(57)【要約】【課題】高い固定強度を有することが可能となる手段を提供すると共に、量産性も向上する新規な光アイソレータを提供する。【解決手段】ファラデー回転子の光透過領域に垂直な面と、その面と隣り合う２つの面の光透過領域以外で且つ光透過領域の中心高以下の垂直な面と面続きになっている面上に、金属膜層を成膜し、更に、各偏光子の光透過領域に垂直な面と、垂直な面と隣り合う１つ若しくは２つの面の光透過領域以外で且つ垂直な面と面続きになっている面上に、金属膜層を成膜し、更に、応力緩衝材は開口部を設けると共に、開口部を設けた面に垂直な面と、垂直な面と隣り合う２つの面の開口部以外で且つ開口部の中心高以下の垂直な面と面続きになっている面上に、金属膜層を成膜し、それら金属膜層によって、各部品が取付基板に固定されている。【選択図】    図１
2004294763.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２枚以上の偏光子と１枚以上のファラデー回転子の各光学素子の面上に金属膜層を成膜し、前記金属膜層上に半田層を重ねることで、前記各光学素子が応力緩衝材を介して一体化されて成る光アイソレータにおいて、前記ファラデー回転子の光透過領域に垂直な面と、前記垂直な面と隣り合う２つの面の光透過領域以外で且つ光透過領域の中心高以下の前記垂直な面と面続きになっている面上に、前記金属膜層を成膜し、更に、前記各偏光子の光透過領域に垂直な面と、前記垂直な面と隣り合う１つ若しくは２つの面の光透過領域以外で且つ前記垂直な面と面続きになっている面上に、前記金属膜層を成膜し、更に、前記応力緩衝材は前記各光学素子の光透過領域に該当する面上に開口部を設けると共に、前記開口部を設けた面に垂直な面と、前記垂直な面と隣り合う２つの面の前記開口部以外で且つ前記開口部の中心高以下の前記垂直な面と面続きになっている面上に、前記金属膜層を成膜し、前記各光学素子の光透過領域に垂直な面と、前記応力緩衝材の開口部を設けた面に垂直な面に成膜した前記金属膜層によって、前記各光学素子と前記応力緩衝材とが前記取付基板に固定されることを特徴とする光アイソレータ。
【請求項２】
前記ファラデー回転子の前記垂直な面と隣り合う２つの面の光透過領域以外の金属膜層の成膜を、光入出射面の面積の２５％以下とすることを特徴とする請求項１記載の光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として光通信システムや光計測機器等に用いられる光通信モジュール、半導体レーザモジュール、光増幅器等のパッシブ光デバイスとして好適な光アイソレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光アイソレータは、光ファイバでの光通信技術におけるキーデバイスの１つであり、光通信モジュール、半導体レーザモジュール、光増幅器等において、光路系の光部品からのレーザダイオード光源側への反射戻り光の防止や、光ファイバアンプ内の光の共振の発生を防止するために用いられている。これらの光アイソレータは、レーザダイオード光源と光ファイバとの間、あるいは２本の光ファイバの間に、偏光子、ファラデー回転子、および他の一方の偏光子（検光子とも言う）を組み合わせ、更にファラデー回転子の周囲に上記ファラデー回転子を飽和磁化させるための永久磁石を配設させたものである。
【０００３】
具体的に偏波依存型光アイソレータは、例えば「１段型」の場合には、２枚の偏光子の偏光透過方向の相対角度が約４５度になるように対面配置させ、それらの偏光子の間に、飽和磁場内で所定の波長においてファラデー回転角が約４５度となる厚みを有するファラデー回転子を１枚配置させて、互いに保持固定させたものであり、順方向の光を通過させ、一方で逆方向の光を遮断させる作用を有するものである。
【０００４】
そして、上記の光アイソレータに対しては、昨今、小型化及び量産化による低価格化が強く望まれており、製造における組立工数を減じ、あるいは各部品間の光学調整の作業を軽減させるための方策の１つとして、平板状の偏光子と平板状の４５度ファラデー回転子と直方体の磁石とを平板状の取り付け基板に設置した構造を有する光アイソレータが提案されている。
【０００５】
図８は、その光アイソレータの一例を示す構成概略図である。図８に示すように、従来の光アイソレータ１００は、平板状の偏光子１、１と、平板状の４５度ファラデー回転子２と、直方体の磁石３、３が、平板状の取付基板４に設置されている構成である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−２２７９９６号公報  （第２−４頁、第１図）
【０００７】
前記光アイソレータ１００は組立前において、前記偏光子１、１と、ファラデー回転子２の側面即ち光透過領域に垂直な面に、真空蒸着プロセスによりクロムの金属膜層を成膜した後、その上に金の金属膜層を形成して、半田付けによる固着が可能な状態としてあり、一方で、取付基板４の一面および磁石３、３の一面には、湿式法によりニッケル、金がメッキされて、半田付けが可能な状態としている。そして、半田泊を用いて、還元雰囲気中に一定の温度にて、各光学素子（前記偏光子１、１及びファラデー回転子２）および磁石３、３を取付基板４の面上に組み立て固定している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８に示すような光アイソレータ１００は、以下に示す幾つかの問題点があった。
【０００９】
まず第一に、偏光子１、１とファラデー回転子２は、それぞれ独立して取付基板４に半田固定されるため、それぞれの側面の面積に応じた固定強度しか得られない。従って薄型の光学素子では固定強度が比較的弱くなり、光アイソレータの衝撃試験で不良となる懸念がある。
【００１０】
また、偏光子１、１とファラデー回転子２とを、近接させて取付基板４に半田固定した場合には、近接の程度によって偏光子１、１の一面とファラデー回転子の最近接の一面との間で多重反射による干渉が生じるという懸念があった。
【００１１】
本発明は前記各問題点に鑑み、少なくとも２枚以上の偏光子と少なくとも１枚以上のファラデー回転子とを一体化してなる光アイソレータにおいて、高い固定強度を有することが可能となる手段を提供すると共に、量産性も向上する新規な光アイソレータを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、少なくとも２枚以上の偏光子と１枚以上のファラデー回転子の各光学素子の面上に金属膜層を成膜し、前記金属膜層上に半田層を重ねることで、前記各光学素子が応力緩衝材を介して一体化されて成る光アイソレータにおいて、前記ファラデー回転子の光透過領域に垂直な面と、前記垂直な面と隣り合う２つの面の光透過領域以外で且つ光透過領域の中心高以下の前記垂直な面と面続きになっている面上に、前記金属膜層を成膜し、更に、前記各偏光子の光透過領域に垂直な面と、前記垂直な面と隣り合う１つ若しくは２つの面の光透過領域以外で且つ前記垂直な面と面続きになっている面上に、前記金属膜層を成膜し、更に、前記応力緩衝材は前記各光学素子の光透過領域に該当する面上に開口部を設けると共に、前記開口部を設けた面に垂直な面と、前記垂直な面と隣り合う２つの面の前記開口部以外で且つ前記開口部の中心高以下の前記垂直な面と面続きになっている面上に、前記金属膜層を成膜し、前記各光学素子の光透過領域に垂直な面と、前記応力緩衝材の開口部を設けた面に垂直な面に成膜した前記金属膜層によって、前記各光学素子と前記応力緩衝材とが前記取付基板に固定されることを特徴とする光アイソレータを提供するものである。
【００１３】
更に、請求項２に記載の発明は、前記ファラデー回転子の前記垂直な面と隣り合う２つの面の光透過領域以外の金属膜層の成膜を、光入出射面の面積の２５％以下とすることを特徴とする光アイソレータを提供するものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る光アイソレータについて、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、前記従来の技術に係る光アイソレータ１００と重複する箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略、又は簡略化して記載する。図１は本発明の光アイソレータの一例を示す斜視概略図である。
【００１５】
図１に示すように、光アイソレータ１６は、１枚の平板状の４５度ファラデー回転子２の両面にそれぞれ２枚の平板状の偏光子１、１が応力緩衝材５を介して一体化されることで構成されている。各光学素子（偏光子１、１とファラデー回転子２）と応力緩衝材５とは金属膜層及び半田層（どちらも図示せず）によって積層状に一体固定され、取付基板４上に半田層（図示せず）の溶融固化により固定されている。又、取付基板４と直方体の永久磁石３、３は、第２の取付基板６に、半田の溶融固化によって一体化されている。
【００１６】
次に図２に、前記ファラデー回転子２に成膜される金属膜層７のパターニングの一例を示す。図２に示すように、金属膜層７は、平板状の４５度ファラデー回転子２の側面１０、即ち光透過領域８に垂直な面の一面の領域と、その側面１０と隣り合う２つの面１１、１１（以下、必要に応じて光入出射面と云う。）における光透過領域８以外の面上とに、マスキング法およびスパッタリング法を併用してパターニングすることによって成膜形成されるものである。前記３つの面１０、１１、１１は面続きになっているので一回のパターニングによって同時に金属膜層７を成膜させることが可能となる。この際、前記２つの面１１、１１上に成膜させる金属膜層７、７の面積を、光透過領域８の中心位置９以下の高さ（以下、中心高ｔと記す。
）の領域に限定する。金属膜層７、７の成膜面積を中心高ｔ以下に限定することにより、図示しない半田層を金属膜層７、７上に重ねて半田接合する時に、ファラデー回転子２に掛かる応力歪みを著しく低減させることが可能となる。
【００１７】
なお、図２のではファラデー回転子２の光入射面１１、１１上の成膜面積として、中心高ｔ以下の領域内に限定する例を示しているが、図３に示すように、光入出射面１１、１１の面積の２５％以下に面積限定して金属膜層７を成膜させても構わない。
なお、図２および図３に示す例では、光透過領域８が円形型であることを図示しているが、特に円形型に限らず、正方型や長方型や八角型であっても構わない。
【００１８】
図４は、本発明の光アイソレータ１６に係る偏光子１に成膜される金属膜層７のパターニングの一例を示す斜視概略図である。図４に示すように、金属膜層７は、偏光子の側面１２即ち光透過領域８に垂直な面の一面の領域と、その側面１２と隣り合う２つの面上の光透過領域８以外の面上の片面１３のみ、マスキング法およびスパッタリング法を併用して、パターニングすることにより成膜される。前記２つの面１２、１３は面続きになっているので一回のパターニングによって同時に金属膜層７を成膜させることが可能となる。なお、この例では、光透過領域８が円形型であることを図示しているが、特に円形型に限らず、正方型や長方型や八角型であっても構わない。なお、一般的に偏光子は、半田接合時に係る応力歪みは低いことから、光透過領域８近傍の金属膜層７の領域は、特に形状としては問題とならずに、光透過領域８を確保してさえすれば良い。
【００１９】
そして、図５は、本発明の光アイソレータ１６に係る応力緩衝材５に成膜された金属膜層のパターニングの一例を示す斜視概略図である。図５に示すように、金属膜層７は、予め前記光学素子の光透過領域８に該当する面上が抜かれることによって構造的に開口部１７が設けられた応力緩衝材５の、側面１４即ち開口部１７を設けた面１５、１５に垂直な面の一面の領域と、その側面１４と隣り合う２つの面１５、１５上における開口部１７以外の面上とに、マスキング法およびスパッタリング法を併用してパターニングすることによって成膜形成されるものである。前記３つの面１４、１５、１５は面続きになっているので一回のパターニングによって同時に金属膜層７を成膜させることが可能となる。
【００２０】
なお、この成膜させる金属膜層７、７の面積は、開口部１７の中心位置９以下の高さ（以下、中心高ｔと記す。）の領域に限定する。つまり、少なくとも前記ファラデー回転子２の金属膜層７の面積とほぼ同じとする。しかし、やや大きい程度であることが特に好ましい。なお、この図示例では、予め開口部１７が円形型であることを図示しているが、特に円形型に限らず、正方型や長方型や八角型であっても構わない。
【００２１】
ここで、応力緩衝材５の熱膨張係数は、偏光子１、１及びファラデー回転子２の熱膨張係数のほぼ中間の値となるように材料を選択することが好ましい。例えば、偏光子１の熱膨張係数が５．１×１０−６℃−１であり、ファラデー回転子２の熱膨張係数が１０．６×１０−６℃−１である場合には、応力緩衝材５の熱膨張係数が５．１×１０−６℃−１〜１０．６×１０−６℃−１の範囲内であれば、偏光子１とファラデー回転子２の熱膨張係数の差による影響を低減でき、熱により生じる応力歪みや室温への冷却の際に生じるクラックを少なくすることができる。そして、例えば、応力緩衝材５の材質としてはチタン（Ｔｉ）やクロム（Ｃｒ）などを使用することができる。そして、その厚さは、取り扱いの作業性の観点から約１００〜２００μｍとすることが、特に好ましい。
【００２２】
なお、金属膜層を成膜させる処理装置としては、スパッタリング装置を使用し、スパッタリングターゲットには金属膜層７となる金属素材を使用する。またスパッタリングターゲットの形状は、例えば直径６インチ、厚さ３ｍｍのものなどを使用することができる。そして、マスキング（図示せず）は、光透過領域を避けるようにパターニングして配置させるとよい。
【００２３】
そして、図６は、金属膜層７の構成を示す例である。この図示例では、偏光子１（或いはファラデー回転子２若しくは応力緩衝材５）の面上に、Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕの３層の金属薄膜層からなる金属膜層７がマスキング法およびスパッタリング法を併用して成膜されている。このような半田接合用の金属膜層は、十分な固定強度を確保することが可能である。ここで、第１層であるＣｒ層は、光学素子との密着力を確保し、第２層であるＰｔ層は、半田の拡散を防止する。そして、第３層であるＡｕ層は、半田の濡れ性を促進させ、半田接合層を形成し、安定した半田付けが可能となる。なお、金属膜層７は十分な密着強度を確保することができればよいため、Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕに限らずにＣｒ／Ｎｉ／ＡｕやＴｉ／Ｐｔ／Ａｕなどの別の金属薄膜層を用いても良い。
【００２４】
そして、スパッタリング工程の際には、スパッタリングガスとして、例えばアルゴンなどを用いるのが好ましい。そして、スパッタ条件を任意に設定し、ＲＦパワー、スパッタ圧力、基板間距離、基板回転数、アルゴン流量などを調整する。
これにより、一定の厚さを有する金属膜層を偏光子の少なくとも片面、及びファラデー回転子並びに応力緩衝材の両面に、マスキング法およびスパッタリング法を併用し、パターニングして成膜することが出来る。ここで、金属膜層７の厚さは、スパッタリング装置の能力またはスパッタリング工程の工数、さらには金属膜層の熱伝導率や作業性の観点から、約２μｍ以下とすることが望ましい。
【００２５】
なお、偏光子１とファラデー回転子２の両面には、各光学素子と空気層の屈折率の差により生じるフレネル反射を防止し、光アイソレータの挿入損失を低減させるために、予め金属膜層７を成膜させる前に、対空気層用の無反射コート（図示せず）を施しておくことが望ましい。
【００２６】
図７は、本発明の光アイソレータ１６の製造方法の一例の作業工程を説明するための斜視図である。ここで、光アイソレータ１６は、１段型（偏光子２枚及びファラデー回転子１枚）の光アイソレータを例としているため、２枚の偏光子１の偏光透過方向は、光入射方向にそれぞれ相対的に４５度の角度を有するように構成されている。なお、図７において、図中の偏光子１面上の両端に矢印をもつ符号は、偏光透過方向をそれぞれ示している。
【００２７】
まず、ファラデー回転子２面上または応力緩衝材５、５面上の、金属膜層のどちらか一方の上に、或いはその両方の金属膜層上に、半田層（図示せず）をマスキング法および蒸着法を併用して、パターニングして重ねるように成膜させる。そして、同様に偏光子１、１面上または応力緩衝材５、５面上の、金属膜層のどちらか一方の上に、あるいはその両方の金属膜層上に、半田層（図示せず）をマスキング法および蒸着法を併用して、パターニングして重ねるように成膜させる。そして、取付基板４にも、半田付けが可能となるように金属膜層を成膜させ、その後に半田層を成膜させる。
【００２８】
そして、図７に示すように、取付基板４上に、偏光子１、応力緩衝材５、ファラデー回転子２、応力緩衝材５、偏光子１の順で、それぞれの部品の１辺を基準として配置する。それぞれの部品の１辺とは、各部品の前記側面１０或いは１２、或いは１４である。なお、偏光子１は、それぞれ偏光透過方向が光入射方向を中心に４５度相互に回転した位置となるように配置させる。
【００２９】
ここで、半田層は、例えばＡｕ／Ｓｎを用いることが可能であり、蒸着法により成膜されるＡｕ／Ｓｎ膜は、蒸着材料であるＡｕ／Ｓｎ共晶半田（８０％／２０％）の融点（２８０℃）とほぼ同じである。そして、厚さが略５μｍの半田層をマスキング法などを用いて、金属膜層上に成膜することができる。なお、半田層は、Ａｕ／Ｓｎ膜に限らずに、Ａｕ／Ｓｎより溶融温度が高い半田層としてＡｕ／Ｇｅなどの別の組成の共晶半田材料も用いることも可能である。
【００３０】
そして、これらの部品と永久磁石３、３（図示せず）とを、前記第２の取付基板６（図示せず）上に配置させて、高温炉内で半田層（図示せず）を溶融させて一体化させ、その後永久磁石３、３を着磁することにより、光アイソレータ１６を得る。なお、高温炉の内部の雰囲気は、還元雰囲気である窒素などであることが好ましい。
【００３１】
若しくは、図７に示すように、偏光子１とファラデー回転子２とを応力緩衝材５、５を介して、取付基板４上に配置させた後に、まず高温炉内で半田層（図示せず）を溶融させて一体化する。こうすることで、まず各光学素子が応力緩衝板５、５を介して積層状に一体化されると共に、一体化された前記各光学素子と応力緩衝板５、５とが取付基板４に固定される（以下、必要に応じて、光アイソレータユニット１８と云う。）。その後に、光アイソレータユニット１８と永久磁石３、３（図示せず）とを、第２の取付基板６（図示せず）上に配置させて、高温炉内で半田層（図示せず）を溶融させて一体化させ、その後永久磁石３、３を着磁することにより、光アイソレータ１６を得る。
【００３２】
なお、金属膜層上に半田層を蒸着法により成膜させる方法以外にも、半田泊を使用して半田泊を溶融固化することにより、光学素子近傍の半田層を形成しても当然に良い。
【００３３】
なお、応力緩衝材５、５が無い場合には、偏光子１、１及びファラデー回転子２とを、金属膜層７及び半田層を介して積層し、高温炉内にて前記半田層を溶融することにより一体化することが可能ではあるが、偏光子１とファラデー回転子２の熱膨張係数差が比較的大きいため、半田層の溶融固化後の冷却時に偏光子１或いはファラデー回転子２にクラックが生じてしまう。或いは、冷却時の応力歪みがファラデー回転子２に掛かり、その特性を著しく低下させ、そのために製造歩留が悪化してしまうという問題が生じることが明らかとなっている。そのために、偏光子１、１とファラデー回転子２との間にはこのような応力緩衝材５、５は欠かすことができない。また、このような応力緩衝材５、５は一定の厚みを有するので、ファラデー回転子２と偏光子１、１との多重反射を低減させることが出来る。
【００３４】
なお、半田層の溶融固化は、例えば電気炉内で半田層の溶融温度以上の温度にて、不活性気体中において、光学素子に一定の荷重をかけて行う。そして、半田層の溶融固化時に発生する接合部の応力歪みによる光学素子の特性の悪化を防止するために、溶融固化後は光アイソレータを室温まで徐々に冷却することが好ましい。
【００３５】
ここで、偏光子１は、平板型構造であるガラス偏光子であり、タイプとしてはガラス基板に誘電体粒子を内包するタイプや、ガラス基板上に誘電体を積層するタイプなどがあり、いずれも偏光透過方向に対して直交する偏光方向の入射光を吸収・遮断する作用を有していて、例えばコーニング社製「ポーラコア」などを用いることができる。
【００３６】
ここで、４５度ファラデー回転子２は、液相エピタキシャル成長法（ＬＰＥ法）により作製したビスマス置換希土類鉄ガーネット等の単結晶板などが用いられ、上記のファラデー回転子に界磁磁石により光入射方向の飽和磁場が印加されている場合に、入射光の偏光面を光軸まわりに正確に４５度回転させるために、光の進行方向に対して所定の厚さを有するように構成されている。
【００３７】
そして、永久磁石３、３は、例えばサマリウムコバルト（Ｓｍ−Ｃｏ）系磁石やネオジ（Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ）系磁石、フェライト磁石などが用いることができるが、特にサマリウムコバルト磁石は高い磁石材料特性が得られ小型化に適しており、また温度安定性及び耐酸化性に優れていることから用いられている。前記永久磁石３、３は、４５度ファラデー回転子２の周囲に、光軸に平行に配置・固定され、さらに光軸に平行に着磁されている。
【００３８】
なお、組立にあたり、取付基板４および第２の取付基板６というように、別個として取り扱うように上記では説明しているが、当然に取付基板４の寸法・材質によっては、第２の取付基板６は不要である。
【００３９】
ところで、上述までの説明においては、偏光子１及び応力緩衝材５、５は、それぞれ組立時の段階まで個別に独立して取り扱うように説明してきたが、組立時に一体化して取り扱うことが可能なように、以下に示す方法によって製作しても良い。
【００４０】
まず、予め、複数で連続していて一定の距離で配置された開口部を有した一定の長さのバー状の応力緩衝材と、長さがほぼ同じバー状の偏光子とを用意する。
次に、所定の形状にて、バー状の応力緩衝材およびバー状の偏光子に金属膜層を形成する。さらに、バー状の応力緩衝材もしくはバー状の偏光子のどちらか一方の金属膜層状に、或いはその両方の金属膜層状に、Ａｕ／Ｓｎ蒸着膜を形成する。そして、バー状の偏光子と応力緩衝材とを半田接合して一体化したのちに、所定のピッチで切断する。このような方法を用いると、偏光子と応力緩衝材とが一体化されているために、組立時に部品を取り扱い易くなる。
【００４１】
【実施例】
上記の内容から、図１に示す本発明に係る光アイソレータ１６を１０台製作した。
そして、比較のため同時に、図８に示す従来の光アイソレータ１００も１０台製作した。
【００４２】
まず、偏光透過方向が光入射方向を中心に４５度相互に回転した位置となる偏光子２０個（いずれも１ｍｍ角、厚さ０．２ｍｍ）と４５度ファラデー回転子１０個（１ｍｍ角、厚さ０．４５ｍｍ）と応力緩衝材２０個（材質チタン、１ｍｍ角、厚さ０．０２ｍｍ、φ０．７ｍｍのアパーチャ）を用意した。そして、これらの偏光子およびファラデー回転子および応力緩衝材の、側面および光透過領域以外の面上にＣｒ／Ｐｔ／Ａｕの金属薄膜層をマスキング法およびスパッタリング法を併用して成膜させた。ここで、ファラデー素子は、図２に示すように金属膜層の領域が光透過領域の中心高ｔ以下となるように成膜されている。その後、その金属膜層上にマスキング法および蒸着法により、Ａｕ／Ｓｎの半田層を成膜させた。次に、それらの部品を取付基板上に配置させ、永久磁石および第２の取付基板とともに、高温炉（温度３００℃）内において窒素雰囲気中で、半田を溶融固化して一体化させ、その後永久磁石を着磁して、図１に示す本発明に係る光アイソレータを製作した。なお、平板状の取付基板および第２の取付基板の一面および直方体の永久磁石の一面には、あらかじめ湿式法によりニッケル、金がメッキされて、半田付けが可能な状態としている。
【００４３】
また、従来の光アイソレータについては、寸法が同様の偏光子２０個および４５度ファラデー回転子１０個を用いて、それぞれの光学素子の側面にのみ、Ｃｒ／Ｐｔ／Ａｕの金属膜層をマスキング法およびスパッタリング法を併用して成膜させて、その後その金属膜層上にマスキング法および蒸着法により、Ａｕ／Ｓｎの半田層を成膜させた。次に、それらの部品を取付基板上に配置させ、永久磁石とともに、高温炉（温度３００℃）内において窒素雰囲気中で、半田を溶融固化して一体化させ、その後永久磁石を着磁して、図８に示す従来の光アイソレータ１００を製作した。なお、平板状の取付基板の一面および直方体の永久磁石の一面には、予め湿式法によりニッケル、金がメッキされて、半田付けが可能な状態としている。
【００４４】
なお、永久磁石は寸法が２ｍｍ×１．４ｍｍ×０．８５ｍｍである、サマリウムコバルト磁石を用いた。また、本発明に係る光アイソレータ製作時に用いた、取付基板は、ジルコニアの厚さ０．２５ｍｍの平板を１．１ｍｍ×２ｍｍに切り出したものを用い、第２の取付基板は、寸法が３．５ｍｍ×２ｍｍ×０．２５ｍｍである、ステンレス（ＳＵＳ４３０）を用いた。そして、従来の光アイソレータ製作時に用いた、取付基板は、寸法が３．５ｍｍ×２ｍｍ×０．２５ｍｍである、ステンレス（ＳＵＳ３０４）を用いた。
【００４５】
このようにして製作された、図１に示す本発明に係る光アイソレータ１６および図８に示す従来の光アイソレータ１００について、全数につき評価波長範囲１５５０ｎｍプラスマイナス３０ｎｍにおいて逆方向損失のピーク値を室温にて評価した。その後、光学素子の抜去強度試験を行い、抜去強度の評価をおこなった。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
2004294763.tif 000003
【００４７】
表１で示すように、光アイソレータの逆方向損失のピーク値の平均値および光学素子の抜去強度の平均値は、本発明に係る光アイソレータでは、それぞれ４３．０ｄＢおよび５８７．７ｇｆであり、一方、従来の光アイソレータでは、それぞれ４２．７ｄＢおよび１６０．２ｇｆであった。
【００４８】
このように、逆方向損失のピーク値の平均値に関しては、本発明に係る光アイソレータと従来の光アイソレータとでは大差が見られず、また、ファラデー回転子への応力歪みが見られていないことが判明した。
【００４９】
しかしながら、光学素子の抜去強度の平均値に関しては、本発明に係る光アイソレータは、従来の光アイソレータと比較して、約４倍向上していることが判明した。これは、本発明の光アイソレータの全ての光学素子が応力緩衝材を介して光透過領域で一体化されていると共に、各部品の側面の全領域でも取付基板と接合固定されているためである。一方、従来の光アイソレータの抜去強度が約４分の１である原因は、光学素子が個々に独立して取付基板に接合固定されており、それぞれの側面の面積に応じた固定強度しか得られないことに起因している。以上説明したように、明らかに本発明に係る光アイソレータは、光学素子の抜去強度が飛躍的に向上している。
【００５０】
なお、上記のいずれの発明の実施形態の例も、１段型（偏光子２枚および４５度ファラデー回転子１枚）の光アイソレータの構成を用いたが、本発明は必ずしも図示のものに限らず、１．５段型（偏光子３枚および４５度ファラデー回転子２枚）であっても、或いは、２段型（偏光子４枚および４５度ファラデー回転子２枚）の光アイソレータであっても、上記本発明の実施形態の例と同様の効果を得ることができる。その際、必要に応じて偏光子の光入出射面の両面に成膜を施すことは云うまでも無い。
【００５１】
【発明の効果】
以上、本発明に依れば、各光学素子及び応力緩衝材に金属膜層を成膜させる箇所を、各部品の側面即ち光透過領域又は開口部に垂直な面の一面の領域と、その側面と隣り合う光透過領域又は開口部以外の面上とすることにより、側面とその側面に隣り合う面とは面続きになっているので一回のパターニングによって同時に金属膜層を成膜させることが可能となる。従って、成膜工程の工程数と所要時間を短縮することが出来るため量産性に優れる光アイソレータを実現することが可能となる。
【００５２】
更に、光アイソレータの各部品を側面で取付基板に固定すると共に、前記側面と隣りあう面上でも各光学素子同士を応力緩衝材を介して固定するので、固定強度を引き上げることが可能になり、更に、金属膜層が面続きに成膜される分、半田接合する際の固定強度はより大きくなる。よって、従来に比べ抜去強度を大幅に向上させることが可能となり衝撃試験での光アイソレータの不良率を解消することが出来る。
【００５３】
更に、偏光子とファラデー回転子とは、応力緩衝材を介して一体化されているために、偏光子の一面と最近接のファラデー回転子の一面との間で生じる、多重反射による干渉を解消することも可能となる。
【００５４】
更に、ファラデー回転子と偏光子を半田接合により一体化するにあたり、特にファラデー回転子の光入射面の面上に成膜させる金属膜層の面積を、光入射面の面積の２５％に制限することによって、上記各効果に加え、光学素子と応力緩衝材との必要十分な固定強度を確保しつつファラデー回転子に発生していた応力歪みを著しく低減させて、光アイソレータの特性劣化を回避して、光学素子のクラックを著しく低減させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光アイソレータの一例を示す斜視概略図である。
【図２】本発明の光アイソレータに係る、４５度ファラデー回転子へ成膜される金属膜層のパターニングの一例を示す斜視概略図である。
【図３】本発明の光アイソレータに係る、４５度ファラデー回転子へ成膜される金属膜層のパターニングの別の一例を示す斜視概略図である。
【図４】本発明の光アイソレータに係る、偏光子へ成膜される金属膜層のパターニングの一例を示す斜視概略図である。
【図５】本発明の光アイソレータに係る、応力緩衝材へ成膜される金属膜層のパターニングの一例を示す斜視概略図である。
【図６】本発明の光アイソレータに係る、金属膜層の構成の一例示す部分断面図である。
【図７】本発明の光アイソレータの製造方法の一例の工程を説明するための斜視図である。
【図８】従来の光アイソレータの一例を示す斜視概略図である。
【符号の説明】
１          偏光子
２          ４５度ファラデー回転子
３          永久磁石
４          取付基板
５          応力緩衝材
６          第２の取付基板
７          金属膜層
８          光透過領域
９          中心位置
１６            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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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