸が光通過面１ａの中心軸と略同軸上に位置している。
【００３２】
また、偏光子１１は、光源から出力され入射した光を直線偏光に変換するためのものである。ファラデー回転子１２は、マグネット２１、２２からの飽和磁界の印加に基づき、ファラデー効果によってファラデー回転子１２を通過する光の偏光面を４５度回転させるものである。すなわち、偏光子１１を通過した光の偏光面を４５度回転させることで、偏光面の回転角度が４５度となる直線偏光にする一方で、光アイソレータ１００から一旦出力された後、光路系で反射・散乱することで、戻ってくる光のうち検光子１３を通過した光の偏光面をさらに４５度回転させることで、戻り光の偏光面の回転角度が９０度となるよう直線偏光する。
【００３３】
検光子１３は、その偏光方向が偏光子１１の偏光方向に対して４５度ずらされており、ファラデー回転子１２を通過することで偏光面が４５度回転させられた光を通過させるためのものである。
【００３４】
次に、光アイソレータ１００の製造方法について、図面を参照して説明する。
先ず、光学素子部１０の作成方法について、図２及び図３を参照して説明する。ここで、図２は、光学素子部１０の作成方法を説明するための図であり、図３は、図２に示す光学素子部１０の作成方法の続きを示す図である。
【００３５】
図２（ａ）に示すように、加工素材である偏光子１１１、ファラデー回転子１１２、及び検光子１１３の各光学素子（１０１）は、図１に示した基台１４に配設された状態での光学素子（以下、「光学素子チップ」という。）１となるように切り出される前のバー状加工素材のものであり、所定の厚みを有し、断面矩形状に形成されている。なお、図２（ａ）においては、奥行き方向が図１における上下方向Ｄに対応するように光学素子（１０１）が図示されている。
【００３６】
ここで、原素材サイズの加工素材から切り出されたバー状の各光学素子（１０１）の左右方向に沿った長さ（以下、「長手幅」という。）は、光学素子（チップ）１の一辺の長さの略５倍とされている。また、各光学素子（１０１）の奥行き方向に沿った長さは、光学素子（チップ）１の上下方向Ｄに沿った長さ（以下、「上下幅」という。）の略６倍とされている。
【００３７】
また、偏光子１１１及び検光子１１３は、互いの偏光方向が正確に４５度ずらされる必要があるため、例えば図２（ａ）においては、偏光子１１１が、その偏光方向が奥行き方向と平行となるように形成されている場合、検光子１１３は、その偏光方向が奥行き方向に沿った辺と左右方向に沿った辺とによってなされる角度を正確に二等分する直線が延在する方向と平行になるように形成されている。例えば原素材サイズの時点でクロスニコルに組み合わせてから、同一形状にバー状に切り出されるとよい。さらに、ファラデー回転子１１２の厚みは、飽和磁界により、最終的に光学素子（チップ）１となった状態において、ファラデー効果によって通過する光の偏光面を４５度回転させるような厚みとされている。
【００３８】
そして、各光学素子（１０１）を、例えばダイシングソー等の切断手段（図示略）によって、光学素子（チップ）１の上下幅と略同等の間隔で左右方向に沿って切断する。これにより、光学素子（チップ）１の上下幅と略等しい幅を有し、左右方向に長尺な形状（バー形状、又は短冊形状）の光学素子（１０２）を６つ作成することができる。
【００３９】
次に、図２（ｂ）及び図２（ｃ）に示すように、偏光子２１１、ファラデー回転子２１２及び検光子２１３の各バー形状の光学素子（１０２）に対して、ハッチング部に示すように、部分的に金属膜を形成する成膜工程を行う。なお、図２（ｃ）においては、奥行き方向が図１における上下方向Ｄに対応するようにバー形状の光学素子（１０２）が図示されている。具体的には、図２（ｂ）に示すように、各々のバー形状の光学素子（１０２）の上下方向に沿った上端面１ｂ及び下端面（図２（ｃ）参照）１ｃのハッチング部に対して金属膜を形成する。さらに同時に、図２（ｃ）に示すように、各々のバー形状の光学素子（１０２）の光通過面１ａとして機能する上下面に沿ったハッチング部上下端面に対し、奥行き方向に沿った手前側部及び奥側部にて左右方向に亘って金属膜を形成する。
【００４０】
これにより、バー形状の光学素子（１０２）は、光学素子（チップ）１となった状態で、実際に光が通過する光学機能部１ｄ（中間部分）以外の光通過面１ａの外周領域、並びに基台１４に接合される一端面（下端面１ｃ）及びこの端面に平行な他端面（上端面１ｂ）に、金属膜が形成された状態となる。
【００４１】
ここで、金属膜の形成は、スパッタ処理によって行われる。このスパッタは、電子ビームを金属ターゲット材料に照射することで飛散した状態となる金属イオンを、被着物である前記バー形状の光学素子（１０２）の所望部位に膜付けするものである。また、金属膜の形成は、下地層、中間層、表面層の３層から構成されるように行われる。具体的には、例えばスパッタ装置の真空チャンバー内において、先ず、前記光学素子（１０２）への金属の定着性を高めるために下地となる金属をスパッタすることで下地層を形成する。
【００４２】
その後、下地層を構成する金属と表面層を構成する金属との中継ぎの役目をするとともに、ロー付け時に表面層を構成する金属の拡散防止の役目をするための金属をスパッタすることで中間層を形成する。そして、ロー材との濡れ性を高めるための金属をスパッタすることで表面層を形成する。なお、「下地層、中間層、表面層」を構成する金属としては、「Ｃｒ（クロム）、Ｎｉ（ニッケル）、Ａｕ（金）」、或いは「Ｃｒ、Ｐｔ（白金）、Ａｕ」、或いは「Ｔｉ（チタン）、Ｐｔ、Ａｕ」が挙げられる。
【００４３】
次に、図３（ａ）に示すように、金属膜が形成されたバー形状の各光学素子（１０２）を、従来の光学素子（チップ）１の大きさとなるように切断する。具体的には、前記各光学素子（１０２）を、例えばダイシングソー等の切断手段によって、光学素子（チップ）１の左右幅と略同等の間隔で上下方向Ｄに沿って切断することで、一本のバー状各光学素子（１０２）から偏光子１１、ファラデー回転子１２、及び検光子１３の各光学素子（チップ）１を５つ作成する。
【００４４】
次に、図３（ｂ）に示すように、偏光子１１、ファラデー回転子１２、及び検光子１３を順に重ね合わせ、仮加熱により前記３つの光学素子を熱圧着した後、ジルコニア基台１４上に配置する配置工程を行う。先ず、偏光子１１、ファラデー回転子１２及び検光子１３を、各光学素子（チップ）１が光軸方向Ｂに重なり合うように仮配置する。すなわち、各光学素子（チップ）１の下端面１ｃを揃えるとともに、偏光子１１の奥側の光通過面１ａとファラデー回転子１２の手前側の光通過面１ａとを互いの上下側部の金属膜どうしを当接させるように合わせ、ファラデー回転子１２の奥側の光通過面１ａと検光子１３の手前側の光通過面１ａとを互いの上下側部の金属膜どうしを当接させるように合わせる。これにより、各光学素子１の光通過面１ａ上の領域が、金属膜によって上下端面１ｂ、１ｃ側の縁と各光学素子１の光学機能部１ｄとに揃えて区切った状態とされる。
【００４５】
そして、偏光子１１の手前側の光通過面１ａに対し、図３（ｂ）の光軸方向に沿って手前側から奥側に向けて（矢印Ｅの方向に）加圧するとともに、検光子１３の奥側の光通過面１ａに対して同方向に沿って奥側から手前側に向けて（矢印Ｆの方向に）加圧し、同時に、光通過面１ａに形成されている金属膜を約２２０度に予備加熱する。これにより、各光学素子（チップ）１の金属膜のうち、表面層を構成する金属（Ａｕ（金））が熱拡散して、熱拡散した金属イオンどうしが結び付くことで隣合う光学素子（チップ）どうし１、１が接合された仮止め状態となる（仮接合）。
【００４６】
その後、加熱ヒータ１６上に載置されているジルコニアの基台１４上に仮接合された各光学素子１をシート状の融着材の半田材１５を介して位置決め配置する。なお、ジルコニアの基台１４は、所定の厚みを有し、断面矩形状に形成された部材である。そして基台１４は、その左右幅が少なくとも２つのマグネット２１、２２の間の距離よりも小さく、基台１４の奥行き方向に沿った長さがマグネット２１、２２の同方向に沿った長さと略等しくなっている。
【００４７】
そして、基台１４上に配置された光学素子１の下端面１ｃの各々を、基台１４上に接合する接合工程を行う。具体的には、ヒータ１６を発熱させることで半田材１５を約３４０度に加熱して溶融させる。このとき、隣合う光学素子１、１の光通過面１ａ、１ａどうしの間には金属膜が介在させられているので、溶融した半田材１５の光通過面１ａ、１ａの間隙への不必要な流れ込みは防止される。このようにして、半田材１５を介して各光学素子１の下端面１ｃの各々がジルコニア基台１４上に接合された状態となる。
【００４８】
なお、各光学素子１のジルコニア基台１４への接合時に、各光学素子１のジルコニア基台１４上への接合度合いを高めるために、各光学素子１を上下方向に沿って上側から下側に向けて加圧するようにしても良い。
また、半田材１５としては、「Ａｕ／Ｇｅ（金／ゲルマニウム）」１２％を含有する半田材１５が挙げられる。
【００４９】
このようにして、ジルコニア基台１４上に偏光子１１、ファラデー回転子１２、及び検光子１３が一体となって接合された光学素子部１０が形成される。
【００５０】
次に、界磁マグネット２１、２２からなるマグネット体及びベース基板３０との組み込み作成方法について、図４〜図５を参照して説明する。ここで、図４は、マグネット体の作成方法を説明するための図であり、図５は、図４に示すマグネット体の作成方法の続きを示す図である。
【００５１】
図４（ａ）に示すマグネット構造体３２１は、図１に示したベース基板３０に配設された状態でのマグネット２１、２２となるように切り出される前のブロックであり、略直方体状に形成されている。なお、マグネット構造体３２１の上下側の端面がそれぞれ磁極となっている。ここで、マグネット構造体３２１の左右幅は、図１に示したマグネット２１、２２の左右幅の略４倍とされている。また、マグネット構造体３２１の上下高さは、図１に示したマグネット２１、２２のＡ方向の奥行き長さと同じとされている。さらに、マグネット構造体３２１の奥行き方向に沿った長さは、図１に示したマグネット２１、２２の高さ方向Ｄに沿った長さの略２倍とされている。
【００５２】
そして、図４（ｂ）に示すように、マグネット構造体３２１を、例えばワイヤソー等の切断手段（図示略）によって、図１に示したマグネット２１、２２の高さ方向Ｄ、及び左右方向Ｃに沿って切断し、図１に示したマグネット２１、２２をの左右幅と略同等の間隔で切断する。これにより、図１に示したマグネット体（マグネット２１、２２の一対）を４セット作成する。
【００５３】
次に、図５（ａ）に示すように、切り出されたマグネット２１、２２の双方の磁極の向きを揃え、１対のマグネット体をベース基板３０に固定する。ここで、図５（ａ）に示すように、前記切り出されたマグネット２１、２２の２つが、所定間隔を空けて左右方向に並んで配置されている。これらマグネット２１、２２は、その手前側の端面若しくは奥側の端面が、前記切断された状態のマグネット構造体（図４（ｂ）参照）３２１の上端面若しくは下端面となるように、配置されたものである。
【００５４】
なお、上記マグネット体のベース基板３０への固定においては、上述した各光学素子１のジルコニア基台１４への接合において使用された半田材１５よりも低温で溶融する低温半田材であり、例えば、約２７３度で溶融可能な、「Ａｕ／Ｓｎ（金／スズ）」を含有する半田材である。また、マグネット２１、２２の下側の端面（接合面）には、半田材が溶着可能となるように所定の金属を予め成膜（メタライズ）しておくようになっている。このようにして、アルミナ材のベース基板３０上に接合可能な状態でマグネット体が作成されることになる。
【００５５】
次に、上記のようにして作成されたマグネット２１、２２のマグネット体と、前記光学素子部１０とをベース基板３０上に固定する。具体的には、図５（ｂ）に示すように、ベース基板３０上において、光学素子部１０の各光学素子１の中心軸が、マグネット２１、２２の両者間の磁気的中心位置と同軸上に位置するようにセットし、所定の温度まで加熱し半田材を用いて１対のマグネット２１、２２とジルコニア基台１４を、共にアルミナベース基板３０上に固定する。（図５（ｂ）参照）
【００５６】
以上のように、本実施の形態の光アイソレータ１００によれば、図１に示すように、偏光子１１の奥側の光通過面１ａとファラデー回転子１２の手前側の光通過面１ａとが互いの金属膜どうしを当接させるように合わせられ、ファラデー回転子１２の奥側の光通過面１ａと検光子１３の手前側の光通過面１ａとが互いの金属膜どうしを当接させるように合わせられ、偏光子１１の奥側の光通過面１ａとファラデー回転子１２の手前側の光通過面１ａとの間、並びにファラデー回転子１２の奥側の光通過面１ａと検光子１３の手前側の光通過面１ａとの間には金属膜が介在させられた状態で、金属膜どうしが熱圧着されているので、金属膜が各光学素子１の光通過面１ａ上の領域を下端面１ｃ側の縁と各光学素子１の光学機能部１ｄとに区切った状態で各光学素子１が一体とされる。
【００５７】
これにより、その後の各光学素子１の基台１４への配置時において、基台１４に各光学素子１が略同時に配置されて、各光学素子１の配置を容易化することができる。その後、基台１４に各光学素子１の下端面１ｃが接合される時に、溶融した半田材１５の光学機能部１ｄへの侵入が金属膜によって防止される。
【００５８】
従って、各光学素子１の光通過面１ａ上の領域において光学機能部１ｄとなる領域の面積を減少させることなく、各光学素子１を略同時にジルコニア基台１４に配設することができ、光学素子どうし１、１を所定間隔空けた状態で基板に配設する場合のように、光学素子どうし１、１の間隔を所定間隔に規制する治具を基板表面に予め固定する工程を行う必要がなくなり、光アイソレータ１００の製造方法を簡略化することができる。これにより、光アイソレータ１００の小型化はもちろんのこと、製造にかかる時間を減少させて、製造にかかるコストを低減することができる。
【００５９】
また、各光学素子１の下端面１ｃへの金属膜の形成を、成膜工程において各光学素子１の光通過面１ａへの金属膜の形成とともに行うことができる。これにより、光アイソレータ１００の製造方法を簡略化して、光アイソレータ１００の製造をさらに容易化することができる。
【００６０】
さらに、隣合う光学素子１の光通過面どうし１ａ、１ａの間に介在させられた金属膜によって、各光学素子１のジルコニア基台１４の表面への接合時に溶融させた半田材１５の光通過面１ａの光学機能部１ｄへの侵入が防止されているので、各光学素子１の光通過面１ａにおいて光学機能部１ｄの面積比を大きくとれ、各光学素子１の小型化を図ることができる。
【００６１】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。例えば、上記実施の形態では、各光学素子１を基台１４に配置する前に、隣合う光学素子１、１の光通過面１ａに形成された金属膜どうしを熱圧着するようにしたが、これに限られるものではなく、各光学素子１が基台１４に接合される前であれば如何なるタイミングで前記金属膜どうしの熱圧着を行っても良い。
【００６２】
例えば、各光学素子１が基台１４へ配置された後において、基台１４への各光学素子１の接合時に、半田材１５を溶融するためにヒータ１６を発熱させるようになっているが、このヒータ１６の発熱を利用して、前記金属膜どうしの熱圧着を行うようにしても良い。これにより、ヒータ１６が発熱して金属膜を約２２０度に加熱することで当接した状態の金属膜どうしを熱圧着させ、さらに、ヒータ１６が発熱して半田材１５を約３４０度に加熱することで、各光学素子１の下端面１ｃと基台１４を接合可能とする。
【００６３】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、偏光子の一面とファラデー回転子の一面、並びにファラデー回転子の他の一面と検光子の一面との間には金属膜を介在させて、金属膜が各光学素子の一面上の領域を一端面側の縁と各光学素子の光学機能部とに区切った状態としているので、溶融した溶着材の前記光学機能部側への侵入を防止することができる。
【００６４】
このように、基台への各光学素子の接合時に３つの光学素子に対して溶着材の溶融を略同時に行っても、各光学素子の一面上の領域において光学機能部となる面積を実際に減少させることなく、各光学素子を略同時に基台に配設することができる。従って、光学素子どうしを所定間隔空けた状態で基板に配設する場合のように、光学素子どうしの間隔を所定間隔に規制する治具を基板表面に予め固定する工程を行う必要がなく、光アイソレータの省スペース化、さらには製造方法を簡略化することができる。これにより、光アイソレータの小型化と共に、製造にかかる時間を減少させて、製造にかかるコストを低減することができる。
【００６５】
また、配置工程において隣合う光学素子の一面どうしの間に介在させられた金属膜によって、接合工程時に溶融させた溶着材の前記光学機能部への侵入を防止しているので、各光学素子の一面における光学機能部の面積比を大きくとれることになり、各光学素子の小型化を図ることができる。
【００６６】
また請求項２に記載の発明によれば、配置工程前に、各光学素子の一面上に金属膜を形成する成膜工程が備えられる。すなわち、配置工程前において、加工素材となる原素材サイズの板材から切り出した細長バー状の光学素子材料の一面上に、金属膜を形成する成膜工程が行われた後、素子サイズに切り出された偏光子の一面とファラデー回転子の一面、並びにファラデー回転子の一面と反対側となる他の一面と検光子の一面とが重ね合わせられることによって、偏光子の一面とファラデー回転子の一面との間、並びにファラデー回転子の一面と反対側となる他の一面と検光子の一面との間の外周部に金属膜が介在することになる。
【００６７】
請求項３に記載の発明によれば、各光学素子が基台に接合される前に、金属膜どうしが熱圧着される。すなわち、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子が基台に完全に接合される前に、前記金属膜どうしが熱圧着されることにより、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の３つが一体となり仮固定される。従って、例えば各光学素子が基台へ配置される前に、金属膜どうしが予備加熱により熱圧着される場合であれば、その後の各光学素子の基台への配置作業時において、基台に各光学素子があらかじめ一体となり組み込みまれるので、３体が同時に配置されて、各光学素子の基台への配置が格段に容易化される。
【００６８】
請求項４に記載の発明によれば、成膜工程において、金属膜が各光学素子の一面上に形成されるとともに、金属膜が前記一端面に形成される。すなわち、光学素子を基台に接合するには、光学素子の一端面と基台の表面とに溶融された溶着材が溶着される必要がある。しかしながら、光学素子が溶着性の低い材料から形成されている場合、光学素子と溶着材との溶着性を高める必要がある。そのため、光学素子の一端面に金属膜を形成することが望ましく、この金属膜の形成が、成膜工程において金属膜の各光学素子の一面への形成とともに行われることになる。これにより、光アイソレータの製造方法が簡略化されて、光アイソレータの製造が容易化されることになる。
【００６９】
請求項５に記載の発明によれば、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子の各光学素子の一端面が揃えられ、且つ偏光子の一面とファラデー回転子の一面、並びにファラデー回転子の一面と反対側となる他の一面と検光子の一面とが、各光学素子の一面上の領域を一端面側の縁と各光学素子の光学機能部とに区切る金属膜を介在させて互いに合わせられている。そして、各光学素子の一端面が溶着材を用いて基台の表面に接合され、さらに基台周囲に配置された界磁マグネットの間に置かれている。
【００７０】
すなわち、隣合う光学素子の一面どうしの間に濡れ性のよい金属膜が介在させられているので、この金属膜によって各光学素子の基台の表面への接合時に溶融させた溶着材の光学機能部への侵入が防止される。これにより、各光学素子の一面において光学機能部の面積比を必要な分大きくとれることになり、各光学素子の小型化が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用された光アイソレータの一実施の形態を示す斜視図である。
【図２】本発明の光アイソレータに備わる光学素子部の作成方法を説明するための概略図である。
【図３】本発明の光アイソレータに備わる光学素子部の作成方法を説明するための概略図である。
【図４】本発明の光アイソレータに備わる界磁マグネットの作成方法を説明するための概略図である。
【図５】本発明の光アイソレータに備わる各部品構成の組み立て方法を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１　　　　　光学素子（チップ）
１ａ　　　　光通過面（一面）
１ｂ　　　　上端面
１ｃ　　　　下端面（一端面）
１ｄ　　　　光学機能部
１０　　　　光学素子部
１１　　　　偏光子
１２　　　　ファラデー回転子
１３　　　　検光子
１４　　　　基板（ジルコニア基台）
１５　　　　半田材（溶着材）
１００　　　光アイソレータ
２１、２２　　　　マグネット
３０　　　　基板（アルミナ基板）
【図１】
2004085940.tif 000003
【図２】
2004085940.tif 000004
【図３】
2004085940.tif 000005
【図４】
2004085940.tif 000006
【図５】
2004085940.tif 000007