(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方の端面が光軸に対して傾斜する傾斜面である光ファイバを準備する工程と、
前記光ファイバから導出される光が入射される平板形状のファラデー回転子を前記傾斜面に取り付ける工程と、
前記ファラデー回転子からの入射光を反射させる反射部材を透光性の熱可塑性樹脂を間に介して前記ファラデー回転子に取り付ける工程と、
前記熱可塑性樹脂を加熱して軟化させるとともに、前記反射部材の前記光ファイバに対する距離および前記光軸に対する角度を調整する工程と、
前記熱可塑性樹脂を冷却して硬化させることによって、前記反射部材の位置を固定する工程とを備えることを特徴とするファラデー回転ミラーの製造方法。
【請求項２】
前記熱可塑性樹脂としてポリカーボネートを用いることを特徴とする請求項１に記載のファラデー回転ミラーの製造方法。
【請求項３】
前記光ファイバとして、前記ファラデー回転子側の一端にコアレスファイバを配するとともに、該コアレスファイバの他端にグレーデッドインデックスファイバを接合してなるものを用いることを特徴とする請求項１または２に記載のファラデー回転ミラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファイバレーザシステムやファイバセンサ、ファイバ干渉計の動作をより安定させるために適用される光受動部品のファラデー回転ミラーに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバセンサは、光学系の経路が主として光ファイバで構成され、且つ検知要素を光ファイバからなる光路のいずれかに持つ物である。ここで検知要素とは、検知対象から
検知される量に応じて光学的な特性変化を受けるものである。光ファイバセンサでは光ファイバを検知要素として、振動、圧力、温度、磁界、音波などの外力による光ファイバの光路長変化をファイバ干渉計を用いて検出する。
【０００３】
しかしながら、このような光ファイバセンサにおいては、光ファイバ中の複屈折による光の偏波状態の偶発的な変化に起因して、出力干渉縞のゆらぎや信号の消滅が起こることが問題となる。このような問題に対して、最近では、ファイバ干渉計の一部にファラデー回転ミラーを使用することが提案されている。このファラデー回転ミラーは、光ファイバ中の複屈折により発生する偏波状態の変動を抑制し、任意の入力偏波状態を維持する機能を担う光部品である。
【０００４】
ファラデー回転ミラーは、光ファイバセンサシステムの他、光ファイバ増幅システムにも応用されている。光ファイバ増幅システムでは、一般的にエルビウムをドープした光ファイバ（長さ：数１０〜数１００ｍ）を用いているため、光ファイバ中の複屈折により偏波状態が変化するという問題、さらには長距離光ファイバ通信システムで信号波形劣化をもたらす偏波モード分散という問題があるが、ファラデー回転ミラーを用いることにより、それらが補償されるため、より安定した出力を得ることができる。
【０００５】
このようなファラデー回転ミラー２００は、たとえば図１１に示すように、コア拡大ファイバ２１、ファラデー回転子２２、反射ミラー２３、円筒型磁石２４、光学接着剤２６を用いて構成されている（特許文献１参照）。
【０００６】
コア拡大ファイバ２１は、シングルモードファイバ等と同じ外径であり、コア２１ａとクラッド２１ｂよりなる。コア拡大ファイバ２１は、一般的な光ファイバ（たとえばシングルモードファイバ）を局所的に加熱することによりコア２１ａにドープされたＧｅなどを熱拡散させ、モードフィールド径を拡大させる。一般的に、光ファイバからの放射ビームの発散角はモードフィールド径が大きくなるほど小さくなり、平行光に近づいていく。したがって、モードフィールド径を拡大することにより、反射光をコア拡大ファイバ２１に再結合させることが容易となる。特許文献１ではモードフィールド径を３〜４倍に拡大することで結合効率の低下、すなわち挿入損失の増加を抑制している。
【０００７】
反射ミラー２３は、誘電体多層膜からなり、ファラデー回転子２の一端面に直接形成されている。なお、ファラデー回転ミラー２００において、ファラデー回転子２２は、その反射ミラー２３が形成された面と対向する面が光学接着剤２６を介してコア拡大ファイバ２１に密着させて実装されている。
【０００８】
また、ファラデー回転ミラー２００において、ファラデー回転子２２は楔状に加工されている。さらにコア拡大ファイバ２１の先端面は光軸に対して傾斜するよう研磨加工が成されている。従って、コア拡大ファイバ２１の端面とファラデー回転子２２のファイバ側端面で生じる不要反射がコア拡大ファイバ２１に結合することが抑制されている。
【特許文献１】特開平９−２６５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１１に示したファラデー回転ミラー２００では、ファラデー回転子２２とコア拡大ファイバ２１との間に光学接着剤２６が充填され、この厚さを調整することでファラデー回転ミラー２００の挿入損失を制御している。具体的には、反射ミラー２３はファラデー回転子２２に直接形成されているため、ファラデー回転子２２の配置位置、及び角度を調整することによって反射ミラー２３で反射される光線の光路を調整してコア拡大ファイバ２１への挿入損失を制御している。なお、反射ミラー２３に対し、入射する光線が垂直となる場合、挿入損失値は極小となる。
【００１０】
ここで、ファラデー回転ミラー２００では、コア拡大ファイバ２１とファラデー回転子２２との対向する面を光軸に対して同角度に設定する必要があるが、ファラデー回転子２１は、高精度に角度を形成する研削加工が困難であり、また前述のように反射ミラー２３を入射する光線に対して垂直に配置する必要があることから、コア拡大ファイバ２１とファラデー回転子２２との対向する面の微小な傾斜角度の相違が生じることとなる。さらにファラデー回転子２１がコア拡大ファイバ２１の中心軸に対して回転方向にズレが生じた場合も同様に、傾斜角度の相違が生じる。従って、光学接着剤２６は楔状に成形されることとなる。
【００１１】
ここで、光学接着剤２６は、たとえばＥｐｏ−Ｔｅｋ３５３ＮＤ等の熱硬化性樹脂が用いられており、この光学接着剤２６を硬化させる際、その硬化収縮率が数％と大きい。従って、ファラデー回転ミラー２００の光学調整作業時、光学接着剤２６を硬化させるならば、光学接着剤２６の硬化収縮により、予め光学調整したファラデー回転子２２の角度、すなわち、反射ミラー２３の角度が変化してしまう。この結果、このファラデー回転ミラー２００では、反射ミラー２３の角度変化によって反射ミラー２３からの反射光の光路が変化し、コア拡大ファイバ２１への挿入損失が増える傾向があった。
【００１２】
また、ファラデー回転子２１のファラデー回転角は、その厚みによって制御されるが、ファラデー回転子２１は楔状に成形加工されているため、光線の通過する場所によってファラデー回転角が若干異なる可能性があり、ファラデー回転ミラー２００の順方向光に対して逆方向光の偏波方向を垂直にする機能を十分に発揮することが困難になる場合があった。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑み、一方の端面が光軸に対して傾斜する傾斜面である光ファイバを準備する工程と、前記光ファイバから導出される光が入射される平板形状のファラデー回転子を前記傾斜面に取り付ける工程と、前記ファラデー回転子からの入射光を反射させる反射部材を透光性の熱可塑性樹脂を間に介して前記ファラデー回転子に取り付ける工程と、前記熱可塑性樹脂を加熱して軟化させるとともに、前記反射部材の前記光ファイバに対する距離および前記光軸に対する角度を調整する工程と、前記熱可塑性樹脂を冷却して硬化させることによって、前記反射部材の位置を固定する工程とを備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のファラデー回転ミラーの製造方法は、反射部材の位置変動を抑制することができるため、ファラデー回転ミラーの挿入損失特性の劣化を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
まず、本発明の第一の実施形態を図１にて説明する。ファラデー回転ミラー１００は、シングルモードファイバ１ａ、グレーデッドインデックスファイバ１ｂ、およびコアレスファイバ１ｃからなる光ファイバ１、ファラデー回転子２、反射ミラー３（反射部材に相当）、磁石４、光学接着剤５、スペーサ部材６を含んで構成される。
【００１９】
シングルモードファイバ１ａは、その一端部から入射した光をその他端部から出射すべく、光を導くためのものである。シングルモードファイバ１ａを構成する材料としては、石英ガラス、多成分系ガラスなどが挙げられる。
【００２０】
グレーデッドインデックスファイバ１ｂは、図２（ａ）に示すように、光ファイバ内の屈折率分布を中心から外周部に向かい、段階的、または連続的に低下させていったものであり、これを透過する光線は、図２に示したように周期的に蛇行し（蛇行周期）て透過する。従って、グレーデッドインデックスファイバ１ｂを適当な長さに切断することにより、平行光や集束光に対応することができるレンズとして機能する。
【００２１】
図２（ｂ）では、グレーデッドインデックスファイバ１ｂの長さがサインカーブの１周期分に相当する場合の状態が示されており、この長さを１ピッチと規定する。グレーデッドインデックスファイバ１ｂはレンズ機能を適切に担うべく、ここから出射される光線が集束光となる範囲である０．２５ピッチ乃至０．５ピッチにて、その長さが設定される。また、図２（ｂ）では、グレーデッドインデックスファイバ１ｂの長さ（ＧＩＦ長）とその最適結合距離との関係も示されている。ここで、最適結合距離とは、光ファイバ２からの出射光がグレーデッドインデックスファイバ１ｂにより結像する点、とグレーデッドインデックスファイバ１ｂの端面までの距離のことであり、この結像点に反射ミラー３を配設すると、反射光は光ファイバ２の出射端に結像するため、反射率が最大となる結合を得られる。
【００２２】
グレーデッドインデックスファイバ１ｂの特性としては、図３に示されるように、グレーデッドインデックスファイバ１ｂの長さが長くなるにつれて、最適結合距離は短くなる。ここで、０．２５ピッチの場合は、最適結合距離は理論上無限大となり、一方で、０．５ピッチの場合、最適結合距離は理論上ゼロとなる。この最適結合距離とファラデー回転子２の厚さとの差が小さい（例えば３００μｍ以下の）場合、コアレスファイバ１ｃを省略してもよい。なお、本実施形態における最適結合距離はコアレスファイバ１ｃの長さと、ファラデー回転子２の厚さと、スペーサ部材６の厚さとの総和に実質的に等しい。ただし、ここで言う、ファラデー回転子２の厚さとは物理的な厚さではなく、シングルモードファイバ１ａ、グレーデッドインデックスファイバ１ｂ、コアレスファイバ１ｃ、光学接着剤５、スペーサ部材６と同等な屈折率１．４６に整合させた、光学的長さを示す厚さである。例えば、ビスマス置換ガーネットの場合、屈折率は２．３４であり、光学的な長さは物理的な長さに１．４６／２．３４を掛けた値となる。
【００２３】
ここで、ファラデー回転子２は、たとえばビスマス置換ガーネットで、飽和磁界強度において所定の波長を持つ光の偏光面を４５°回転させる厚みを持つよう設定されている。なお、ファラデー回転子２の一般的な厚みは、これを透過する光の波長が１５５０ｎｍの場合、３５０〜５００μｍである。また、ファラデー回転子２の表面には反射防止膜を施すことが好ましい。これにより、ファラデー回転ミラー１００の挿入損失値は低減され、また、不要反射の発生を抑制することができる。なお、ファラデー回転子２は平行平板であるため、そのファラデー回転角は光線の通過する場所によらず一定の値をとる。したがって、ファラデー回転ミラー１００の順方向光に対して逆方向光の偏波方向を常に垂直とすることが可能となる。
【００２４】
また、コアレスファイバ１ｃの端面は所定の角度で研磨され、ここにファラデー回転子２を接着固定することによって、不要反射がファイバに再結合することを防止している。図４は、コアレスファイバ１ｃの端面の研磨角度に対し、不要反射が光ファイバ１へ再結合する際の結合効率を算出した結果である。ここで示したように、コアレスファイバ端面は２°以上の角度に研磨すれば、結合効率は−１００ｄＢを下回るため、不要反射は十分に抑制されることになる。
【００２５】
磁石４は、ファラデー回転子２に所定の磁界を印加するための部材であり、本実施形態では円筒形である。なお、ファラデー回転子２として自己バイアス型のファラデー回転子２を用いれば磁石４による磁界の印可は必要ない。
【００２６】
反射ミラー３（反射部材）は、入射光を反射させるための部材であり、たとえば表面に誘電体多層膜や反射率の高い金属（アルミニウムなど）を蒸着させたガラス基板や、その表面を鏡面研磨した金属板、誘電体多層膜単体等を用いることができる。ここで、誘電体多層膜の材質としては、たとえば高屈折率材料としてＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｓｉ３Ｎ４、低屈折率材料としてＳｉＯ２が用いられる。そして、誘電体多層膜は、この高屈折率材料で構成された誘電体膜と低屈折率材料で構成された誘電体膜を交互に積層させることにより形成されている。これらの反射ミラー３を用いる場合は、たとえば光学接
着剤を用いてスペーサ部材６先端に接着固定を行う。また、図１０に示すように、スペーサ部材６の一主面を鏡面状に仕上げた上で、この鏡面状態にある主面に誘電体多層膜や反射率の高い金属（アルミニウムなど）を蒸着することにより、スペーサ部材６に直接反射ミラー３を形成してもよい。この場合、ファラデー回転ミラー１００を構成する部材が減るため、より低価格で信頼性の高い製品を供給することが可能となる。
【００２７】
スペーサ部材６は反射ミラー３を支持するものであり、比較的透光性が高い材料（透光性材料）で構成されることが好ましく、特に透光性のある熱可塑性樹脂を材料とすることが好ましい。この透光性材料は、少なくとも使用する光の波長帯（たとえば１５５０ｎｍ）において、光の損失が実質的に問題のない程度（０．０５ｄＢ以下）に低い材料である。この熱可塑性樹脂としては、たとえばポリカーボネートやフッ素樹脂、スチレン系樹脂等が挙げられ、特に屈折率がシングルモードファイバ１ａのコア屈折率と同等のもの、一般的に１．４７程度が好適である。スペーサ部材６は、ファラデー回転子２と反射ミラー３との間に介在され、透光性のある光学接着剤を用いて接着固定される。なお、上述したスペーサ部材６の表面に反射ミラー３が直接形成される場合には、光学接着剤は不要となる。
【００２８】
また、スペーサ部材６は、グレーデッドインデックスファイバ１ｂと反射ミラー３との間の離間距離や、光軸に対する反射ミラー３の傾斜角度を調整する機能を担う部材でもある。スペーサ部材６による調整は、ファラデー回転ミラー１００の挿入損失値を測定しつつ行う。具体的には、まず図６に示すように、光源１５、光サーキュレータ１６、受光器１７、及び調整を行うファラデー回転ミラー１００の接続を行う。この光学系によれば、光源１５からの入射光は光サーキュレータ１６を介して光ファラデー回転ミラー１００に入射され、その反射光は再度光サーキュレータ１６を介して受光器１７で受光される。なお、ファラデー回転ミラー１００のコアレスファイバ１ｃの端部にはファラデー回転子２、スペーサ部材６、および反射ミラー３をあらかじめ光学接着剤５を用いて固定しておく。次に、スペーサ部材６をその軟化点以上に加熱し流動性を持たせた後、反射光強度が最適となるよう、反射ミラー３の位置を適宜変化させる。その後、スペーサ部材６の加熱を中断し、軟化点以下に冷却することで、反射ミラー３の位置を固定する。
【００２９】
このように、光学調整後において、スペーサ部材６は楔状に成形されるため、あらかじめファラデー回転子２へ接着を行う前に楔状に成形加工しておけば、光学調整の工数を削減することが可能となる。また、スペーサ部材６の加熱を熱風等により行うと、光ファイバ１の被覆も同時に加熱されてしまい、変形等の不具合が生じるが、反射ミラー３を加熱し、これを介してスペーサ部材６を加熱することで回避することができる。
【００３０】
また、図５に示したようにスペーサ部材６に直接反射ミラー３を施す場合は、ファラデー回転ミラー１１０のコアレスファイバ１ｃの端面にファラデー回転子２、及びスペーサ部材６のみを光学接着剤５を用いて固定しておく。次に、スペーサ部材６をその軟化点以上に加熱し流動性を持たせた後、鏡面研磨された金属板等をスペーサ部材６に押しつけ、反射光強度が最適となるよう、金属板の位置を適宜変化させる。その後、スペーサ部材６の加熱を中断し、軟化点以下に冷却する。金属板はスペーサ部材６に接着固定されていないためスペーサ部材の冷却後にこれを剥がす事ができ、スペーサ部材６の表面は鏡面状態を得ることができる。その後、鏡面状態にあるスペーサ部材６の表面に誘電体多層膜や反射率の高い金属を蒸着することで反射ミラー３が形成される。
【００３１】
この反射ミラー３は、その反射面が平面状で形成されているのであれば、光が伝播する光ファイバ１の光軸に対して垂直に配置することが必要となる。図７は反射ミラー３の反射面と光軸とのなす角度θとファラデー回転ミラー１００の挿入損失の変化量との関係を示した。この際、反射ミラー３はグレーデッドインデックスファイバ１ｂからの出射光の最適結合距離に配置されていることとし、このときのビームウェストの径は４０μｍであるこことした。図７によれば、反射ミラー３は、角度θが大きくなるに従いファラデー回転ミラー１００の挿入損失量は増加し、０．２°傾斜しただけでも１ｄＢ弱の損失となる。
【００３２】
次に、本発明によるファラデー回転ミラー１００におけるスペーサ部材６、及び従来技術によるファラデー回転ミラー２００における光学接着剤２６の光学調整後に生じる体積変化率を検証する。先ず従来技術によるファラデー回転ミラー２００においては、光学接着剤２６として、硬化収縮率の小さいもの（たとえばエポキシ系樹脂）を選択したとしても、その線形収縮率は１．５％程度になる。この収縮により、反射ミラー２３は配置角度に変化が生じ、ファラデー回転ミラー２００の挿入損失特性が劣化することになる。
【００３３】
一方で、スペーサ部材６の材料としてポリカーボネートを選択した場合、その線膨張係数は７．０×１０−６（１／℃）であり、軟化温度は１３５℃であるから、前述の通りファラデー回転ミラー１００の光学調整を行った後、室温（２５℃）に冷却する場合、温度変化は１１０℃となり、線形収縮率は０．０７７％となる。なお、本発明のファラデー回転ミラー１００では、スペーサ部材６をファラデー回転子２、及び反射ミラー３間に介在させる際に光学接着剤を用いて固定を行うが、ここでの光学接着剤は、ファラデー回転ミラー１００の光学調整作業前に硬化させるため、光学接着剤の硬化収縮は反射ミラー３の配置角度に変化を及ぼさない。
【００３４】
次に、上記収縮が生じた際、反射ミラー３、２３の配置角度の変化量から、ファラデー回転ミラー１００、２００の挿入損失変化量を検証する。
【００３５】
ここで、図１１に示すような従来のファラデー回転ミラー２００に関しては、コア拡大ファイバ２１とファラデー回転子２２間に光学接着剤が介在しているため、コア拡大ファイバ２１の先端面の角度公差、及びファラデー回転子２２の楔角度公差をそれぞれ±１°であるとすると、光学接着剤２５は最大角度２°の楔状に成形されることとなる。
【００３６】
一方で、本発明によるファラデー回転ミラー１００においても、前述の通り、不要反射を抑制するためにコアレスファイバ１ｃの先端を２°で研磨したとすると、スペーサ部材６も２°の楔状に成形されることとなる。
【００３７】
ここで、従来技術によるファラデー回転ミラー２００における光学接着剤２６、及び本発明によるファラデー回転ミラー１００におけるスペーサ部材６を図８に示したような楔形状であるとし、この形状を微小領域ｄＶで分割すると考える。この際、図８で示すように微小領域の体積ｄｖは近似的に、ｄＶ＝ｄｘ・ｄｙ・Ｌ（式１）で表される。これに上記収縮（線形収縮率をα％とする）が生じると、微小体積ｄＶは、ｄＶ＝ｄｘ・ｄｙ・Ｌ・（１−α／１００）３  （式２）で表される。一方、スペーサ部材６は上下をファラデー回転子２と反射ミラー３で保持され、光学接着剤２６は上下をキャピラリ２７とファラデー回転子２２で保持されているため、微小体積の上下面の面積ｄｘ・ｄｙは変化しないと考えられるため、上記収縮によりＬ値は、Ｌ’＝Ｌ・（１−α／１００）３  （式３）のようにＬ’値として近似される。よって、上記収縮により楔角度θがΔθだけ変化したとすると、Δθは、Δθ＝１−（１−α／１００）３  （式４）のように表される。
【００３８】
前述した計算式を鑑みると、楔角度が２°である場合、これが光学接着剤２６であるならば、線形収縮率は１．５％であり、その角度変化は８．９×１０−２°、またスペーサ部材６であるならば線形収縮率は０．０７７％であり、その角度変化は４．６×１０−３°となる。
【００３９】
また、図９には反射ミラー３の配置角度の変化量Δθとファラデー回転ミラー１００の挿入損失変化量との関係を示した。なお、反射ミラー３はグレーデッドインデックスファイバ１ｂからの出射光の最適結合距離に配置されていることとし、このときのビームウェストの径は４０μｍとした。図９に示されるように、ファラデー回転ミラー１００は、反射ミラー３の配置角度変化量が大きくなるにしたがって挿入損失量は増加する。挿入損失の増加量は線形収縮率が１．５％であった場合−０．１４７ｄＢ、線形収縮率が０．０７７％であった場合の角度変化は−４．０×１０−４ｄＢとなる。
【００４０】
このように、ファラデー回転子２と反射ミラー３間に熱可塑性樹脂からなるスペーサ部材６を配置することで、光学調整時に生じるスペーサ部材６の収縮によっても挿入損失は増加することなく、安定した挿入損失値を持つファラデー回転ミラー１００を提供することが可能となる。
【００４１】
また、スペーサ部材６を構成する熱可塑性樹脂の例として前述の通りポリカーボネートが提案されているが、このポリカーボネートは吸水率が一般的な光学接着剤に比較して非常に小さいという点においても優れている。この点において、一般的な光学接着剤としてはエポキシ樹脂やアクリル樹脂が挙げられるが、これらの吸水率は数％程度であるのに対し、ポリカーボネートの吸水率は０．２５％程度である。すなわち、高温高湿の条件下において、スペーサ部材の膨潤による体積変化が少ないため、反射ミラー３の角度変化量、また挿入損失の変化量も小さくすることができる。したがって、ファラデー回転ミラー１は、高温高湿の条件下においても信頼性が高くなる。
【実施例】
【００４２】
以下に本発明の実施例について説明する。
【００４３】
本発明の実施例１に係るファラデー回転ミラー１００として、図１に示したファラデー回転ミラー１００を作製した。具体的な作製方法について、以下に説明する。まず、光の使用波長が１５５０ｎｍのシングルモードファイバ１ａと、比屈折率差１．５％で厚さ約５４０μｍ（０．３５ピッチ）のグレーデッドインデックスファイバ１ｂと、ファイバ長が約６４μｍで、純石英からなるコアレスファイバ１ｃとを、外形調芯しつつ融着接続して、光ファイバ１を作製した。
【００４４】
次に、上記で作製された光ファイバ１をファイバ保持部材１８に挿入し、光学接着剤を用いて固定した。このファイバ保持部材１８はジルコニア製のキャピラリ１０（φ１４００μｍ）をステンレス製スリーブ１１に圧入固定したものであり、光ファイバ１とキャピラリ１０の先端位置が一致するよう固定を行った。次に、コアレスファイバ１ｃ先端をキャピラリ１０ごと加工角度２°にて鏡面研磨した。なお、研磨の際はコアレスファイバ１ｃの長さも変化するため、キャピラリ１０先端の未研磨部分の有無を確認しつつ加工を行い、未研磨部分が無くなった時点で研磨を終了した。この加工によりコアレスファイバ１ｃは２４μｍ研磨され、最終的に長さは４０μｍとなる。
【００４５】
次に、キャピラリ１０先端にファラデー回転子２、スペーサ部材６、及び反射ミラー３を光学接着剤を用いて固定した。このファラデー回転子２は入射光の波長が１５５０ｎｍの場合に該入射光の偏波方向が４５°回転するように、厚さを約３８０μｍ（物理的厚さ：光学的長さは２４０μｍ）に設定するとともにファラデー回転子２の両端面には、反射防止膜としてＡＲコートを施した。
【００４６】
スペーサ部材６は、ポリカーボネート製とし、あらかじめ楔角度を２°として成形加工を行ったものを使用した。このスペーサ部材６をファラデー回転子２に被着して固定する際には、反射ミラー３の搭載面（反射面）が光ファイバ１の光軸に対してほぼ垂直になるよう、キャピラリ１０の研磨方向とスペーサ部材６の傾斜方向を目視にて一致させた。
【００４７】
また、反射ミラー３はＢＫ７からなるガラス平板にＴｉＯ２膜とＳｉＯ２膜とが交互に積層されてなる誘電体多層膜を蒸着して施したものを用い、その誘電体多層膜が施された面に屈折率約１．５からなる光学接着剤が塗布されることを想定し各誘電体膜の膜厚を設定した。
【００４８】
次に、図６に示した光学系にファラデー回転ミラー１００を接続し、反射ミラー３の角度調整を行った。この際、図１０で示すように、反射ミラー３をコレット１９により固定した。コレット１９には貫通孔が設けられており、真空ポンプにより負圧を印可することで、反射ミラー３を保持する。一方で、コレット１９にはヒーター２０が備わり、コレット１９及び反射ミラー３を介してスペーサ部材６を加熱して軟化させる機能を有している。反射ミラー３の角度調整は、図６に示した受光器１７による受光強度が最大となるように、反射ミラー３の角度、位置を調整した後、ヒーター２０を止めスペーサ部材６を軟化温度以下に冷却した。このときコレット１９による反射ミラー３の固定は引き続き行うこととした。その後、リング状磁石４を接着剤にて固定し、ファラデー回転ミラー１００を完成させた。
【００４９】
さらに本発明の実施例２に係るファラデー回転ミラーとして、図１０に示したファラデー回転ミラー１１０を作製した。作製作業に関しては、キャピラリ１０の先端にファラデー回転子２、及びスペーサ部材６を固定する構成、及び光学調整のための光学系までは本発明の実施例一によるものと同一とし、反射ミラー３の角度、位置調整及び固定に関する構成のみ次のように変更した。
【００５０】
先ず、図１０に示すように、コレット１９に端面を鏡面研磨したステンレス板を真空ポンプにより負圧を印可することによって保持し、ヒーター２０によりステンレス板を加熱した。次に、このステンレス板をファラデー回転子２に被着されたスペーサ部材６に押しつけ、スペーサ部材６を加熱して軟化させた後、図６に示した受光器による受光強度が最大となるように、ステンレス板の角度および位置を調整した。その後、ステンレス板をスペーサ部材６に接触させた状態でヒーター２０による加熱を止めてスペーサ部材を軟化温度以下に冷却した。
【００５１】
次に、上記ステンレス板をスペーサ部材６から取り外し、該ステンレス板が取り除かれたスペーサ部材６の表面にＴｉＯ２、及びＳｉＯ２が交互に積層された誘電体多層膜を蒸着して形成した。最後に、リング状磁石４を接着剤にて固定し、ファラデー回転ミラー１１０を完成させた。
【００５２】
このような本発明の実施例１、実施例２に係るファラデー回転ミラー１００、１１０をそれぞれ５個ずつ作製し、それぞれの挿入損失値を比較した。なお、挿入損失値の測定は図６に示す光学系を用いて行った。挿入損失値の測定は、光源１５として波長１５５０ｎｍのものを用い、その出射光を光サーキュレータ１６の第１のポートに入射し、第２のポートを介して、ファラデー回転ミラー１００またはファラデー回転ミラー１１０に入射し、その反射光を再度光サーキュレータ１６の第２のポートに入射し、第３のポートを受光器１７に接続した評価系で行った。また、挿入損失は光サーキュレータ１６の第２のポートにおける出射光と第３のポートからの反射光の比であるが、まず光サーキュレータ１６の第２のポートの出射光を直接受光器に接続して計測した後、第２のポートをファラデー回転ミラー１に接続し、第３のポートからの反射光の光量を受光器１７で計測した。なお、受光器１７で計測した挿入損失から、予め計測したサーキュレータ１６の挿入損失を差し引いた値が真の挿入損失となる。この結果を表１にまとめる。
【表１】
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【００５３】
表１に示したように、本発明の実施例１および実施例２によるファラデー回転ミラー１００、１１０は、挿入損失値が０．５ｄＢ以下と、ともに良好な挿入損失値を得ることが出来た。
【００５４】
次に、本発明の実施例１および実施例２によるファラデー回転ミラー１００、１１０を高温高湿下に一定期間投入し、その前後における挿入損失値の変化量を確認した。なお、試験内容はＴｅｒｃｏｒｄｉａ  ＧＲ−１２２１−ＣＯＲＥに従い、雰囲気条件は温度８５℃、湿度８５％、投入期間を２０００Ｈｒとした。この結果を表２にまとめる。
【表２】
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【００５５】
ここで示すように、本発明の実施例１、実施例２によるファラデー回転ミラーともに挿入損失値の変化量は０．２ｄＢ以内に収まり良好な結果が得られた。特に、本発明の実施例２に関しては変化量が０．１ｄＢ以内と優れた結果が得られているが、これは光学調整後に施した誘電体多層膜によってスペーサ部材６、及び光学接着剤が一括してコーティングされ、その結果耐湿性が向上したものと考えられる。
【００５６】
このように、本発明のファラデー回転ミラーでは、従来構成のファラデー回転ミラーに比較して、より挿入損失値が小さく、また、高温高湿条件下においてもより信頼性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明のファラデー回転ミラーの断面図である。
【図２】グレーデッドインデックスファイバの特性を示すものであり、（ａ）はグレーデッドインデックスファイバの屈折率分布を示す図である。（ｂ）はグレーデッドインデックスファイバ１ｂを透過する光線のイメージ図である。
【図３】グレーデッドインデックスファイバの長さと最適結合距離との関係を示すグラフである。
【図４】コアレスファイバの研磨角度と反射減衰量との関係を示すグラフである。
【図５】本発明の他の実施例によるファラデー回転ミラーの断面図である。
【図６】ファラデー回転ミラーの光学調整を行うための光学系を示す概略図である。
【図７】反射ミラーの配置角度とファラデー回転ミラーの挿入損失値との関係を示すグラフである。
【図８】スペーサ部材の体積変化と楔角度変化との関連を示す模式図である。
【図９】反射ミラーの配置角度変化量とファラデー回転ミラーの挿入損失増加量との関係を示すグラフである。
【図１０】本発明によるファラデー回転ミラーの光学調整方法を示す断面図である。
【図１１】従来のファラデー回転ミラーの断面図である。
【符号の説明】
【００５８】
１００、１１０、２００：ファラデー回転ミラー
１：光ファイバ
１ａ：シングルモードファイバ
１ｂ：グレーテッドインデックスファイバ
１ｃ：コアレスファイバ
２、２２：ファラデー回転子
３、２３：反射ミラー（反射部材）
４、２４：磁石
５、２５：光学接着剤
６：スペーサ部材
１０、２７：キャピラリ
１１：ステンレス製スリーブ
１３：コア拡大ファイバ
２１ａ：コア
２１ｂ：クラッド
１５：光源
１６：サーキュレータ
１７：受光器
１８：ファイバ保持部材
１９：コレット
２０：ヒーター
２１：コア拡大ファイバ
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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