(57)【要約】【課題】磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えていても、小型で、温度上昇が少なく、消費電力の小さい磁気光学光部品を提供することを目的とする。【解決手段】磁気光学光部品１は、ファラデー回転子１８を収容する筐体４と、筐体４内のファラデー回転子１８近傍からコイル部にまで延びる電磁ヨーク部とを有している。コイル部は、コイル４３が巻回されたコイルボビン４２を有している。電磁ヨーク部は、ファラデー回転子１８を挟むように対向配置された一対のヨーク端子３０、３２と、一対のヨーク端子３０、３２を磁気的に接続する接続ヨーク３４とを有している。【選択図】図１
2005148547.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気光学結晶に印加する磁界を変化させて光学特性を変化させる磁気光学光部品であって、
前記磁気光学結晶は筐体に収容されており、
前記磁気光学結晶の近傍に配置され、前記筐体の内側から外側に延びるヨーク端子を有すること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項２】
磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えた磁気光学光部品であって、
前記電磁石はコイルと電磁ヨーク部により構成されており、
前記コイルは前記磁気光学結晶を収容する筐体の外側に配置されており、
前記電磁ヨーク部は前記コイルを貫通するとともに前記磁気光学結晶近傍まで延びていること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項３】
請求項２記載の磁気光学光部品であって、
前記電磁ヨーク部は、
前記磁気光学結晶近傍に配置され、前記筐体の内側から外側に延びる１つ以上のヨーク端子と、
前記ヨーク端子に磁気的に接続されて前記コイルを貫通する接続ヨークと
を有することを特徴とする磁気光学光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えた磁気光学光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
電磁石を備えた磁気光学光部品として磁気光学型可変光アッテネータが知られている。磁気光学型可変光アッテネータは、非相反性磁気光学結晶で形成されたファラデー回転子のファラデー回転角を変化させて光の減衰量を制御する。ファラデー回転角は、磁気光学型可変光アッテネータの電磁石に流す電流量を変化させて磁気光学結晶に印加する磁界の強度を制御して、磁気光学結晶の磁化の強さを変化させることにより制御される。磁気光学型可変光アッテネータは、機械的な可動部がないため信頼性が高いという利点を有している。
【０００３】
磁気光学結晶に印加する磁界を制御する方法は、例えば特許文献１に記載されている。特許文献２は、特許文献１に記載された磁界印加方法を備えた磁気光学型可変光アッテネータの具体的構成を示している。特許文献２に示された磁気光学型可変光アッテネータについて図４を用いて説明する。図４において、筐体２１５の左右に取り付けられた光ファイバ２０１、２０２の間の光路上に、集光用のレンズ２０３、平行平板複屈折結晶としてルチル平行平板２０４、２０５、テーパ状複屈折結晶としてルチル複屈折板２０６、２０７、磁気光学素子としてビスマス置換ガドリニウム鉄ガーネット２０８、水晶１／２波長板２０９、偏波分散補償板としてルチル結晶板２１０がそれぞれ配置されている。ビスマス置換ガドリニウム鉄ガーネット２０８は、永久磁石２１３、２１４によって磁気飽和している。また、この光路に直交する方向に可変磁界を印加するためのヨーク柱２１１が設置され、さらに、その周囲にコイル線が数百ターン巻かれたボビン２１２が配置されている。図４には示されていないが、通常は筐体２１５に電気端子を取り付け、この電気端子に外部から電流を供給し、電流量を変化させることにより磁気光学結晶に印加する磁界を制御することができる。
【０００４】
【特許文献１】特許第２８１５５０９号公報
【特許文献２】特開２００１−９１７４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、図４に示す構成では、筐体２１５の内部にコイルを巻回したコイルボビン２１２が組み込まれているため以下のような問題を生じる。まず第１に、コイルに電流を供給するとコイルが発熱して筐体２１５内の温度が上昇して光学素子の温度が上昇してしまう。このため、使用温度範囲を超えた高温状態での光学素子の特性を保証したり信頼性を保証したりする必要が生じるため光学素子の設計条件が厳しくなってしまう。例えば、コイルに通電することにより生じる筐体２１５内の温度上昇は４０℃以上になる場合もあり、光学素子の使用上限温度が６５℃であったとしても、１００℃以上の温度における素子特性と信頼性とを保証する必要が生じてしまう。
【０００６】
第２には、樹脂材料で形成されたコイルボビン２１２やコイル巻線の被覆部から放出されるアウトガスにより光学素子の表面が汚染されて素子特性が劣化してしまう可能性がある。
【０００７】
第３には、一般に筐体２１５内で占める体積が最も大きいのはコイル及びコイルボビン２１２であり、コイル及びコイルボビン２１２の大きさに合わせて筐体２１５の大きさが大きくなってしまう。また、図４から視覚的にも明らかなように、筐体２１５内に無駄スペースができてしまう。
【０００８】
第４には、電流駆動による消費電力が他方式の光アッテネータと比較して大きいことが挙げられる。これを低減する方策の一つはコイルを大型にして巻き線数を増やすことであるが、筐体２１５がさらに大型化してしまうという問題が生じる。
【０００９】
本発明の目的は、磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えていても、小型で、温度上昇が少なく、消費電力の小さい磁気光学光部品を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的は、磁気光学結晶に印加する磁界を変化させて光学特性を変化させる磁気光学光部品であって、前記磁気光学結晶は筐体に収容されており、前記磁気光学結晶の近傍に配置され、前記筐体の内側から外側に延びるヨーク端子を有することを特徴とする磁気光学光部品によって達成される。
【００１１】
また、上記目的は、磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えた磁気光学光部品であって、前記電磁石はコイルと電磁ヨーク部により構成されており、前記コイルは前記磁気光学結晶を収容する筐体の外側に配置されており、前記電磁ヨーク部は前記コイルを貫通するとともに前記磁気光学結晶近傍まで延びていることを特徴とする磁気光学光部品によって達成される。
【００１２】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記電磁ヨーク部は、前記磁気光学結晶近傍に配置され、前記筐体の内側から外側に延びる１つ以上のヨーク端子と、前記ヨーク端子に磁気的に接続されて前記コイルを貫通する接続ヨークとを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えていても、小型で、温度上昇が少なく、消費電力の小さい磁気光学光部品を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
〔第１の実施の形態〕
本発明の第１の実施の形態による磁気光学光部品について図１を用いて説明する。図１は本実施の形態による磁気光学光部品であって、光路を含む平面で筐体４を切断した状態を示している。本実施の形態による磁気光学光部品１は、特許文献２に記載された磁気光学型可変光アッテネータと同一の光学素子構成を有しているが、コイル及びコイルボビンが筐体４外に配置されている点に特徴を有している。
【００１５】
図１において、直方体状の筐体４の対向する短辺側の両側面にそれぞれ開口部が設けられ、当該開口部に入力側及び出力側の光ファイバ６、８がそれぞれ配置されている。筐体４は非磁性材料で形成されている。光ファイバ６、８端を結ぶ光路上に、光ファイバ６側から順に、集光用レンズ１０、ルチル平行平板１２、テーパ状ルチル複屈折板１４、ファラデー回転子１８、１／２波長板２０、テーパ状ルチル複屈折板２４、ルチル平行平板２６、偏波分散補償板２８が収容配置されている。ファラデー回転子１８を挟んで光路上には永久磁石１６、２２が配置され、永久磁石１６、２２によりファラデー回転子１８は磁気飽和している。
【００１６】
ファラデー回転子１８に可変磁界を印加するための一対のヨーク端子３０、３２は、光路に直交する方向に所定の間隙を介してファラデー回転子１８を挟むように対向配置されている。ヨーク端子３０、３２は、直方体状の筐体４の対向する長辺側の両側面にそれぞれ設けられた開口部を介して筐体４外に延出している。
【００１７】
ヨーク端子３０の筐体４外側の端部は、筐体４から所定距離に配置されたコイル部に向かう接続ヨーク３４の一端部に磁気的に接続されている。コイル部は、中空円筒部を有するコイルボビン４２と、コイルボビン４２の円筒外周部に複数回巻回されたコイル４３とを有している。コイル４３の両端は、電源端子４４、４６にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１８】
接続ヨーク３４はコイルボビン４２の円筒内部を貫通して他端部がヨーク端子３２の筐体４外側の端部と磁気的に接続されている。一対のヨーク端子３０、３２、及び接続ヨーク３４で電磁ヨーク部が構成されている。ヨーク端子３０、３２及び接続ヨーク３４は軟磁性材料で作製されている。具体的には、電磁軟鉄、パーマロイ、珪素鋼、ソフトフェライト等を用いることができる。なお、コイル部と電磁ヨーク部とで電磁石が構成されている。
【００１９】
上記の構成を有する本実施の形態の磁気光学光部品１によれば、光学素子を格納した筐体４内からコイル４３を排除し、さらに、コイル４３を筐体４から遠ざけることが可能となる。これにより、コイル４３の発熱に基づく筐体４内部の温度上昇をなくすことができる。従って、使用温度範囲を超えた高温状態での光学素子の特性を保証したり信頼性を保証したりする必要が生じないので光学素子の設計条件を緩和することができる。
【００２０】
また、筐体４を密閉することにより、コイル４３やコイルボビン４２から排出されるアウトガスが光学素子に到達することも防止できる。これにより、コイルボビン４２やコイル巻線の被覆部の樹脂材料から放出されるアウトガスにより光学素子の表面が汚染されて素子特性が劣化してしまう可能性を確実になくすことができる。
【００２１】
さらに、磁気光学光部品１の構成部材のなかで体積が最も大きいコイル４３及びコイルボビン４２を筐体４外に配置するようにしたので、コイル４３及びコイルボビン４２の体積及びそれらにより生じていた無駄スペースをなくすことができ、筐体４を小型にすることができる。
【００２２】
一方で、コイル４３の大きさや形状は特に制約されないので、電子回路部分の任意の空きスペースにコイル４３を配置することが可能であり、構造の自由度が増すため、コイル４３を大きくしても全体のスペースが大型化するのを防止できる。
【００２３】
また、本構成によれば低消費電力化の観点からも顕著な効果を奏することができる。コイル４３の巻数をＮとしコイル４３に流す電流をＩとすると起磁力はＮＩと表せる。ファラデー回転子１８に印加される磁界は起磁力ＮＩに比例する。一方、電気抵抗Ｒはコイル４３の巻数Ｎに比例する。同じ強さの磁界を発生させる場合にコイル４３に供給すべき電流Ｉはコイル４３の巻数Ｎに反比例するので、消費電力（＝ＲＩ2）も巻数Ｎに反比例する。従って、消費電力は巻数Ｎを増やす程、すなわち大型なコイル４３を用いる程、低減できる。上述のようにコイル４３の大きさや形状は特に制約されないので、コイル４３を大型にして巻き線数を増やすことが可能になるため低消費電力の磁気光学光部品を実現できる。
【００２４】
このように本実施の形態によれば、磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えていても、小型で、温度上昇が少なく、消費電力の小さい磁気光学光部品を実現できる。
【００２５】
〔第２の実施の形態〕
本発明の第２の実施の形態による磁気光学光部品について図２及び図３を用いて説明する。図２は本実施の形態による磁気光学光部品２であって、光路を含む平面で筐体５を切断した状態を示している。本実施の形態による磁気光学光部品２は、磁気光学型可変光アッテネータの光学素子部を構成している。磁気光学光部品２は不図示のコイル部及び接続ヨーク部と組み合わされて使用される。
【００２６】
図２に示すように、磁気光学光部品２は、非磁性材料で形成された例えば円筒形状の筐体５を有している。筐体５の円筒両端にはヨーク端子３６、３８が固定されている。ヨーク端子３６、３８には、光が筐体５を透過可能な開口が形成されている。筐体５内には、両開口を結ぶ光路上にヨーク端子３６側から順に、偏光子５８、ファラデー回転子１９、偏光子（検光子）６０が収容配置されている。これにより、ファラデー回転子１９を挟んで光路上に一対のヨーク端子３６、３８が対向配置され、ヨーク端子３６、３８間のファラデー回転子１９に対し光透過方向に可変磁界を印加できるようになっている。磁界発生機構（不図示）からの印加磁界強度を変化させることによりファラデー回転角を変化させて、偏光子５８の透過光の偏光方位を回転させて偏光子６０での透過光量を変化させて所望の光減衰量が得られるようになっている。
【００２７】
図３は本実施の形態による磁気光学光部品３であって、光路を含む平面で筐体５、５４を切断した状態を示している。本実施の形態による磁気光学光部品３は、図２に示した磁気光学光部品２を可変光アッテネータの光学素子部として備えた点に特徴を有する半導体レーザモジュールである。
【００２８】
図３において、例えば直方体状の筐体５４の一側面に開口が設けられている。筐体５４内には、当該開口に向かう光路上にレーザダイオード（ＬＤ）５６及び集光用レンズ５６がこの順に収容配置されている。
筐体５４の開口に磁気光学光部品２のヨーク端子３６の開口が位置合わせされて、筐体５４に磁気光学光部品２の筐体５が固定されている。磁気光学光部品２のヨーク端子３８の開口には、光ファイバ６を保持したフェルール５０の端部を摺動可能に保持するスライドリング５２の開口が位置合わせされて固定されている。この構成によりＬＤ５６から出射した光は、集光用レンズ１１から光路上の各光学素子を通って光ファイバ９に結合される。
【００２９】
ヨーク端子３６は、筐体５及び筐体５４からそれぞれ所定距離だけ離れて配置されたコイル部に向かう接続ヨーク３５の一端部に磁気的に接続されている。コイル部は、中空円筒部を有するコイルボビン４２と、コイルボビン４２の円筒外周部に複数回巻回したコイル４３とを有している。コイル４３の両端は、不図示の電源端子にそれぞれ電気的に接続されている。
【００３０】
接続ヨーク３５はコイルボビン４２の円筒内部を貫通して他端部がヨーク端子３８に磁気的に接続されている。一対のヨーク端子３６、３８、及び接続ヨーク３５で電磁ヨーク部が構成されている。ヨーク端子３６、３８及び接続ヨーク３５は軟磁性材料で作製されている。具体的には、電磁軟鉄、パーマロイ、珪素鋼、ソフトフェライト等を用いることができる。なお、コイル部と電磁ヨーク部とで電磁石が構成されている。
【００３１】
上記の構成を有する本実施の形態の磁気光学光部品２、３によれば、光学素子を格納した筐体５、５４内からコイル４３を排除し、さらに、コイル４３を筐体５、５４から遠ざけることが可能となる。これにより、コイル４３の発熱に基づく筐体５、５４内部の温度上昇をなくすことができる。従って、使用温度範囲を超えた高温状態での光学素子やＬＤの特性を保証したり信頼性を保証したりする必要が生じないので光学素子やＬＤの設計条件を緩和することができる。
【００３２】
また、筐体５、５４を密閉することにより、コイル４３やコイルボビン４２から排出されるアウトガスが光学素子やＬＤに到達することも防止できる。これにより、コイルボビン４２やコイル巻線の被覆部の樹脂材料から放出されるアウトガスにより光学素子やＬＤの表面が汚染されて素子特性が劣化してしまう可能性を確実になくすことができる。
【００３３】
さらに、磁気光学光部品２、３の構成部材のなかで体積が最も大きいコイル４３及びコイルボビン４２を筐体５、５４外に配置するようにしたので、コイル４３及びコイルボビン４２の体積及びそれらにより生じていた無駄スペースをなくすことができ、筐体５、５４を小型にすることができる。
【００３４】
一方で、コイル４３の大きさや形状は特に制約されないので、電子回路部分の任意の空きスペースにコイル４３を配置することが可能であり、構造の自由度が増すため、コイル４３を大きくしても全体のスペースが大型化するのを防止できる。
【００３５】
また、本構成によれば低消費電力化の観点からも第１の実施の形態と同様の顕著な効果を奏することができる。このように本実施の形態によれば、磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えていても、小型で、温度上昇が少なく、消費電力の小さい磁気光学光部品を実現できる。
【００３６】
また、本実施の形態によれば、ＬＤ５６を収容する筐体５４の外側に磁気光学光部品２を配置するようにしているので、筐体５４あるいはその内部に磁性材料を用いることも可能である。なお、筐体５４及びその収容部材が非磁性材料で形成されている場合には、磁気光学光部品２を筐体５４内に収容してももちろんよい。また、その場合には筐体５を用いなくてもよい。なお、図示はしていないが、磁気光学光部品２のファラデー回転子１９の磁気光学結晶の磁区構造を制御するための永久磁石を筐体５内部に配置してもよい。
【００３７】
このように、本実施の形態によれば、半導体レーザモジュールに磁気光学光部品を組み込んで容易に一体化できるとともに、ＬＤへも大きな影響を与えるコイルの発熱の問題、ＬＤへ影響の大きいアウトガスの問題も解消できる。
【００３８】
本発明は上記実施の形態に限らず種々の変形が可能である。
例えば、上記実施の形態では、磁気光学光部品１として磁気光学型可変光アッテネータを例にとって説明したが、本発明はこれに限られない。磁気光学結晶に印加する磁界を変化させる電磁石を備えた磁気光学光部品一般に適用可能であり、例えば、光スイッチに本発明を適用することも可能である。
【００３９】
また、上記第１および第２の実施の形態では、筐体４、５４は直方体形状をしているが、本発明はこれに限られない。例えば、筐体４、５４が円筒形状や球形状あるいは楕円体形状に形成されていてももちろんよい。同様に、上記第２の実施の形態では、筐体５は円筒形状をしているが、本発明はこれに限られない。例えば、筐体５が直方体形状や球形状あるいは楕円体形状に形成されていてももちろんよい。
【００４０】
また、上記第１の実施の形態では、接続ヨーク３４はコイルボビン４１を貫通する一体構造に作製しているが、本発明はこれに限られない。例えば、コイルボビン４１を貫通するコア部と、コア部両端とヨーク端子３０、３２とをそれぞれ磁気的に接続する接続用ヨーク部とに分割して作製してももちろんよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の第１の実施の形態による磁気光学光部品（可変光アッテネータ）の構成を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態による磁気光学光部品（可変光アッテネータ用光学素子部）の構成を示す図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態による磁気光学光部品（半導体レーザモジュール）の構成を示す図である。
【図４】従来の磁気光学光部品の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４２】
１、２、３  磁気光学光部品
４、５、５４  筐体
６、８、９  光ファイバ
１０、１１  集光用レンズ
１２、２６  ルチル平行平板
１４、２４  テーパ状ルチル複屈折板
１６、２２  永久磁石
１８、１９  ファラデー回転子
２０  １／２波長板
２８  偏波分散補償板
３０、３２、３６、３８  ヨーク端子
３４、３５  接続ヨーク
４２  コイルボビン
４３  コイル
４４、４６  電源端子
５０  フェルール
５２  スライドリング
５６  ＬＤ
５８、６０  偏光子
【図１】
2005148547.tif 000003
【図２】
2005148547.tif 000004
【図３】
2005148547.tif 000005
【図４】
2005148547.tif 000006