(57)【要約】【課題】本発明は、光通信、光計測等で用いられ、光アイソレータや光サーキュレータ等に使用できる磁気光学光部品及びそれを用いた埋込型光部品に関し、漏れ磁界を低減して優れた光学特性を有する磁気光学光部品及びそれを用いた埋込型光部品を提供することにある。【解決手段】磁気光学光部品１は、ファラデー回転子３ａと、ファラデー回転子３ａの光入射出面に配置された偏光素子３ｂ、３ｃとを備えた磁気光学素子３と、光入射出面にほぼ直交する方向の磁界を磁気光学素子３に印加する永久磁石５とを有している。さらに、磁気光学光部品１は、永久磁石５の近傍に配置され、磁性材料で形成されたヨーク７を有している。埋込型光部品１３は、光導波路部９と、光導波路部９に形成された溝１１に挿入された磁気光学光部品１とを有している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
非相反光学素子と、前記非相反光学素子の光入射出面の少なくとも一方に配置された偏光素子とを備えた磁気光学素子と、
前記光入射出面にほぼ直交する方向の磁界を前記非相反光学素子に印加する磁界印加手段と、
前記磁界印加手段の近傍に配置され、磁性材料で形成されたヨークと
を有することを特徴とする磁気光学光部品。
【請求項２】
請求項１記載の磁気光学光部品であって、
前記磁界印加手段は、前記光入射出面に平行な面内で前記磁気光学素子を挟んでいること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の磁気光学光部品であって、
前記ヨークは、前記光入射出面にほぼ直交する平面を有していること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項４】
請求項３記載の磁気光学光部品であって、
前記ヨークは、前記光入射出面と前記平面の双方にほぼ直交する平面をさらに有していること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項に記載の磁気光学光部品であって、
前記ヨークは、前記光入射出面にほぼ平行な平面を有していること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の磁気光学光部品であって、
前記ヨークは、前記磁界印加手段の表面に固定されていること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の磁気光学光部品であって、
前記磁界印加手段は、前記磁気光学素子と一体的に貼り合わされていること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項８】
非相反光学素子と、前記非相反光学素子の光入射出面の少なくとも一方に配置された偏光素子とを備えた磁気光学素子と、
前記磁気光学素子と一体的に貼り合わされて、前記光入射出面にほぼ直交する方向の磁界を前記非相反光学素子に印加する磁界印加手段と
を有することを特徴とする磁気光学光部品。
【請求項９】
請求項８記載の磁気光学光部品であって、
前記磁界印加手段は、前記光入射出面に平行な面内で前記磁気光学素子を挟んでいること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載の磁気光学光部品であって、
前記偏光素子は、複屈折素子であること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項１１】
請求項１０記載の磁気光学光部品であって、
前記磁気光学素子は、前記偏光素子が光学軸を交互に直交させて前記光入射出面内方向に隣接配置された複数の前記複屈折素子を有する複合光学素子であること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の磁気光学光部品であって、
前記磁界印加手段は、永久磁石であること
を特徴とする磁気光学光部品。
【請求項１３】
光導波路部又は光ファイバ部の光軸方向に対して横断する方向に形成された溝部と、
前記溝部に挿入された請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の磁気光学光部品と
を有することを特徴とする埋込型光部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信、光計測等で用いられ、光アイソレータや光サーキュレータ等に使用できる磁気光学光部品及びそれを用いた埋込型光部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
光通信等で利用されている埋込型光部品は、基板又はフェルール等に保持された光導波路又は光ファイバを有している。さらに埋込型光部品には、光ファイバ又は光導波路を横切る溝がスライサ等で形成され、この溝に種々の光学機能を奏する光学素子や複合光学素子が挿入されて固定されている。またさらに、埋込型光部品は当該光学素子等に磁界を印加する永久磁石を有している。埋込型光部品の光入射出面には光ファイバが接続され、光の入射出が行われる。
【０００３】
埋込型光部品は、ＹＡＧ（Ｙｔｔｒｉｕｍ  Ａｌｕｍｉｎｕｍ  Ｇａｒｎｅｔ）レーザ溶接等で光ファイバやレンズを固定するバルク型の光部品に比べて大幅な小型化が可能である。さらに、複数本の光導波路等を有する多チャンネル集積アレイ型の埋込型光部品では、１チャンネル当たりの製造コストを大幅に低減することが可能になる。
【０００４】
ところで、埋込型光部品に用いられる永久磁石は、光導波路等の溝に挿入された光学素子（非相反偏光回転素子）が磁気飽和する磁界を一様に印加できなければならない。バルク型の光部品は小型円筒磁石の中に配置され局所的な磁界が印加される。ところが、埋込型光部品では非相反偏光回転素子が溝に挿入されて一体化された形状を有しているため、小型円筒磁石の中に配置し難く、非相反偏光回転素子に局所的な磁界を印加し難いという問題がある。
【特許文献１】特開平７−３６００２号公報
【特許文献２】特開平７−２３４３８１号公報
【特許文献３】特開平９−４９９８９号公報
【特許文献４】特開平１１−２４０２１号公報
【特許文献５】特開２０００−１３４００６号公報
【特許文献６】特開２００３−１０７４０５号公報
【特許文献７】特開２００１−２８１５９８号公報
【特許文献８】特開平１１−２７２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１には、埋込型光部品に用いられる磁気光学素子に磁界を印加する磁気回路が開示されている。図１１は、従来の埋込型光部品３１を基板３９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示している。図１１に示すように、埋込型光部品３１は、基板３９ａ上に下部クラッド３９ｂ、コア３９ｃ及び上部クラッド３９ｄがこの順に形成された光導波路部３９を有している。光導波路部３９には、コア３９ｃの光軸をほぼ直交して横切る溝４１が形成されている。さらに、埋込型光部品３１は非相反光学特性を備えた磁気光学素子３３を有している。磁気光学素子３３は、非磁性基板３３ｂ上に磁性膜３３ａを結晶成長させて形成されている。磁気光学素子３３は磁性膜３３ａ側を溝４１に挿入して光導波路部３９に配置されている。
埋込型光部品３１は、光の進行方向と同一方向の磁界Ｈを磁気光学素子３３に印加する永久磁石３５を有している。永久磁石３５は、磁気光学素子３３の非磁性基板３３ｂの光入射出面側を覆うように配置され、例えば光入射面側がＮ極に着磁され光射出面側がＳ極に着磁されている。
【０００６】
溝４１の磁気光学素子３３には、永久磁石３５の凹部近傍で生じる磁界Ｈが印加される。しかしながら、この構成は、非磁性基板３３ｂが凹部内に存在するために永久磁石３５を磁性膜３３ａに隣接配置できない。従って、永久磁石３５の凹部内側で生じる一様で強力な磁界Ｈが効果的に磁性膜３３ａに印加されないという問題を有している。
【０００７】
また、永久磁石３５で生じる磁界Ｈは埋込型光部品３１の周囲にも漏れ出している。従って、埋込型光部品３１近傍に無用な磁性体が存在すると、磁気光学素子３３に印加される磁界Ｈが変化してしまう。このため、飽和磁界以上で且つ一様な強度分布の磁界Ｈを磁気光学素子３３に印加できなくなり、磁気光学素子３３の光学特性が低下してしまう可能性を有している。
【０００８】
図示は省略するが、特許文献２では、埋込型光部品の磁気光学素子に磁界を印加する別の磁気回路が開示されている。埋込型光部品には、磁気光学素子を覆うように円筒形状の永久磁石が組み付けられている。埋込型光部品を永久磁石の中に挿入するには、直径の大きな永久磁石を使用する必要がある。このため、光導波路部や磁気光学素子を小型化できても、埋込型光部品全体としては大型化してしまい、光導波路部や磁気光学素子が小型化できるという利点が失われてしまう。
【０００９】
本発明の目的は、漏れ磁界を低減して優れた光学特性を有する磁気光学光部品及びそれを用いた埋込型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、非相反光学素子と、前記非相反光学素子の光入射出面の少なくとも一方に配置された偏光素子とを備えた磁気光学素子と、前記光入射出面にほぼ直交する方向の磁界を前記非相反光学素子に印加する磁界印加手段と、前記磁界印加手段の近傍に配置され、磁性材料で形成されたヨークと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】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記磁界印加手段は、前記光入射出面に平行な面内で前記磁気光学素子を挟んでいることを特徴とする。
【００１２】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記ヨークは、前記光入射出面にほぼ直交する平面を有していることを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記ヨークは、前記光入射出面と前記平面の双方にほぼ直交する平面をさらに有していることを特徴とする。
【００１４】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記ヨークは、前記光入射出面にほぼ平行な平面を有していることを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記ヨークは、前記磁界印加手段の表面に固定されていることを特徴とする。
【００１６】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記磁界印加手段は、前記磁気光学素子と一体的に貼り合わされていることを特徴とする。
【００１７】
また、上記目的は、非相反光学素子と、前記非相反光学素子の光入射出面の少なくとも一方に配置された偏光素子とを備えた磁気光学素子と、前記磁気光学素子と一体的に貼り合わされて、前記光入射出面にほぼ直交する方向の磁界を前記非相反光学素子に印加する磁界印加手段と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。
【００１８】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記磁界印加手段は、前記光入射出面に平行な面内で前記磁気光学素子を挟んでいることを特徴とする。
【００１９】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記偏光素子は、複屈折素子であることを特徴とする。
【００２０】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記磁気光学素子は、前記偏光素子が光学軸を交互に直交させて前記光入射出面内方向に隣接配置された複数の前記複屈折素子を有する複合光学素子であることを特徴とする。
【００２１】
上記本発明の磁気光学光部品であって、前記磁界印加手段は、永久磁石であることを特徴とする。
【００２２】
また、上記目的は、光導波路部又は光ファイバ部の光軸方向に対して横断する方向に形成された溝部と、前記溝部に挿入された上記本発明の磁気光学光部品とを有することを特徴とする埋込型光部品によって達成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、漏れ磁界を低減して優れた光学特性を有する磁気光学光部品及びそれを用いた埋込型光部品を実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
〔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及びそれを用いた埋込型光部品について図１乃至図５を用いて説明する。まず、本実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の概略の構成を図１及び図２を用いて説明する。図１は、磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の概略構成を示す斜視図である。埋込型光部品１３は、石英系ガラス基板９ａ上に、下部クラッド９ｂ、コア９ｃ及び上部クラッド９ｄがこの順に形成された光導波路部９を有している。光導波路部９には、コア９ｃの光軸をほぼ直交して横切る溝１１が形成されている。さらに、埋込型光部品１３は磁気光学光部品１を有している。磁気光学光部品１は非相反光学特性を有する磁気光学素子３と、磁気光学素子３に磁界Ｈを印加する逆凹形状の永久磁石（磁界印加手段）５と、永久磁石５に隣接配置されたヨーク７とを有している。磁気光学素子３は、ファラデー回転子（非相反光学素子）３ａと、ファラデー回転子３ａの光入射出面にそれぞれ配置された偏光素子３ｂ、３ｃを有している。また、ヨーク７は磁性材料で形成され、永久磁石５を介して光導波路部９に対向して配置されている。
【００２５】
図２は、基板９ａ面に直交する面内であって、磁気光学光部品１近傍を示している。図２（ａ）は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）の仮想直線Ａ−Ａで切断した断面を示している。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、磁気光学素子３は下側半分を溝１１に挿入して、光導波路部９に例えば紫外光（ＵＶ光）硬化型の接着剤（不図示）で接着されて固定されている。
【００２６】
光導波路部９のコア９ｃの光入射出面の寸法は８μｍ×８μｍである。また、コア９ｃと下部クラッド９ｂ及び上部クラッド９ｄとの比屈折率差は０．３％になるように調整されている。溝１１は、ダイシングソーを用いて５００μｍの幅に形成されている。
【００２７】
溝１１内において磁気光学素子３は、光導波路部９の光射出面側（図２（ａ）の左側）から光導波路部９の光入射面側（図２（ａ）の右側）に向って偏光素子３ｂ、ファラデー回転子３ａ及び偏光素子３ｃの順に配置されている。
【００２８】
ファラデー回転子３ａは、膜厚が約４００μｍのビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜で形成されている。また、ファラデー回転子３ａの飽和磁界は９５ｋＡ／ｍである。偏光素子３ｂと偏光素子３ｃとの光透過軸を４５°傾けて、偏光素子３ｂはファラデー回転子３ａの光入射面側に、偏光素子３ｃはファラデー回転子３ａの光射出面側に光学接着剤で接着されて固定されている。
【００２９】
永久磁石５は、残留磁束密度が１０ｋＧのサマリウムコバルト磁石で形成されている。永久磁石５の外形寸法は光入射出面に平行な面内の横の長さが６ｍｍであり、縦の長さが４ｍｍであり、厚さ（光の進行方向の長さ）が２ｍｍである。また、永久磁石５は光入射出面に平行な面内で逆凹形状を有しており、磁気光学素子３を上側と左右側の三方から挟むように構成されている。永久磁石５は光の進行方向と同一方向の磁界Ｈを磁気光学素子３に印加できるように、例えば磁気光学素子３の光入射面側の表面がＮ極に着磁され、光射出面側の表面がＳ極に着磁されている。
【００３０】
ヨーク７は磁性体の例えばＳＵＳ４３０で形成されている。ヨーク７は長方形の平板形状を有し、永久磁石５の横の長さ及び厚さより長くなるように形成されている。ヨーク７の平面が磁気光学素子３の光入射出面にほぼ直交するように、ヨーク７は永久磁石５の上部に接着剤で接着されて固定されている。ヨーク７は永久磁石５で生じる磁界Ｈの磁路の一部になる。
【００３１】
次に、埋込型光部品１３の動作について説明する。光導波路部９を透過した光のうち、偏光素子３ｂの光透過軸と同方向の偏光方位を有する光は偏光素子３ｂを透過してファラデー回転子３ａに入射する。ファラデー回転子３ａに入射した光は、偏光面が例えば光の進行方向に見て時計回りに４５°回転させられてファラデー回転子３ａを射出して偏光素子３ｃに入射する。偏光素子３ｃの光透過軸は、偏光素子３ｂの光透過軸に対して光の進行方向に見て時計回りに４５°の角度になるように配置されているため、ファラデー回転子３ａを射出した光は偏光素子３ｃを透過して光導波路部９に入射する。
【００３２】
偏光素子３ｃ側から光が入射した場合は、偏光素子３ｃの光透過軸と同方向の偏光方位を有する光は偏光素子３ｃを透過してファラデー回転子３ａに入射する。ファラデー回転子３ａに入射した光は、ファラデー回転子３ａの非相反性により偏光面が光の進行方向に見て反時計回りに４５°回転されてファラデー回転子３ａを射出して偏光素子３ｂに入射する。ところが、偏光素子３ｂに入射した光の進行方向に見ると偏光素子３ｂの光透過軸は入射光の偏光方位に対して９０°の角度になるため偏光素子３ｃ側から入射した光は偏光素子３ｂで殆ど吸収される。偏光素子３ｂ、３ｃを用いる場合は偏波（偏光）依存型の光アイソレータとなるが、水晶やルチル等の複屈折素子を平行平板状あるいはくさび形状に加工した偏光素子を用いることにより偏波無依存型の光アイソレータを構成することももちろん可能である。
【００３３】
ところで、ファラデー回転子３ａを透過する光の偏光面を４５°回転させるには、ファラデー回転子３ａに飽和磁界以上の磁界Ｈを一様に印加する必要がある。本実施の形態では、磁気光学素子３の上側及び左右側に永久磁石５を近接配置しているので、光の透過方向にほぼ平行な方向の磁界Ｈを磁気光学素子３に一様に印加することができる。これにより、本実施の形態による磁気光学光部品１は、光アイソレータとして２０ｄＢ以上の良好な減衰特性を得ることができる。
【００３４】
また、永久磁石５により埋込型光部品１３上方に生じる磁界Ｈの大部分はヨーク７中を通るため、埋込型光部品１３上方の漏れ磁界を十分に抑制できる。例えば、ヨーク７を配置しないと永久磁石５から５ｍｍ離れた位置での磁界Ｈの強さは２７０Ｇである。これに対して、ヨーク７を配置すると同位置での磁界Ｈの強さは８４Ｇとなり、埋込型光部品１３周囲の無駄な磁界を約７０％低減できる。
【００３５】
以上説明したように本実施の形態では、永久磁石５の寸法が６ｍｍ×４ｍｍ×２ｍｍと小型でも磁気光学素子３に一様な磁界Ｈを効率よく印加することができるので、磁気光学光部品１は優れた光学特性を得ることができる。従って、小型で光学特性の優れた埋込型光部品１３を実現できる。また、埋込型光部品１３周囲の漏れ磁界を十分低減できる。このため、無用な磁性体等が埋込型光部品１３の近傍に配置されたとしても、磁気光学素子３に印加すべき磁界Ｈの変化を抑制できるため、磁気光学光部品１の所望の光学特性を維持できる。また、永久磁石５により生じる埋込型光部品１３周囲の無用な磁界を低減できるため、例えば光軸合わせ装置等に対し永久磁石５の磁界による影響を十分に低減することができる。
【００３６】
次に、本実施の形態の第１の変形例について図３を用いて説明する。上記実施の形態の磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３では、ヨーク７が永久磁石５上部のみに配置されている。これに対し、本変形例では、ヨーク７及び光入射出面の双方にほぼ直交する平面を有するヨークをさらに備えている点に特徴を有している。図３は、基板９ａ面に直交する面内であって、本変形例の磁気光学光部品１近傍を示している。図３（ａ）は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）の仮想直線Ｂ−Ｂで切断した断面を示している。図１及び図２に示した上記実施の形態の磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３７】
図３（ｂ）に示すように、ヨーク１５は永久磁石５を覆うように形成され、光入射面にほぼ直交する平面（永久磁石５上部表面）と、当該平面及び光入射出面の双方にほぼ直交する平面（永久磁石５の左右側面）とを有している。ヨーク１５は永久磁石５表面に接着剤で接着されて固定されている。
【００３８】
本変形例では、ヨーク１５の存在により、永久磁石５の漏れ磁界をさらに減少させることができるので、永久磁石５がより小型になっても磁気光学素子３に一様な磁界Ｈを効率よく印加できるようになる。このため、良好な光学特性を備えた磁気光学光部品１を実現でき、また、小型で光学特性の優れた埋込型光部品１３を実現できる。さらに、無用な磁性体等が埋込型光部品１３の近傍に存在しても、磁気光学素子３に十分な強度で一様な磁界Ｈを印加できるようになる。また、永久磁石５により生じる埋込型光部品１３周囲の無用な磁界を低減できるため、例えば光軸合わせ装置等に対し永久磁石５の磁界による影響を確実に低減できるようになる。
【００３９】
次に、本実施の形態の第２の変形例について図４を用いて説明する。上記実施の形態の磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３では、ヨーク７が永久磁石５上部のみに配置されている。これに対し、本変形例では、光入射出面にほぼ平行な平面を有する２つのヨークを偏光素子３ｂ、３ｃの両側に備えている点に特徴を有している。図４は、基板９ａ面に直交する面内であって、本変形例の磁気光学光部品１近傍を示している。図４（ａ）は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）の仮想直線Ｃ−Ｃで切断した断面を示している。図１及び図２に示した上記実施の形態の磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の構成要素と同一の作用・機能を奏する構成要素には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００４０】
図４（ａ）、（ｂ）に示すように、２つのヨーク１７はそれぞれ光入射出面に平行な平面（永久磁石５の凹字形状の面との対向面）に配置されている。２つのヨーク１７は永久磁石５の凹部をほぼ塞ぐことができる平板形状に形成され、永久磁石５表面に接着剤で接着されて固定されている。
【００４１】
本変形例によれば、永久磁石５が小型になっても磁気光学素子３の光入射出面に直交する一様な磁界Ｈをさらに効率よく印加できるようになる。このため、上記実施の形態及びその変形例と同様の効果が得られるだけでなく、さらに、極めて優れた光学特性を備えた磁気光学光部品１を実現でき、また、光学特性に極めて優れた小型の埋込型光部品１３を実現できる。
【００４２】
ところで、磁気光学素子３の全体が光導波路部９に埋め込まれている場合には、２つのヨーク１７で磁気光学素子３を挟み込むことはできないが、図４（ｂ）に示すように永久磁石５が磁気光学素子３を側方から挟み込むように配置されているので、磁気光学素子３の光入射出面に直交する一様な磁界Ｈを効率よく印加できる。
【００４３】
次に、本実施の形態の第３乃至第５の変形例について図５を用いて説明する。第３乃至第５の変形例に示す磁気光学光部品１は第２の変形例に係る磁気光学光部品をさらに変形した例である。図５は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した磁気光学光部品１近傍の断面を示す図である。図５（ａ）は、第３の変形例を示しており、磁気光学光部品１は、ヨーク７、１７に代えて、ヨーク１７のみを備えている点に特徴を有している。
【００４４】
図５（ｂ）は、第４の変形例を示しており、磁気光学光部品１は、ヨーク７とヨーク１７とを一体化したヨーク１９を備えている点に特徴を有している。
【００４５】
図５（ｃ）は、第５の変形例を示しており、磁気光学光部品１は、平板形状のヨーク１７に代えて、磁束を集中させるために、光導波路部９近傍が磁気光学素子３側に折れ曲がり、さらに先端形状が尖っているヨーク２１を備えている点に特徴を有している。
【００４６】
これらの変形例によっても、永久磁石５を小型にしても磁気光学素子３の光入射出面に直交する一様な磁界Ｈを効率よく印加できるようになる。このため、第２の変形例と同様の効果が得られ、極めて優れた光学特性を備えた磁気光学光部品１を実現でき、また、光学特性に極めて優れた小型の埋込型光部品１３を実現できる。
【００４７】
〔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及びそれを用いた埋込型光部品について図６乃至図１０を用いて説明する。まず、本実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の概略の構成を図６を用いて説明する。図６は、磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の概略構成を示す斜視図である。図６において物体の隠れ線を破線で示しているが煩雑さを避けるために一部の隠れ線は省略している。埋込型光部品１３は、石英系ガラス基板９ａ上に、下部クラッド９ｂ、コア９ｃ及び上部クラッド９ｄがこの順に形成された光導波路部９を有している。光導波路部９には、コア９ｃの光軸をほぼ直交して横切り、例えば石英系ガラス基板９ａ表面が露出する深さを有する溝１１が形成されている。なお、この溝１１は石英系ガラス基板９ａに到達する深さでも良い。埋込型光部品１３は溝１１に挿入された磁気光学光部品１を有している。
【００４８】
図７は、図６に示した埋込型光部品１３から磁気光学光部品１だけを取り出して示した斜視図である。磁気光学光部品１は、非相反光学特性を有する磁気光学素子３と、磁気光学素子３と一体的に貼り合わされて、磁気光学素子３の光入射出面にほぼ直交する方向の磁界Ｈを磁気光学素子３に印加する逆凹形状の永久磁石（磁界印加手段）５とを有している。磁気光学素子３は、ファラデー回転子３ａと、ファラデー回転子３ａの光入射出面にそれぞれ配置された偏光素子３ｂ、３ｃを有している。
【００４９】
永久磁石５は、残留磁束密度が１０ｋＧのサマリウムコバルト磁石で形成されている。永久磁石５の外形寸法は、例えば、光入射出面に平行な面内の横の長さ（幅ｗ１）が２ｍｍであり、縦の長さ（高さｈ１）が１．５ｍｍであり、光の進行方向の長さ（厚さｔ）は５００μｍ弱になっている。永久磁石５は光入射出面に平行な面内で逆凹形状を有しており、磁気光学素子３を上側と左右側の三方から挟むようにして光学接着剤により磁気光学素子３と貼り合わされている。永久磁石５は光の進行方向と同一方向の磁界Ｈを磁気光学素子３に印加できるように、例えば磁気光学素子３の光入射面側の表面がＮ極に着磁され、光射出面側の表面がＳ極に着磁されている。永久磁石５は、磁気光学素子３と貼り合わせると全体として直方体になるように、磁気光学素子３の寸法に合わせて凹部寸法が決められている。本例では、凹部高さｈ２及び幅ｗ２はそれぞれ約１ｍｍに形成されている。
【００５０】
図８は、磁気光学素子３の構成例を示している。図８（ａ）は、第１の実施の形態と同一の例を示している。ファラデー回転子３ａは、膜厚が約４００μｍのビスマス置換希土類鉄ガーネット単結晶膜で形成されている。また、ファラデー回転子３ａの飽和磁界は９５ｋＡ／ｍである。偏光素子３ｂと偏光素子３ｃとの光透過軸を４５°傾けて、偏光素子３ｂはファラデー回転子３ａの光入射面側に、偏光素子３ｃはファラデー回転子３ａの光射出面側に光学接着剤で接着されて固定されている。磁気光学素子３が外観は直方体形状になっている。
【００５１】
図８（ｂ）は、磁気光学素子３が複合光学素子である例を示している。図８（ｂ）に示す磁気光学素子３は、ファラデー回転子３ａの光入射出面の一方に光学接着剤で接着された２つの複屈折素子３ｄ、３ｅと、光入射出面の他方に光学接着剤で接着された２つの複屈折素子３ｆ、３ｇとを有する直方体形状をしている。２つの複屈折素子３ｄ、３ｅは、光学軸（図中矢印で示している）を直交させて光学接着剤で貼り合わされ、光入射出面内方向に隣接配置されている。光ビームは２つの複屈折素子３ｄ、３ｅの接合領域の両側にほぼ２分割されて入射するようになっている。２つの複屈折素子３ｆ、３ｇは、光軸方向にみて光学軸の向きが複屈折素子３ｄ、３ｅの光学軸にそれぞれ直交するように設定されている他は、複屈折素子３ｄ、３ｅと同様の構成を有している。図８（ｂ）に示す複合光学素子も、永久磁石５と一体的に貼り合わせて例えば光アイソレータ等の磁気光学光部品１として埋込型光部品１３に用いることができる。
【００５２】
これらの偏光素子の光進行方向の厚さは、所望の光学特性により決定されるが、概ね数十μｍ程度に形成されている。従って、これら偏光素子を厚さ約４００μｍのファラデー回転子３ａと貼り合わせると磁気光学素子３の総厚は５００μｍ弱になる。また、光入射出面は例えば１ｍｍ角の正方形状に形成されている。これにより、永久磁石５の凹部に磁気光学素子３を挿入して光学接着剤で貼り合わせると、磁気光学光部品１は幅ｗ１＝２ｍｍ、高さｈ１＝１．５ｍｍ、厚さｔ＝５００μｍ弱の直方体形状になる。
【００５３】
図９は、基板９ａ面に直交する面内であって、磁気光学光部品１近傍を示している。図９（ａ）は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した切断端面の概略を示し、図９（ｂ）は、図９（ａ）の仮想直線Ａ−Ａで切断した断面の概略を示している。図９（ａ）、（ｂ）に示すように、磁気光学光部品１は磁気光学素子３側を溝１１に挿入して、光導波路部９に例えば紫外光（ＵＶ光）硬化型の接着剤（不図示）で接着されて固定されている。
【００５４】
光導波路部９のコア９ｃの光入射出面の寸法は例えば８μｍ×８μｍである。また、コア９ｃと下部クラッド９ｂ及び上部クラッド９ｄとの比屈折率差は０．３％になるように調整されている。溝１１は、ダイシングソーを用いて５００μｍ強の幅に形成されている。光導波路部９の光射出面側（図９（ａ）の左側）から光導波路部９の光入射面側（図９（ａ）の右側）に向って偏光素子３ｂ、ファラデー回転子３ａ及び偏光素子３ｃの順に配置されている。図９では図８（ａ）に示した磁気光学素子３を例示しているが、図８（ｂ）に示す複合光学素子の磁気光学素子３を用いることももちろん可能である。
【００５５】
本実施の形態による埋込型光部品１３の動作は、第１の実施の形態のそれと同様なのでその説明は省略する。本実施の形態によれば、磁気光学素子３の上側及び左右側に永久磁石５が近接配置されているので、光の透過方向にほぼ平行な方向の磁界Ｈを磁気光学素子３に一様に印加することができる。これにより、本実施の形態による磁気光学光部品１は、光アイソレータとして２０ｄＢ以上の良好な減衰特性を得ることができる。
【００５６】
以上説明したように本実施の形態では、永久磁石５の寸法が２ｍｍ×１．５ｍｍ×５００μｍと小型であり、且つ磁気光学素子３に一様な磁界Ｈを効率よく印加できるので、磁気光学光部品１は優れた光学特性が得られる。従って、小型で光学特性の優れた埋込型光部品１３を実現できる。
【００５７】
また、本実施の形態による磁気光学光部品１は、予め磁気光学素子３と永久磁石５とが一体化されているため、製造段階において、光導波路部９に設けられた溝１１に磁気光学光部品１を挿入して接着固定する取り付け動作が容易である。このため、製造歩留を向上させることができ、埋込型光部品１３の低コスト化を実現できる。
【００５８】
図１０は本実施の形態の変形例を示す斜視図である。図１０に示す埋込型光部品１３は、石英系ガラス基板９ａ上の下部クラッド９ｂ上に４本のコア９ｃ１〜９ｃ４が形成された４ポート光導波路構造を有している。光導波路部９には、４本のコア９ｃ１〜９ｃ４の光軸をほぼ直交して横切り、例えば石英系ガラス基板９ａ表面が露出する深さを有する溝１１が形成されている。溝１１に挿入された磁気光学光部品１は、例えば図８（ｂ）に示した磁気光学素子３が各コア９ｃ１〜９ｃ４に対して１つずつ配置されている。図１０は、光学軸を交互に直交させて光入射出面内方向に隣接配置された複数の複屈折素子３ｄ１、３ｅ１、３ｄ２、３ｅ２、３ｄ３、３ｅ３、３ｄ４、３ｅ４を示している。
【００５９】
永久磁石５は光入射出面に平行な面内で逆凹形状を有しており、一列に並んだ４つの複合光学素子の磁気光学素子３を上側と左右側の三方から挟むようにして光学接着剤で貼り合わされている。永久磁石５の磁界印加動作は上記実施の形態と同様である。磁気光学光部品１は、永久磁石５と４つの複合光学素子の磁気光学素子３とを貼り合わせて全体として直方体状に形成されている。
【００６０】
本変形例においても、小型の永久磁石５で磁気光学素子３に一様な磁界Ｈを効率よく印加でき、且つ磁気光学光部品１を全体として小型にできる。従って、小型で光学特性の優れた埋込型光部品１３を実現できる。また本変形例においても、溝１１に磁気光学光部品１を挿入して接着固定する取り付け動作が容易であり、製造歩留を向上させて埋込型光部品１３の低コスト化を実現できる。
【００６１】
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。
上記実施の形態では、埋込型光部品１３は光導波路部９を有しているが、本発明はこれに限られない。例えば、埋込型光部品１３は、光導波路部９に代えてフェルール等に埋め込まれた光ファイバ部を有していてもよい。この場合、光ファイバ部の光軸をほぼ直交して横切る溝を形成し、当該溝に磁気光学素子３を挿入するとともに、上記実施の形態の永久磁石５と、ヨーク７、１５、１７のいずれかあるいはそれらの組合せとを用いることにより上記実施の形態あるいはその変形例と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
また、上記第１の実施の形態では、ヨーク７、１５、１７はＳＵＳ４３０で形成されているが、本発明はこれに限られない。ヨーク７、１５、１７は磁性体であればよく、例えば、一般的な鉄合金の他、酸化物磁性材料等でもよい。珪素鋼板、磁性ステンレス、軟鉄、パーマロイ、ニクロム等は製造が容易であり低価格であるため、ヨーク７、１５、１７の材料として最適である。
【００６３】
また、上記第１の実施の形態では、ヨーク７、１５、１７は長方形の平板形状等に形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、永久磁石５とヨーク７、１５、１７とで磁路が形成されれば、ヨーク７、１５、１７の形状は円形の平板形状、又はそれらを組み合わせた形状等であってもよい。また、ヨーク７、１５、１７と永久磁石５とは接着せずに微小空間を隔てて近接配置するようにしてももちろんよい。
【００６４】
また、上記第１及び第２の実施の形態では、溝１１はコア９ｃの光軸にほぼ直交して形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、溝１１はコア９ｃの光軸に所定の角度を有するように形成されていてもよい。こうすることにより、磁気光学素子３の光入射面で反射した光がコア９ｃに結合することを防止できる。
【００６５】
また、上記第１の実施の形態では、光導波路部９には１本のコア９ｃが形成されているが、本発明はこれに限られない。例えば、複数のコアを有する光導波路アレイであっても、同様の効果を奏する。
【００６６】
上記第２の実施の形態では、ヨーク７を用いない場合を例にとって説明したが、本発明はこれに限られない。第１の実施の形態及びその複数の変形例によるヨーク７、１５、１７、１９、２１のいずれかを磁気光学素子３と一体的に形成された第２の実施の形態による永久磁石５の近傍に配置してももちろんよい。また、永久磁石５の一部表面高さを下げて空いた領域にヨークを配置するようにしてももちろんよい。その場合には、直方体の外形を維持して容易に導波路部９の溝部１１に磁気光学光部品１を接着することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の第１の実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の概略構成を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３であって、磁気光学光部品１近傍を示す図である。図２（ａ）は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示し、図２（ｂ）は、図２（ａ）の仮想直線Ａ−Ａで切断した断面を示している。
【図３】本発明の第１の実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の第１の変形例であって、磁気光学光部品１近傍を示す図である。図３（ａ）は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示し、図３（ｂ）は、図３（ａ）の仮想直線Ｂ−Ｂで切断した断面を示している。
【図４】本発明の第１の実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の第２の変形例であって、磁気光学光部品１近傍を示す図である。図４（ａ）は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）の仮想直線Ｃ−Ｃで切断した断面を示している。
【図５】本発明の第１の実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の第３乃至第５の変形例であって、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した磁気光学光部品１近傍の断面を示す図である。図５（ａ）は、第３の変形例を示し、図５（ｂ）は、第４の変形例を示し、図５（ｃ）は、第５の変形例を示している。
【図６】本発明の第２の実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の概略構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態による磁気光学光部品１の概略構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態による磁気光学素子３の概略構成を示す斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３であって、磁気光学光部品１近傍を示す図である。図９（ａ）は、基板９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示し、図９（ｂ）は、図９（ａ）の仮想直線Ａ−Ａで切断した断面を示している。
【図１０】本発明の第２の実施の形態の変形例による磁気光学光部品１及びそれを用いた埋込型光部品１３の概略構成を示す斜視図である。
【図１１】従来の埋込型光部品３１を基板３９ａ面に垂直で光軸に沿う方向に切断した断面を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１  磁気光学光部品
３、３３  磁気光学素子
３ａ  ファラデー回転子
３ｂ、３ｃ  偏光素子
５、３５  永久磁石
７、１５、１７、１９、２１  ヨーク
９、３９  光導波路部
９ａ、３９ａ  基板
９ｂ、３９ｂ  下部クラッド
９ｃ、３９ｃ  コア
９ｄ、３９ｄ  上部クラッド
１１、４１  溝
１３、３１  埋込型光部品
３３ａ  磁性膜
３３ｂ  非磁性基板
【図１】
2005128472.tif 000003
【図２】
2005128472.tif 000004
【図３】
2005128472.tif 000005
【図４】
2005128472.tif 000006
【図５】
2005128472.tif 000007
【図６】
2005128472.tif 000008
【図７】
2005128472.tif 000009
【図８】
2005128472.tif 000010
【図９】
2005128472.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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