(57)【要約】【課題】特性劣化を生じさせず光アイソレータ付きレセプタクルの全長を短縮し、しかも光アイソレータ素子が磁石から突出してキズや欠損を防止する。【解決手段】先端面が光ファイバと接続するファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を挿入して保持するスリーブと、第１貫通孔が形成され、該第１貫通孔に前記ファイバスタブの後端部を一方側から挿入固定してなるホルダと、偏光子とファラデー回転子とを一体化するとともに上記偏光子と上記ファイバスタブの後端面とが接合された光アイソレータ素子と、第２貫通孔が形成された柱状の磁石体とからなり、上記ホルダの他方側から上記磁石を接合するとともに、上記光アイソレータ素子が第２貫通孔に配置している光アイソレータ付きレセプタクルにおいて、上記ファイバスタブの後端面に第１の貫通孔内に配置させた。【選択図】図１
2004280043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端面がプラグフェルールと接続するファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を挿入して保持するスリーブと、前記ファイバスタブの後端部を一方側から挿入固定する第１貫通孔を備えたホルダと、少なくとも２枚の偏光子がファラデー回転子を介して一体化されており、かつ、上記ファイバスタブの後端面に接合してなる光アイソレータ素子と、第２貫通孔が形成された柱状の磁石体とからなり、上記ホルダの他方側から上記磁石体を接合するとともに、上記光アイソレータ素子が第２貫通孔に配置している光アイソレータ付きレセプタクルにおいて、上記ファイバスタブの後端面が第１の貫通孔内にあることを特徴とする光アイソレータ付きレセプタクル。
【請求項２】
上記ホルダの他方側に上記磁石体が嵌合する凹部を形成したことを特徴とする請求項１記載の光アイソレータ付きレセプタクル。
【請求項３】
上記光アイソレータ素子のファラデー回転子は第２貫通孔にあることを特徴とする請求項１又は２記載の光アイソレータ付きレセプタクル。
【請求項４】
上記光アイソレータの全体が上記第１貫通孔及び第２貫通孔にあることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光アイソレータ付きレセプタクル。
【請求項５】
上記光アイソレータ素子は、さらに特定の波長の光を反射させる波長分割フィルタが上記一方の偏光子に接合して一体化されたものであり、上記波長分割フィルタが上記ファイバスタブの後端面と接合してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光アイソレータ付きレセプタクル。
【請求項６】
上記磁石体の側壁に、上記ファイバスタブの後端面からの光が上記波長分割フィルタで反射して外部に出射可能とする第３の貫通孔を形成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光アイソレータ付きレセプタクル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光通信に用いる光アイソレータ付きレセプタクルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から光ファイバ付き光アイソレータは広く知られており、構造としては例えば特許文献１に示すように光アイソレータ素子をキャピラリの端部に接合して用いるもので、図９にその概略図に示す。図にあるように、２枚の偏光子６、７がファラデー回転子８を介して一体化してなる光アイソレータ素子１３がキャピラリ１８の先端に固定され、その先端はホルダ４から突出しており、磁石体９はホルダ４の端面と接合し、光アイソレータ素子１３とキャピラリ１８の突出部をその貫通孔１５内に配置した構造となっている。このように、貫通孔１５内に光アイソレータ素子１３を配置するのはファラデー回転子８が磁石体９から飽和磁界強度を得るだけでなく、光アイソレータ素子１３を不慮の事故でキズをつけないようにするためである。
【０００３】
ところで、上述の光アイソレータ素子１３は、光通信において光部品からのレーザー光源への反射戻り光を防止する為に使用される。
【０００４】
このような光アイソレータ素子１３の一般的な機能を図１２、１３に基づいて説明する。ただし、図９の構成とは若干異なるものであるが、同じ機能の部品には同じ符号をつけるものとする。偏光依存型の光アイソレータ素子１３の断面図を図１２に、順方向、逆方向の偏光の挙動を図１３に示す。ここで順方向とは光アイソレータに入射した光が透過する方向を示し、逆方向とは光アイソレータ素子に入射した光が透過しない方向を示す。図１２に示すように一般的な光アイソレータ素子１３は外装体２０内に、２枚の偏光子６，７が配置され、この偏光子６、７間にファラデー回転子８が配置され、そのファラデー回転子８に磁界を印加する磁石体９及び保持金具２１から構成される。
【０００５】
そして、図１３に示すように、順方向ではＬＤ２２から出射される光はレンズ２３によって平行光となり偏光子６に入射する。偏光子６を通過後は直線偏光となり、ファラデー回転子８で４５°偏光面を回転し、偏光子７を通過する。また、逆方向では、偏光子７を通過した光はファラデー回転子８で４５°回転する。しかし、ファラデー回転子８の非相反性により光は偏光子６の透過偏光面と直交する偏光面となるため、偏光子７で光は減衰し、ＬＤ２２に戻らない。これにより一方向からの光は通過させ、逆方向の光の通過を阻止する機能を果たす。
【０００６】
ところで、近年、光モジュールにおける小型化が要求により、レセプタクルの全長短尺化や光アイソレータの磁石全長の短尺化、外径寸法の小型化を求められている。さらに光アクセス系の普及により、ユーザーから発信が可能な双方向通信ができる機能の要求が高まっており、それに対応した光デバイスが求められている。
【特許文献１】特開２０００−１６２４７５号公報参照
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１では、光アイソレータ素子１３が光キャピラリ１８の先端に固定され、その先端はホルダ４から突出しており、磁石体９は光アイソレータ素子１３とキャピラリ１８の突出部をその貫通孔１５内に配置してホルダ４と接合した構造となっているため、全長短尺化で磁石体９を短くすると光アイソレータ素子１３が磁石体９から突出してしまい、組立作業中に直接光アイソレータ素子１３に接触することにより、キズや欠損を生じて外観不良となってしまうという問題点を有していた。
【０００８】
従って、そのキズは光アイソレータ内を光が通過する際に通過光を散乱してしまい、かつ、欠損部は光が通過しないため、挿入損失特性が劣化してしまう特性不良にもなり、生産性を著しく悪化する問題点があった。
【０００９】
また、現在のところ双方向通信の要求に応じた光アイソレータ付きレセプタクルが製品として製造されたものは無く、特に、双方向通信のために特定の波長の光を反射させる波長分割フィルタを小型の光アイソレータ付きレセプタクルに具備させるとさらに大型化するという問題点があった。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を鑑みて本発明の光アイソレータ付きレセプタクルは、先端面がプラグフェルールと接続するファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を挿入して保持するスリーブと、前記ファイバスタブの後端部を一方側から挿入固定する第１貫通孔を備えたホルダと、少なくとも２枚の偏光子がファラデー回転子を介して一体化されており、かつ、上記ファイバスタブの後端面に接合してなる光アイソレータ素子と、第２貫通孔が形成された柱状の磁石体とからなり、上記ホルダの他方側から上記磁石体を接合するとともに、上記光アイソレータ素子が第２貫通孔に配置している光アイソレータ付きレセプタクルにおいて、上記ファイバスタブの後端面が第１の貫通孔内にあることを特徴とする。
【００１１】
また、上記ホルダの他方側に上記磁石体が嵌合する凹部を形成しても良く、上記光アイソレータ素子のファラデー回転子は第２貫通孔にある構造でも良い。さらに、上記光アイソレータの全体が上記第１貫通孔及び第２貫通孔にある構造でも良い。
【００１２】
さらに、上記光アイソレータ素子は、さらに特定の波長の光を反射させる波長分割フィルタが上記一方の偏光子に接合して一体化されたものであり、上記波長分割フィルタが上記ファイバスタブの後端面と接合してなることを特徴とする。
【００１３】
さらにまた、上記磁石体の側壁に、上記ファイバスタブの後端面からの光が上記波長分割フィルタで反射して外部に出射可能とする第３の貫通孔を形成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の構成によれば、本発明者は、例えば、残留磁束密度が同じで両面着磁された円筒形磁石の場合、磁石体の端部から遠ざかる方向の磁界強度は、その幅が短いものほど大きくなるという特性を見いだし、上述のようにファイバスタブの後端面が第１の貫通孔内にあるようにすることで、ファラデー回転子の位置をホルダの位置にできる限り近づけることができ、ファラデー回転子の特性劣化を生じさせずに全長を短くできる光アイソレータ付きレセプタクルが提供できるのを見出したものである。
【００１５】
このような構成にすれば、波長分割フィルタを一体化させた光アイソレータ素子を取り付けたとしても小型化の要求に対応した双方向通信が可能な光アイソレータ付きレセプタクルを提供できるものである。
【００１６】
なお、ホルダの他方側に上記磁石体が嵌合する凹部を形成することにより、光アイソレータ付きレセプタクルの全長を更に短く形成することができるとともに磁石体の位置決め用ガイドとなり、上記磁石体を接合する際の位置ズレにより光アイソレータ素子と接触し、光アイソレータ素子が破損してしまう不慮の事故を防止することが可能となる。
【００１７】
また、光アイソレータ素子のファラデー回転子は第２貫通孔内に配置することで、ファラデー回転子の特性が劣化せずに安定して戻り光を阻止でき、アイソレーションレベルを向上できる光アイソレータ付きレセプタクルを提供できる。
【００１８】
さらにまた、光アイソレータ素子全体が上記第１貫通孔及び第２貫通孔にあるために、磁石体の第２貫通孔から光アイソレータ素子が突出せず、磁石体が光アイソレータ素子を保護して不慮の事故を防止した光アイソレータ付きレセプタクルを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図によって説明する。なお、従来技術で同じ構成のものは同じ符号を付けるものとする。
【００２０】
図１に本発明の第１の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図を示す。レセプタクルは先端面がプラグフェルール（不図示）と接続し、中央に光ファイバ２が保持されたファイバスタブ１と、ファイバスタブ１を固定するとともに、プラグフェルールをファイバスタブ１の先端面に当接保持させるスリーブ３と、スリーブ３を包囲するスリーブケース５と、ファイバスタブ１、スリーブ３、スリーブケース５を固定するホルダ４で構成され、ファイバスタブ１の後端部１０に、２枚の偏光子６、７と１枚のファラデー回転子８を一体化した光アイソレータ素子１３を接合固定し、この光アイソレータ素子１３を内包して磁石体９がホルダ４の端面１２に接合固定している。
【００２１】
このとき、光アイソレータ素子１３の多くは第２貫通孔１５に配置し、ファイバスタブ１の後端面１０が第１の貫通孔１４内にある。
【００２２】
本発明者らは、鋭意検討の結果、例えば、残留磁束密度が同じで、両面着磁された円筒形磁石の場合、磁石体９の端部から遠ざかる方向の磁界強度は、その幅が短いものほど大きくなるという特性を見いだし、上述のようにファイバスタブ１の後端面１０が第１の貫通孔１４内にあるようにすることで、ファラデー回転子８の位置をホルダ４の位置にできる限り近づけることができ、ファラデー回転子８の特性劣化を生じさせずに全長を短くできるのを見出したものである。
【００２３】
但し、磁石体９の磁界強度はその端部から外側ではさらに磁界強度が低下するため、ファラデー回転子８は磁石体９の貫通孔１５内に配置されていることが望ましい。図７に示すように、ホルダ４の接合面１２からのファイバスタブ１の後端部１０のファイバ位置までの凹寸法Ｌは、接合面１２からファイバスタブ１の後端部１０の先端までの距離をＡ、後端部１０でのファイバ２位置からの斜め研磨部分の寸法をＢ、斜め研磨角度をθとすると、以下の式で表すことができる。
【００２４】
Ｌ＝Ａ＋Ｂｓｉｎθ
磁石体９から十分な磁界強度を得るためには、Ｌ＜偏光子厚み  であることが望ましい。
【００２５】
また、図２に本発明の第２の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図を示す。図１で示した構造と異なるところは、ホルダ４の端面１２に凹部１６を設け、光アイソレータ素子１３を内包した磁石体９が接合固定していることである。これより、光アイソレータ付きレセプタクルの全長を更に短く形成することができるとともに磁石体９の位置決め用ガイドとなり、上記磁石体９がホルダ４を接合する際の位置ズレにより光アイソレータ素子１３と接触し、光アイソレータ素子１３がキズや欠損などのように破損してしまう不慮の事故を防止することができる。さらに、接合面１２の他に磁石体９側面も接合可能なため接着強度を強固にすることができる。
【００２６】
さらに、図３に本発明の第３の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図を示す。光アイソレータ素子１３のファラデー回転子８は第２貫通孔１５内に完全に入っていることで、ファラデー回転子８は磁石体９から十分な飽和磁界強度を得ることができるため、光アイソレータ素子１３は戻り光を阻止でき、アイソレーション特性を劣化させることなく安定化させることができる。
【００２７】
さらにまた、図４に本発明の第４の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図を示す。光アイソレータ素子１３の全体が第１貫通孔１４及び第２貫通孔１５にあるために、磁石体９の第２貫通孔１５から光アイソレータ素子１３が突出せず、磁石体９が光アイソレータ素子１３を保護してキズや欠損などの破損を防止することができる。
【００２８】
さらにまた、図５に本発明の第５の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図を示す。波長分割フィルタ１９はフィルタ面において特定の波長の光を反射させる機能を有している。フィルタの材料としては、ホウ珪酸ガラス等が用いられている。
【００２９】
この波長分割フィルタ１９は、偏光子７の光学面と合致するように接合して一体化され光アイソレータ素子１３を構成している。そして、波長分割フィルタ１９がファイバスタブ１の後端面１０と接合して構成されている。これにより、光ファイバ２からの光が波長分割フィルタ１９に入射可能となっている。
【００３０】
また、磁石体９の側壁に、ファイバスタブ１の後端面１０の光ファイバ２から出射する光が波長分割フィルタ１９の反射面で反射して外部に出射可能とする第３の貫通孔１７を形成している。この第３の貫通孔１７は側壁が第２の貫通孔１５から外側に貫く構成であれば図に示すように切り欠き部であってもよい。
【００３１】
そして、波長分割フィルタ１９と一体化した光アイソレータ素子１３の全体が第１貫通孔１４及び第２貫通孔１５にあるために、磁石体９の第２貫通孔１５から光アイソレータ素子１３が突出せず光アイソレータ素子１３を保護してキズや欠損などの破損を防止することができる。
【００３２】
また、第３の貫通孔１７を形成したために、ＬＤ（不図示）発信光λ１（下り）とは逆方向のファイバスタブ１の前端面方向からの所定の波長の信号光λ２（上り）が波長分割フィルタ１６で反射されて第３の貫通孔１７から外部へ出ていき、受光装置（不図示）に受光されることから、小型化の双方向通信に対応することが可能となる。
【００３３】
本発明でレセプタクルに使用するスタブ１は外径がφ１．２ｍｍ〜φ２．６ｍｍに形成され、材質はジルコニアやアルミナのセラミックスの他、ガラス製や樹脂製も使用可能である。スリーブ３は円筒スリーブや割スリーブ、複数点支持スリーブが使用可能で、材質はジルコニアやアルミナのセラミックスや鈴青銅などの金属も使用可能である。ホルダ４については、ＬＤモジュールとのＹＡＧ溶接接合可能な金属が望ましい。スリーブケース５はステンレス、銅、鉄、ニッケル、プラスチック、ジルコニア、アルミナ等の幅広い材料によって形成され、特に、外周に備えられるホルダ５と同様な熱膨張係数を有する材質によって形成することが望ましい。
【００３４】
また、図示はしていないが、ファイバスタブ１の先端部には光ファイバ付きコネクタが勘合され、不図示のレーザダイオード（ＬＤ）から発光される信号光を伝送できるようになっている。コネクタとの低接続損失を維持するためにファイバスタブ１の先端部１１はＰＣ研磨や、加工変質層を除去したＰＣ研磨、端面の近端反射を防ぐために斜め研磨、斜めＰＣ研磨が施されている。また、レセプタクルに勘合されるコネクタにはＦＣコネクタ、ＳＣコネクタ、ＭＵコネクタ、ＬＣコネクタ等が用いられる。
【００３５】
本発明に用いる偏光子６、７にはガラス基板に誘電体粒子を内包するタイプや誘電体積層タイプなどの透過偏光方向と直交する偏光方向を吸収する偏光子の他に、複屈折結晶などの偏光を分離して反射戻り光をＬＤの光路からずらす偏光子でも実施可能である。
【００３６】
また、ファラデー回転子８はＴｂ、Ｇｄ、Ｈｏを添加したＢｉ置換ガーネットやＹＩＧガーネットでも実施可能である。
【実施例】
【００３７】
ここで、本発明における実験とサンプル試作を行った。
【００３８】
実験は磁石体９の全長の中心位置から磁石端面まで等分割した長さでの磁界強度を測定し、ファラデー回転子８の飽和磁界強度を満足できるかを確認した。実験に使用した磁石は内径、外径とも同一寸法であるが全長が異なる。従来技術で使用した全長Ｙの磁石と全長０．６５Ｙの磁石、全長０．８Ｙの３種類の磁石を用いた。
【００３９】
図６で示した結果から、全長の短い方が磁石端部での磁界強度の低下量が小さく、ファラデー回転子の飽和磁界強度を満足することが確認できた。従来技術の磁石端部では飽和磁界強度未満であるため、ファラデー回転子が特性を満足することができないことから不適当であることが判明した。
【００４０】
このことから、光アイソレータレセプタクルの全長を短尺化し、かつアイソレータ特性を満足するためには、磁石体９の全長も短尺化することが有効であることを確認することができた。
【００４１】
次に、図１で示したファイバスタブ１の後端部１０に接合固定した光アイソレータ素子１３のファラデー回転子８が第１貫通孔に入らないように図７に示す長さＬを設定した場合と、図１０で示したように、ファラデー回転子８が第１貫通孔に入る場合を４０個ずつサンプル試作した。
【００４２】
以下に作製方法を示す。ガラス基板に金属等の誘電体を内包した厚さ０．２ｍｍの偏光子６または７とファラデー回転子８のウエハーを接着剤で固定し、このアッシーともう一枚偏光子６または７を光学調整した後、接着剤で固定して光アイソレータ用ウエハーを作製した。このとき、ＬＤ出射光が入射する側の偏光子６の光通過面には対空気ＡＲコートが施され、ファラデー回転子８の光通過面の両面には対接着剤ＡＲコートが施されている。
【００４３】
光レセプタクルは、光ファイバ２が挿入固定されたファイバスタブ１の後端部１０をホルダ４に圧入又は接着により固定し、スリーブ３を先端部１１に挿入するとともに、それらをスリーブケース５に圧入又は接着固定される。
【００４４】
作製したウエハーは、ダイシング等で光通過面側が０．５×０．６ｍｍの長方形になるようにカットして作製される。作製した光アイソレータ素子１３の入射側偏光子６の偏光透過方向は０．５ｍｍに対して平行になるよう設定し、ファイバスタブ１の後端面１０に接着剤で固定した。次にファイバスタブ１の外周に円筒型磁石体９を配置し、磁石体９とホルダ４の端面１２を接着剤で固定した。
【００４５】
図８に示した試作結果から、図１に示した本発明形態サンプルの方が良好なアイソレーションを得ることができ、所望の規格を十分満足する結果となったが、図１０に示した形態のサンプルはファラデー回転子８に所望の磁界強度が供給されない為に偏光面が所望の回転角度にならず、実施出来る程度ではあるがアイソレーション特性は図１に比べて劣化することがわかった。
【００４６】
さらに、図１で示した本発明形態と図１１で示した形態のサンプルをそれぞれ５０個試作し、偏光子６が磁石体９からの突出の有無による外観不良の発生頻度の比較を行った。その結果、図１１で示した形態のサンプルはと図１で示した本発明形態のサンプルと比較し、キズ、欠損の外観不良発生頻度は約１０倍であったことから、偏光子６が磁石体９からの突出していない構造は外観不良発生に対して十分防止効果があることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の第１の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図である。
【図３】本発明の第３の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図である。
【図４】本発明の第４の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図である。
【図５】本発明の第５の実施形態である光アイソレータ付きレセプタクルの断面図である。
【図６】光アイソレータ付きレセプタクルで用いた磁石の飽和磁界強度を示すデータである。
【図７】光アイソレータ付きレセプタクルでファイバスタブ後端面の凹量を数式化で示す概略図である。
【図８】図１で示した本発明形態と図１０で示した形態とのアイソレーション特性を示す図である。
【図９】従来の光アイソレータの断面図である。
【図１０】光アイソレータ付きレセプタクルでファイバスタブ引き込み量が大きい状態を示した断面図である。
【図１１】光アイソレータ付きレセプタクルで偏光子が磁石から突出した状態を示した断面図である。
【図１２】従来の偏光依存型光アイソレータの断面図である。
【図１３】偏光依存型光アイソレータに於ける、順方向及び逆方向の偏光の挙動を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１：ファイバスタブ
２：光ファイバ
３：スリーブ
４：ホルダ
５：スリーブケース 
６：偏光子
７：偏光子
８：ファラデー回転子
９：磁石体
１３：光アイソレータ素子
１４：第１貫通孔
１５：第２貫通孔
１６:凹部
１７：第３の貫通孔
１９：波長分割フィルタ
【図１】
2004280043.tif 000003
【図２】
2004280043.tif 000004
【図３】
2004280043.tif 000005
【図４】
2004280043.tif 000006
【図５】
2004280043.tif 000007
【図６】
2004280043.tif 000008
【図７】
2004280043.tif 000009
【図８】
2004280043.tif 000010
【図９】
2004280043.tif 000011
【図１０】
2004280043.tif 000012
【図１１】
2004280043.tif 000013
【図１２】
2004280043.tif 000014
【図１３】
2004280043.tif 000015