(57)【要約】【課題】反発型の１．５段型及び２段型光アイソレータとその組立方法の提案を課題とする。【解決手段】略筒状のホルダと、その底部に開口部を有しその内部に偏光子とＦＲ膜と、要すれば偏光子とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の入射ホルダと、その底部に開口部を有し、その内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の出射ホルダと、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とから主として構成され、ホルダの一端に入射ホルダが設けられ、他端に出射ホルダが設けられ、入射ホルダとホルダとの間に入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられ、出射ホルダとホルダとの間に出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が相反発するように設けられて構成される。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
略筒状のホルダと、その底部に開口部を有しその内部に偏光子とＦＲ膜とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の入射ホルダと、その底部に開口部を有し、その内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の出射ホルダと、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とから主として構成され、ホルダの一端に入射ホルダが設けられ、他端に出射ホルダが設けられ、入射ホルダとホルダとの間に入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられ、出射ホルダとホルダとの間に出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられて構成される反発型の１．５段型光アイソレータであり、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とが相反発するような磁極方向で配置されたことを特徴とする反発型の１．５段型光アイソレータ。
【請求項２】
請求項１記載の反発型の１．５段型光アイソレータの製造方法であり、第１の磁石と第２の磁石をホルダに接着する際に、第１，第２の磁石よりも磁力の大きい磁石をホルダの外側に配置して組み立てることを特徴とする反発型の１．５段型光アイソレータの製造方法。
【請求項３】
略筒状のホルダと、その底部に開口部を有しその内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の入射ホルダと、その底部に開口部を有し、その内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の出射ホルダと、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とから主として構成され、ホルダの一端に入射ホルダが設けられ、他端に出射ホルダが設けられ、入射ホルダとホルダとの間に入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられ、出射ホルダとホルダとの間に出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられて構成される反発型の２段型光アイソレータであり、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とが相反発するような磁極方向で配置されたことを特徴とする反発型の２段型光アイソレータ。
【請求項４】
請求項３記載の反発型の２段型光アイソレータの組み立て方法であり、第１の磁石と第２の磁石をホルダに接着する際に、第１，第２の磁石よりも磁力が大きい磁石を該ホルダの外側に配置して組み立てることを特徴とする反発型の２段型光アイソレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信に利用されている光アイソレータとその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光アイソレータは、一方向への光の通過は許容するが逆方向への光の通過は阻止する機能を持つ非相反光デバイスであり、光通信や光計測等の分野で、反射戻り光が光源であるレーザーダイオード（以下、単に「ＬＤ」と示す。）に入射するのを阻止する目的で用いられている。
【０００３】
反射戻り光がＬＤに入射すると、ＬＤの発振が不安定になる。ＬＤがファイバーアンプに用いられている励起用のＬＤであるならノイズが増大され、また信号源のＬＤなら、やはりノイズが増大され、最悪の場合には正確な情報通信が妨げられることになる。光アイソレータは反射戻り光をＬＤに入射させない機能を有する極めて重要な光デバイスである。
【０００４】
光アイソレーターは、一般に偏光子、ファラデー回転子（以下、単に「ＦＲ膜」と示す。）、ＦＲ膜に所定の磁場を印加するための磁石、そしてこれらを保持するためのホルダ、または基板などから構成される。偏光子とＦＲ膜を接着剤で貼り合わせた、いわゆるＯＩチップを接着剤によりホルダ等に固定した、いわゆる、ラミネート・タイプ光アイソレータはコスト的に優れており需要が高まりつつある。加えて、その信頼性の高さから高性能ＬＤモジュールへにも採用されはじめた。
【０００５】
高性能ＬＤモジュールは、反射戻り光に対応するために通常１．５段型（セミダブル型）あるいは２段型（ダブル型）と呼ばれる光アイソレータを使用する。この従来の１．５段型光アイソレータの俯瞰断面図を図４に示す。このアイソレータでは第一の磁気光学素子を飽和させるための磁石と第二の磁気光学素子を飽和させるために配置した磁石は共通で１つのもので構成されている。また、偏光子１４，１５，１６はＦＲ膜１７の入射側とＦＲ膜１８の入、出射側との３カ所に設けられている。そして、ＦＲ膜１８の出射側に設けられた偏光子１６の出射側に１／２波長板１９が設けられている。
【０００６】
図４において、例えば垂直方向に偏光した入射光は、偏光子１４、ＦＲ膜１７、偏光子１５、ＦＲ膜１８、偏光子１６を通過する過程で、ＦＲ膜に印可された磁場の力により水平方向に偏光した光となる。この光の偏光面を入射光の偏光面と一致させるようにするために１／４波長板により偏光面を９０°回転させる。
【０００７】
このような１．５段型光アイソレータでは、入射光の偏光面を、１／２波長板に入射する際に９０℃回転した状態とするため光軸方向の磁石長さが長くなる。この結果、ＦＲ膜１７とＦＲ膜１８とに印加する磁力を所定の強さに保つために磁石２０の外形を大きくする必要がある。また、入射偏光方向と出射偏光方向を一致させるためには１／２波長板を配置することが必要である。これらの理由により１．５型光アイソレータの小型化、低価格化は難しいものとなっている。
【０００８】
この問題を解決するために、第一の磁気光学素子に印加する磁界方向と第二の磁気光学素子に印加する磁界方向を反発するように配置した反発型の２段型光アイソレータが提案されている。（非特許文献１参照）この反発型の２段型光アイソレータ例の俯瞰断面図を図５に示した。
【０００９】
この反発型の２段型光アイソレータでは、図５に示したように２つの光アイソレータ２１，２２を磁極が相反するように接着剤で接合している。第１の光アイソレータ２１では、ホルダ２３の中に入射側より偏光子２４、ＦＲ膜２５、偏光子２６が設けられ、その外周でホルダ内部に磁石２７が、ＦＲ膜２５を囲み、例えば入射側がＳ極となるように配置されている。そして、第２の光アイソレータ２２では、ホルダ２８の中には、ホルダ２３と同様に入射側より偏光子２９、ＦＲ膜３０、偏光子３１が設けられ、その外周でホルダ内部に磁石３２が、ＦＲ膜３０を囲み、例えば入射側がＮ極となるように配置されている。そして、第１の光アイソレータ２１と第２の光アイソレータ２２とが接着剤等により接合されている。
【００１０】
上記構成よりわかるように、磁石２７と磁石３２とは互いにその磁力線が反発することになる。この結果、それぞれの磁石の磁力線がそれぞれのＦＲ膜に効率よく集中するためにそれぞれの磁石が小型でもＦＲ膜に十分な磁力をかけることができる。
【００１１】
また、磁石２７と磁石３２とで極性が反対となっているため、同一磁力の磁石と同じ厚さのＦＲ膜とを用いることにより、１／２波長板を用いなくとも入射偏光方向と出射偏光方向とを同一とすることができる。よって、小型化と低コスト化が実現可能である（非特許文献１参照）。
【００１２】
【非特許文献１】
電子情報通信学会論文誌、Ｃ−Ｉ、Ｖｏｌ．Ｊ７３−Ｃ−Ｉ、Ｎｏ５、ｐｐ．３２３−３３１、１９９０年５月
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図３に示した構造の反発型の２段型光アイソレータを小型化し、工業的に多量に生産しようとすると、磁石と磁石の強力な反発によりホルダとホルダとの接合が難しく、組立中に割れ、あるいはヒビが入るなどして組立収率が悪かった。特に、樹脂を使ってホルダ同士を固定する場合、硬化中に上記理由で位置ずれが生じてしまい正確な固定が出来なかった。従って、組立が簡単で、低コスト化が可能な反発型の１．５段型や２段型光アイソレータとその組立方法との提案が求められていた。本発明はこうした反発型の１．５段型及び２段型光アイソレータとその組立方法の提案を課題とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決する請求項１記載の発明は、略筒状のホルダと、その底部に開口部を有しその内部に偏光子とＦＲ膜とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の入射ホルダと、その底部に開口部を有し、その内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の出射ホルダと、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とから主として構成され、ホルダの一端に入射ホルダが設けられ、他端に出射ホルダが設けられ、入射ホルダとホルダとの間に入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられ、出射ホルダとホルダとの間に出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられて構成される反発型の１．５段型光アイソレータであり、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とが相反発するような磁極方向で配置されたことを特徴とする反発型の１．５段型光アイソレータである。
【００１５】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の反発型の１．５段型光アイソレータの製造方法であり、第１の磁石と第２の磁石をホルダに接着する際に、第１，第２の磁石よりも磁力の大きい磁石をホルダの外側に配置して組み立てることを特徴とする反発型の１．５段型光アイソレータの製造方法である。
【００１６】
また、請求項３記載の発明は、略筒状のホルダと、その底部に開口部を有しその内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の入射ホルダと、その底部に開口部を有し、その内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが底部側よりこの順で設けられた略薬莢状の出射ホルダと、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とから主として構成され、ホルダの一端に入射ホルダが設けられ、他端に出射ホルダが設けられ、入射ホルダとホルダとの間に入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられ、出射ホルダとホルダとの間に出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石が設けられて構成される反発型の２段型光アイソレータであり、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とが相反発するような磁極方向で配置されたことを特徴とする反発型の２段型光アイソレータである。
【００１７】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の反発型の２段型光アイソレータの組み立て方法であり、第１の磁石と第２の磁石をホルダに接着する際に、第１，第２の磁石よりも磁力が大きい磁石を該ホルダの外側に配置して組み立てることを特徴とする反発型の２段型光アイソレータの製造方法である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
請求項１，３の発明において、反発型の１．５段型光アイソレータを、略筒状のホルダと、その底部に開口部を有しその内部に偏光子とＦＲ膜とが設けられた略薬莢状の入射ホルダと、その底部に開口部を有し、その内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが設けられた略薬莢状の出射ホルダと、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とから主として構成し、ホルダの一端に入射ホルダを、他端に出射ホルダを設け、入射ホルダとホルダとの間に入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石を設け、出射ホルダとホルダとの間に出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石を前記磁石と反発する方向で設けて構成する、あるいは反発型の２段型光アイソレータを、略筒状のホルダと、その底部に開口部を有しその内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが設けられた略薬莢状の入射ホルダと、その底部に開口部を有し、その内部に偏光子とＦＲ膜と偏光子とが設けられた略薬莢状の出射ホルダと、入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石と、出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石とから主として構成し、ホルダの一端に入射ホルダを、他端に出射ホルダを設け、入射ホルダとホルダとの間に入射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石を設け、出射ホルダとホルダとの間に出射ホルダ内のＦＲ膜を磁化するための磁石を前記磁石と反発する方向で設けて構成する。
【００１９】
こうすることにより、用いる磁石を必要最小限に小型化できるため、光アイソレータ自体を小型化できる。また、二つのアイソレータを張り合わせることがないため、光軸合わせが容易であり、光の損失を低減できる。
【００２０】
請求項２，４記載の発明では、いずれも本発明の反発型の光アイソレータを組み立てるに際して、第１の磁石と第２の磁石をホルダに接着する際に、第１，第２の磁石よりも磁力が大きい磁石を該ホルダの外側に配置して組み立てる。こうすることにより見かけ上第１の磁石と第２の磁石との磁力をキヤンセルして、これら二つの磁石を、磁極が相対して反対となるようにホルダに接着することを容易にする。
【００２１】
以下図面を用いて本発明の実施例を説明する。
【００２２】
図１は本発明の反発型の１．５段型光アイソレータ例の断面図を示す。１は略筒状のホルダであり、２はその底部に開口部３を有しその内部に偏光子４とＦＲ膜５とが設けられた略薬莢状の入射ホルダである。６はその底部に開口部７を有し、その内部に偏光子８とＦＲ膜９と偏光子１０とが設けられた略薬莢状の出射ホルダである。１１は入射ホルダ２内のＦＲ膜５を磁化するための磁石であり、１２は出射ホルダ６内のＦＲ膜９を磁化するための磁石である。ホルダ１の光が入射する側に入射ホルダ２を、出射する側に出射ホルダ６を設け、入射ホルダ２とホルダ１との間に入射ホルダ２内のＦＲ膜５を磁化するための磁石１１を設け、出射ホルダ６とホルダ１との間に出射ホルダ６内のＦＲ膜９を磁化するための磁石１２を前記磁石と反発する方向で取り付けている。
【００２３】
以下、図２を用いて組立の手順を説明する。まず、ホルダ１の一端にＳ極が開放端側になるように磁石１１を接着する。次にこれを外装磁石１３の内孔内に、ホルダ１他端の端面が外装磁石１３のＮ極面と略平面を成すように仮固定する。仮固定した状態を示したものが図２である。仮固定されたホルダの他端に磁石１２を磁石１１の極性と反発する方向、すなわち開放端側がＳ極となるように接着する。接着後の状態を示したのが図３である。通常外装磁石１３がない場合は、磁石１１と磁石１２とが反発するので、簡単に接着することは不可能だが、外装磁石１３の磁力により磁石１１の磁力が見かけ上相殺されているので磁石１２は簡単にホルダ１に接着することができる。
【００２４】
こうして磁石が取り付けられたホルダに、その入射側に偏光子４とＦＲ膜５とを接着した入射ホルダ２と、出射側に偏光子８とＦＲ膜９と偏光子１０とを接着した出射ホルダ６とを、逆方向損失が最大になるような状態で配置し入射ホルダと出射ホルダとをホルダにＹＡＧレーザで固定して組立が完成する。
【００２５】
【発明の効果】
本発明に従えば、２個の光アイソレータを磁極が相反するように接合することもなく、かつＦＲ膜を磁化するために大きな磁石を使用することもない。よって、小型で安価、かつ光損失の少ない反発型の１．５段型、あるいは２段型光アイソレータを得ることができる。
【００２６】
また、本発明の方法に従えば、外装磁石を用いるため、二つの磁石を容易に磁極が反発する方向でホルダ内に容易に接着できる。このため、歩留まりも高くなり、反発型の光アイソレータ製造コストの低減が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の反発型の１．５段型光アイソレータ例の断面図を示す。
【図２】本発明の光アイソレータを組み立てる際の図を示したものであり、ホルダに一方の磁石を接着し、これを外装磁石の内孔に仮止めした状態を示した図である。
【図３】本発明の光アイソレータを組み立てる際の図を示したものであり、ホルダに二つの磁石が接着された状態を示した図である。
【図４】従来の１．５段型光アイソレータの俯瞰断面を示した図である。
【図５】従来の反発型の２段型光アイソレータ例の俯瞰断面を示した図である。
【符号の説明】
１、２３、２８――――ホルダ
２――――入射ホルダ
３、７――――開口部
４、８、１０、１４，１５，１６、２４，２６、２９，３１――――偏光子
５、９、１７、１８、２５、３０――――ＦＲ膜
６――――出射ホルダ
１１，１２、２０、２７、３２――――磁石
１３――――外装磁石
１９――――１／２波長板
２１，２２――――光アイソレータ
【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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