(57)【要約】【課題】偏光子の光吸収が大きくても、入射光の強度が大きい条件下で使用する場合に、偏光子の温度上昇を抑えて特性の劣化や長期安定性が損なわれることなく、小型軽量の短波長高パワー用光アイソレータを実現する。【解決手段】ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置し、偏光子を、光信号透過性で熱伝導率が40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定するように短波長高パワー用光アイソレータを構成する。【選択図】  図２
2005037753.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置してなる短波長高パワー用光アイソレータにおいて、
偏光子が、光信号透過性で熱伝導率40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定されることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータ。
【請求項２】
ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置してなる短波長高パワー用光アイソレータにおいて、
偏光子が、光信号透過性で熱伝導率が40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定されると共に、第１の伝熱材の少なくとも一部がマグネット又はケースに固定されて成ることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータ。
【請求項３】
ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置してなる短波長高パワー用光アイソレータにおいて、
偏光子が、光信号透過性で熱伝導率が40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定されると共に、第１の伝熱材が固定された偏光子が偏光子ホルダに固定されることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータ。
【請求項４】
ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置してなる短波長高パワー用光アイソレータにおいて、
偏光子が、光信号透過性で熱伝導率40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定され、更に、偏光子の光信号透過部分以外の面で第２の伝熱材が第１の伝熱材に固定されることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータ。
【請求項５】
前記第１の伝熱材がサファイヤで形成されると共に、前記偏光子の光軸と前記サファイヤのＣ軸とが一致されて、前記偏光子と前記第１の伝熱材とが固定されることを特徴とする請求項１乃至４記載の何れかに記載の短波長高パワー用光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、短波長で高パワーの光信号が入射した時に、光吸収による偏光子の温度上昇を抑えることが可能な光アイソレータに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光アイソレータは、一方向への光信号の通過を許容し、逆方向からの光信号の通過を阻止する機能を持つ非可逆光デバイスであり、例えば半導体レーザを光源とする光通信システムにおいて光信号が反射によって光源側に戻ることを防止するために用いられている。一般に光通信で用いられる近赤外波長（1.31μｍ又は1.55μｍ）用の光アイソレータで使用されている偏光子としては、ある種の溶液をセル内に入れて構成された偏光子や、プラスチックに着色剤を混入し着色イオンを利用する偏光子、又は基板上に誘電体薄膜を多数積層し多層薄膜の干渉を利用する偏光子、複屈折性の大きな結晶で構成されたグラントムソンプリズムに代表される偏光プリズム、ブリュースター条件を利用して偏光成分を分離するPBS（偏光ビームスプリッター）、或いは、高分子材料を一定方向に配向させ一方向の偏光成分を吸収する偏光フィルム等が一般的に知られている。
【０００３】
ところが、例えば上記着色イオンを利用した偏光子は、波長依存性が大きいため、波長毎に最適な波長特性を有するものを選択しなければならなかった。また、屈折率の大きな結晶で構成された偏光子は、波長依存性は小さいものの、加工が困難で素子寸法に制限があり小型化し難いなど、これまで小型でしかも波長特性に優れた偏光子は無かった。
【０００４】
このような偏光子に対して、最近では、光通信用デバイスとして偏光ガラスが使用されている。これは例えば透明なガラスを媒体とし、この媒体中に銀粒子を一定方向に揃えて分散させ光学異方性を持たせた構造としたものである（例えば、特許文献１参照。）。このような光学異方性を有する偏光子に光信号が入射されると、ある特定の振動方向を有する光信号のみ透過し、それ以外の振動方向を有する光信号は光吸収される。このような原理に基づき、振動方向が一定な偏光を有する光信号を出射する偏光ガラスが偏光子として実用化されている。
【特許文献１】特公平０２−４０６１９号（第４−１２頁、第１図）
【０００５】
ところで最近、上記のような近赤外波長の光信号を増幅する技術として、光ファイバ増幅器が注目されている。その場合、例えば1.31μｍ帯の光信号に対しては1.017μｍ帯励起による光ファイバ増幅器が用いられ、又、1.55μｍ帯の光信号に対しては0.98μｍ帯励起による光ファイバ増幅器が用いられるが、このためには、0.98μｍ帯及び1.017μｍ帯用といった1.00μｍ（1000ｎｍ）付近の光アイソレータが必要となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このような比較的短波長領域の光信号が前記偏光ガラスから成る偏光子に入射されると、前述の通り前記偏光ガラスは殆どの振動方向の光信号を光吸収するため、光信号透過部分に光吸収による熱（以下、吸収熱と云う）が発生する。そして、光吸収可能な光量を超えた光信号が入射されると、光信号透過部分で過大な吸収熱が発生して偏光ガラスの温度が上昇して熱的負荷の許容範囲を越えてしまい、偏光ガラスの形状が変形したり、光学特性が劣化したり、破損を来したりなどして使用不能となり、偏光子の寿命が短くなるなど長期信頼性の点で問題が生じていた。
【０００７】
特に、1.00μｍ付近の短波長領域の光信号が有するパワーは１Ｗ以上と高パワーであるため、偏光ガラスが光吸収する光量も大きくなり、偏光ガラスに過大な吸収熱が発生し易かった。
【０００８】
そのため、従来の近赤外波長の信号光に用いる光アイソレータの構造を、そのまま短波長高パワー用光アイソレータには採用できなかった。また光計測用などでも高パワー用の光アイソレータが求められることがあるが、従来の光アイソレータの構造では対応できない。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、入射光の光量が大きい条件下で使用する場合に、偏光子の光吸収が大きくても、偏光子の温度上昇を抑えて光学特性の劣化や長期信頼性が損なわれることの無い短波長高パワー用光アイソレータを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記各課題を解決するために、本発明の請求項１記載の短波長高パワー用光アイソレータは、ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置してなる短波長高パワー用光アイソレータにおいて、偏光子が、光信号透過性で熱伝導率40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定されることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータとしている。
【００１１】
更に請求項２記載の短波長高パワー用光アイソレータは、ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置してなる短波長高パワー用光アイソレータにおいて、偏光子が、光信号透過性で熱伝導率が40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定されると共に、第１の伝熱材の少なくとも一部がマグネット又はケースに固定されて成ることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータとしている。
【００１２】
更に請求項３記載の短波長高パワー用光アイソレータは、ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置してなる短波長高パワー用光アイソレータにおいて、偏光子が、光信号透過性で熱伝導率が40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定されると共に、第１の伝熱材が固定された偏光子が偏光子ホルダに固定されることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータとしている。
【００１３】
更に請求項４記載の短波長高パワー用光アイソレータは、ファラデー回転子の近傍にマグネットを配置すると共に、ファラデー回転子の両側に少なくとも２枚の偏光子を配置してなる短波長高パワー用光アイソレータにおいて、偏光子が、光信号透過性で熱伝導率40W/m・K以上の材料から成る第１の伝熱材に固定され、更に、偏光子の光信号透過部分以外の面で第２の伝熱材が第１の伝熱材に固定されることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータとしている。
【００１４】
更に請求項５記載の短波長高パワー用光アイソレータは、前記第１の伝熱材がサファイヤで形成されると共に、前記偏光子の光軸と前記サファイヤのＣ軸とが一致されて、前記偏光子と前記第１の伝熱材とが固定されることを特徴とする短波長高パワー用光アイソレータとしている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の短波長高パワー用光アイソレータに依れば、入射光が短波長で高パワーである条件下で使用する場合に偏光子の光吸収が大きくても、偏光子の温度上昇を抑えることが可能になる。従って、偏光子の光学特性の劣化（消光比の劣化）を防止でき、耐パワー性を向上して長期信頼性も確保できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
＜第１の実施形態＞
以下、本発明に係る短波長高パワー用光アイソレータ（以下、単に光アイソレータと云う）の第１の実施形態について、図１及び図２を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の光アイソレータの一例を示す正面図であり、図２は図１の光アイソレータのｘ−ｘ断面図である。
【００１７】
図１及び図２の光アイソレータ１において、２は円筒形のマグネットであり、マグネット２の筒穴内にファラデー回転子３が第１の伝熱材12及び第２の伝熱材４によって取り付けられる。これによりファラデー回転子３の近傍にマグネット２が配置される。マグネット２には、例えばサマリウムコバルト（Sm-Co）系マグネットやネオジ（Nd-Fe-B）系マグネット、フェライトマグネットなどを用いることができるが、特にSm-Co系マグネットは高い磁気特性が得られるため小型化に適しており、又、温度安定性及び対酸化性に優れているので最適である。
【００１８】
ファラデー回転子３はLPE法により作製したBi置換希土類鉄ガーネット等の単結晶等が用いられ、光信号入射方向に飽和磁場が印加されている場合に、入射された光信号の偏光方向を光軸回りに正確に45度回転させるために、光信号の進行方向（図２の矢印Ｉ）に対して所定の厚さを有するように構成されている。
【００１９】
５及び６は平板状のガラス板から成る偏光子であり、ガラス板に銀粒子等の誘電体粒子を内包するタイプや、ガラス板上に誘電体を積層させるタイプ等である。２枚の偏光子５、６は光軸８（図２参照）方向において、ファラデー回転子３の前後両側に配置される。どちらの偏光子５、６もある特定の振動方向を有する光信号のみ透過し、それ以外の振動方向を有する光信号は光吸収・遮断する作用を有していて、例えばコーニング社製「商品名ポーラコア」などを用いることができる。偏光子６の光信号透過部分における偏光透過方向は、偏光子５の偏光透過方向に対して相対的に約45度、ファラデー回転子３の回転方向に異なるように形成される（以下、必要に応じて偏光子５、６及びファラデー回転子３を各光学素子と総称する）。
【００２０】
偏光子５、６の前後両面には、それぞれ第１の伝熱材12、12が固定される。各光学素子と４枚の第１の伝熱材12は、光軸８方向から見た時に同一な正方形状となるように形成される。更に、光軸８方向において偏光子５の後面及び偏光子６の前面に固定された第１の伝熱材12、12が、ファラデー回転子３の前後両面に固定される。これら各光学素子と４個の第１の伝熱材12とは光学接着剤を介して固定される。光学接着剤は半田材や低融点ガラス等に比べ、接着時の温度を100度以下の低温に設定することが可能なので、各光学素子に応力歪みが発生する可能性を皆無にすることができる。更に、偏光子５及びその前後両面に固定された２枚の第１の伝熱材12、12とは、第２の伝熱材４の穴4aに挿入され、光学接着剤により固定される。
【００２１】
第１の伝熱材12は、光信号透過性で且つ40W/m・K以上の熱伝導率を有する材料で形成されたものであり、具体的な材料としてはサファイヤやダイヤモンド等が最適である。第１の伝熱材12がサファイヤで形成される場合は、各光学素子の光軸８とサファイヤのＣ軸とを一致させながら、偏光子５、６に第１の伝熱材12、12を固定する。
【００２２】
一方、第２の伝熱材４は金属等の熱伝導率の高い材料で形成されたものであり、その中心部には、各光学素子及び第１の伝熱材12の外形形状（正方形状）と一致する形状に形成された穴4aが設けられている。この穴4a内に、相互に固定され一体化された各光学素子と第１の伝熱材12とが挿入、固定される。これにより、第２の伝熱材４は、偏光子５、６の光信号透過面5a、6aにおける光信号透過部分以外の面で、第１の伝熱材12、12に固定される。第２の伝熱材４の材料の一例としては、銅タングステン合金（W-20Cu）が挙げられる。
【００２３】
更に、第２の伝熱材４、４は、マグネット２又はケース11に固定される。ケース11は有底円筒形状を成し、底部には光信号通過用の孔部11aが形成される。更に、ケース11の内部に各光学素子と第１の伝熱材12、12との一体ユニット、第２の伝熱材４及びマグネット２を収納することにより、光アイソレータ１全体の強度が確保される。ケース11の材料としては銅、又は銀などが最適である。
【００２４】
以上のように形成された光アイソレータ１に、短波長で高パワーを有する光信号が入射されると、光信号は第１の伝熱材12、偏光子５、第１の伝熱材12、ファラデー回転子３、第１の伝熱材12、偏光子６、及び第１の伝熱材12の順に透過して行く。前記の通り、第１の伝熱材12がサファイヤの場合はそのＣ軸と光軸８とを一致させているため、第１の伝熱材12内部での光信号の複屈折が防止される。この際、あらゆる方向の振動方向を有する光信号は、光信号入射側に位置する偏光子５を透過すると、ある特定の振動方向の光信号のみ透過され、それ以外の振動方向を有する殆どの光信号は光吸収される。偏光子５
は光信号透過部分で光吸収により発熱を起こす。光信号透過部分で発生した熱は、光信号透過部分から広がるように偏光子５内部を伝導して行き、前後両面に固定された第１の伝熱材12、12へと伝わって行く。第１の伝熱材12、12に伝わった熱は、更に第２の伝熱材４を経由してケース11及びマグネット２へと伝導する。このようにして、光吸収により発生した熱は、ケース11やマグネット２等の光アイソレータ構成部品へ放熱されるため、偏光子５の放熱効率が向上し、温度上昇が抑えられる。
【００２５】
なお、光信号出射側に配置される偏光子６に入射される光信号は、前段の偏光子５によって殆ど光吸収されているため、偏光子６に入射されても殆ど光吸収されず、光吸収による吸収熱も殆ど発生しない。従って、吸収熱が小さい分、偏光子６を第２の伝熱材４に固定せず、その前後両側に第１の伝熱材12、12を固定し偏光子６で生じた熱を第１の伝熱材12、12の表面から放熱させるだけで、十分な放熱作用を供することが可能になる。
【００２６】
本実施形態では、偏光子５、６の前後両面に第１の伝熱材12、12を設けたので、光吸収により光信号透過部分で発生した熱を２枚の第１の伝熱材12、12に分散して伝導・拡散することができる。従って、効率良く偏光子５、６を放熱して速やかに温度上昇を抑えることが可能である。
【００２７】
なお、本実施形態はその技術的思想に基づいて種々変更可能であり、例えば図３に示すように、偏光子５の前面に固定した第１の伝熱材12の一部である片面をケース11に光学接着剤にて固定して、各光学素子と４個の第１の伝熱材12との一体ユニットをケース11内部に収納も良いし、図４に示すように偏光子５、６の片面に固定された第１の伝熱材12、12の一部である側面をマグネット２の筒穴内周面に接触させ、第１の伝熱材12、12とマグネット２とを相互に光学接着剤で固定しても良い。
【００２８】
＜第２の実施形態＞
以下、本発明に係る光アイソレータの第２の実施形態について、図５及び図６を参照しながら詳細に説明する。図５は本発明の第２の実施形態の光アイソレータの一例を示す正面図であり、図６は図５の光アイソレータのｙ−ｙ断面図である。なお、第１の実施形態で説明した光アイソレータ１と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略もしくは簡略化して記述する。
【００２９】
図５及び図６の光アイソレータ13において、マグネット２の筒穴内にファラデー回転子３が金属板14を介して取り付けられる。これによりファラデー回転子３の近傍にマグネット２が配置される。更に、２枚の偏光子５、６が光軸８（図６参照）方向において、ファラデー回転子３の前後両側に配置される。
【００３０】
２枚の偏光子５、６のうち、光信号入射側に配置される偏光子５には第１の伝熱材12が固定される。第１の伝熱材12がサファイヤで形成される場合は、偏光子５の光軸とサファイヤのＣ軸とを一致させながら、偏光子５に第１の伝熱材12を固定する。このように第１の伝熱材12が固定された偏光子５が偏光子ホルダ７に固定される。偏光子５の光信号透過部分5bと相対する偏光子ホルダ７の箇所には、光信号透過部分5bの形状に沿うように孔が設けられ、この孔と光信号透過部分5bとを位置合わせしながら、第１の伝熱材12の固定面と他方の面で、偏光子５は偏光子ホルダ７に固定される。偏光子ホルダ７は、その熱膨張係数が偏光子５の熱膨張係数（約6.5×10-6／℃）と近似の材料を用いることが望ましく、具体的な材料としてはFe-Ni-Co合金（商品名コバール、熱膨張係数：約5.0×10-6／℃）等が最適である。偏光子５と偏光子ホルダ７とは半田材や低融点ガラスなどと云った無機接合材によって固定される。無機材を使用することにより、有機接合材のような温度や湿度の厳しい使用環境における耐久性の劣化や接合材の収縮の発生、及びアウトガスの発生を防止することが可能になる。偏光子５と偏光子ホルダ７とは互いの熱膨張係数が近似なので、半田材等の高温融点接合材を使用しても偏光子５に応力歪みが発生する可能性を抑えることができる。
【００３１】
他方、偏光子６はTi等から成るスペーサ９を挟んでファラデー回転子３に無機接合材によって固定される。スペーサ９を、ファラデー回転子３と偏光子６の各熱膨張係数の中間の値を有する材料に選定することにより、無機接合材の溶融固化時に各光学素子に発生する応力歪みを低減させることが可能になる。
【００３２】
光アイソレータ13の外側には、Fe等の強磁性体から成るリング状のヨーク10が設けられる。ヨーク10は偏光子５、６及びファラデー回転子３の光信号透過部分に該当する個所に穴部を有する。このようなヨーク10を設けることにより、マグネット２から発生する磁束をヨーク10の穴部付近に集中させることが可能になり、ファラデー回転子３への磁束印加効率を向上させることが可能となる。又、11は光アイソレータ13全体の強度を確保するためのケースである。
【００３３】
以上のように構成された光アイソレータ13に、短波長で高パワーを有する光信号が入射されると、光信号は第１の伝熱材12、偏光子５、ファラデー回転子３、偏光子６の順に透過して行く。前記の通り、第１の伝熱材12がサファイヤの場合はそのＣ軸と偏光子５の光軸とを一致させているため、第１の伝熱材12内部での光信号の複屈折が防止される。入射の際、偏光子５は光信号透過部分5bで光吸収により発熱を起こす。光信号透過部分5bで発生した熱は、光信号透過部分5bから広がるように偏光子５内部を伝導して行き、第１の伝熱材12及び偏光子ホルダ７へと伝わって行く。第１の伝熱材12に伝わった熱はその表面から放熱される。
【００３４】
一方、偏光子ホルダ７に伝わった熱の一部は、更に金属板14を経由してマグネット２へと伝導する。このようにして、光吸収により発生する熱は、偏光子ホルダ７やマグネット２等の光アイソレータ構成部品へ放熱される。以上のように、光信号入射側の偏光子５で光吸収により発生した熱は第１の伝熱材12及びその他の光アイソレータ構成部品によって放熱されるため、偏光子５の放熱効率が向上し、温度上昇が抑えられる。
【００３５】
なお、光信号出射側の偏光子６における吸収熱は、第１の実施形態でも説明したように殆ど発生しないため、特に第１の伝熱材12や偏光子ホルダ７等に固定しなくても良いが、光アイソレータ13に入射する光信号の周波数に応じて設けても良い。
【００３６】
なお、本実施形態はその技術的思想に基づいて種々変更可能であり、例えば図７に示すように、偏光子５に固定した第１の伝熱材12の片面を偏光子ホルダ７に固定しても良い。
【００３７】
＜第３の実施形態＞
次に、本発明に係る光アイソレータの第３の実施形態について、図８〜図１１を参照しながら詳細に説明する。図８は第３の実施形態の光アイソレータの一例を示す概略斜視図であり、図９は図８の光アイソレータを形成する取付基板の一例を示す概略斜視図であり、図１０は図８を矢印Ｕ方向から見たときの光アイソレータの平面図であり、図１１は図８の光アイソレータに使用される第２の伝熱材の概念斜視図である。なお、前記各実施形態で説明した光アイソレータ１又は13と同一箇所には同一番号を付し、重複する説明は省略もしくは簡略化して記述する。
【００３８】
各光学素子及びマグネット２、２の各部品が載置、固定される取付基板15は、図９に示すように第１の伝熱材12と基板17の２枚の平板状の基板が固定、一体化されることによって構成されるものである。まず、第１の伝熱材12の片面12bに半田固定が可能なように金属膜層を成膜させ、更に基板17の少なくとも片面17aにも同様に半田固定用の金属膜層を成膜させる。そして、第１の伝熱材12と基板17のどちらか一方若しくは両方の前記金属膜層の上に、スパッタリング法により半田層を成膜させる。次に、前記片面12bと前記片面17aとを面接触させ、その面接触している一部分を局所的に加熱することにより、両片面12b、17aの金属膜層間に介在している半田層が溶融し、第１の伝熱材12と基板17とが部分的に接合固定され、一体化された取付基板15が形成される。
【００３９】
第１の伝熱材12と基板17との固定は、光学素子を第１の伝熱材12上に固定する前に行われる。仮に第１の伝熱材12に光学素子を固定した後に、光学素子と第１の伝熱材12から成る光学素子ユニットを基板17に固定すると、光学素子ユニットを基板17の片面17a上に配置・固定させる際に、僅かに位置ズレが生じてしまい、光アイソレータ18全体として所望の光学特性を得ることが困難になるためである。
【００４０】
第１の伝熱材12と基板17との半田固定面を局所的に加熱させる手段としては、Nd：YAGレーザによるスポット溶接が最適である。なお、このようにNd：YAGレーザのスポット溶接を行った場合には、溶接後に発生するスポット溶接痕16を、光アイソレータ18の光軸８方向における順方向（図８の矢印Ｉ方向）或いは逆方向を示すマーキングとしても利用することが可能である。
【００４１】
次に、第１の伝熱材12の面上に各光学素子がそれぞれの１辺を基準にして配置される。２枚の偏光子５、６が光軸８方向において、ファラデー回転子３の前後両側に配置される。各光学素子と第１の伝熱材12との固定は光学接着剤によって行われる。固定の際、図１０に示すように各光学素子を光軸８の垂直方向に対して所定の傾き角θを有するように第１の伝熱材12上に配置、固定する。傾き角θを有するように斜めに光学素子が配置されることによって、各光学素子の光信号透過面で反射した光信号が半導体レーザ光源に戻ることを防止できる。
【００４２】
偏光子５、６とファラデー回転子３との間隙には第２の伝熱材４が介在される。図１１に示すように第２の伝熱材４には光信号通過用の開口部4aが設けられる。又、前記傾き角θを設けたために、光信号が各光学素子の光入出射面で屈折を起こし、各光学素子の入射・出射側で光軸ずれが発生する。従って、その光軸ずれ量Ｓに対応して開口部4aの中心点Ocを第２の伝熱材４の寸法上の中心点4cからずらすことにより、光信号の透過面積を開口部4aの全面積に亘って確保することが可能となる。第２の伝熱材４と各光学素子及び第１の伝熱材12との固定も光学接着剤によって行われる。第２の伝熱材４と各光学素子を固定する時は、前記開口部を各光学素子の光信号透過部分に一致させ、第２の伝熱材４が偏光子５、６及びファラデー回転子３の光信号透過部分以外の面で固定されるようにする。光アイソレータ18の構造に最適な第２の伝熱材４の材料としては銅が挙げられる。
【００４３】
次に、直方体状のマグネット２、２の一面に湿式法により金属膜層を成膜させると共に、その金属膜層上に更に半田層を成膜させ、その後、基板17の面上にマグネット２、２を配置し、電気炉内で前記半田層を溶融させて基板17にマグネット２、２を固定、一体化させる。一体化後にマグネット２、２を光軸８方向と平行に着磁して、光アイソレータ18を得る。このようにして、ファラデー回転子３の近傍にマグネット２が配置される。
【００４４】
基板17を構成する材料としては、塑性材料であるステンレス鋼SUS430（磁性材料、レーザ溶接性良）を使用することが望ましい。SUS430は非磁性材料ではないものの磁場の影響を受けにくく、又、光学素子と非常に近似値の熱膨張係数を有すると共に、マグネット２、２の熱膨張係数（サマリウムコバルト系：約13×10-6／℃）に近い熱膨張係数を有し、更にレーザ溶接性に優れることから基板17に適切である。又、比較的熱膨張係数が大きい塑性材料のステンレス鋼SUS304（非磁性材料、レーザ溶接性良、熱膨張係数：約16×10-6／℃）もマグネット２、２の熱膨張係数に近いため使用することができる。又、低い熱膨張係数を有する材料で上記ステンレス鋼以外の塑性材料として、タングステン鋼や銅タングステン合金（例えばW-20Cu）なども好適である。タングステンを主成分とする合金は、タングステン鋼と比較してレーザ溶接性が少し劣るものの、高エネルギーでのレーザ溶接であれば溶接可能である。更に、塑性材料は・外力を受けた時の変形や外力による応力に対して強いため、光アイソレータ18を外部機器に搭載する時に使用される基板材料として最適である。
【００４５】
以上のように構成された光アイソレータ18に、短波長で高パワーを有する光信号が入射されると、光信号入射側に配置された偏光子５は光信号透過部分で光吸収により発熱する。光信号透過部分で発生した熱は、光信号透過部分から広がるように偏光子５内部を伝導して行き、第１の伝熱材12及び第２の伝熱材４へと伝わって行く。第１の伝熱材12に伝わった熱は第１の伝熱材12の表面から拡散されると共に、一部の残熱量は更に第２の伝熱材４、４へと伝導され、第２の伝熱材４表面から拡散される。一方、第２の伝熱材４に伝わった熱は第２の伝熱材４表面から拡散されると共に、一部の残熱量は更に第１の伝熱材12へと伝導され、第１の伝熱材12表面から拡散される。以上のように、光吸収により発生した熱は、第１の伝熱材12と第２の伝熱材４との相互の放熱作用によって放熱されるため、効率良く偏光子５が放熱され、速やかに偏光子５の温度上昇が抑えられる。
【００４６】
なお、光信号出射側に配置される偏光子６で発生する吸収熱は殆ど無いが、発生した吸収熱は偏光子５と同様に第１の伝熱材12と第２の伝熱材４との相互の放熱作用によって効率良く放熱される。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明の光アイソレータを光通信システム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に利用することにより、半導体レーザ光源への反射戻り光の防止や、光増幅器内部での光の共振の発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の第１の実施形態の光アイソレータを示す正面図。
【図２】図１の光アイソレータのｘ−ｘ断面図。
【図３】第１の実施形態の変更例を示す断面図。
【図４】第１の実施形態の更に別形態の変更例を示す断面図。
【図５】本発明の第２の実施形態の光アイソレータを示す正面図。
【図６】図５の光アイソレータのｙ−ｙ断面図。
【図７】第２の実施形態の変更例を示す断面図。
【図８】本発明の第３の実施形態の光アイソレータの一例を示す概略斜視図。
【図９】図８の光アイソレータを形成する取付基板の一例を示す概略斜視図。
【図１０】図８を矢印Ｕ方向から見たときの光アイソレータの平面図。
【図１１】図８の光アイソレータに使用される第２の伝熱材の概念斜視図。
【符号の説明】
【００４９】
１、13、18      光アイソレータ
２              マグネット
３              45度ファラデー回転子
４              第２の伝熱材
５、６          偏光子
７              偏光子ホルダ
８              光軸
９              スペーサ
10              ヨーク
11              ケース
12              第１の伝熱材
【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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