(57)【要約】【課題】光源と光アイソレータを備えた光デバイスにおいて、光源の高光出力化に対応しつつ、光源における光出射面の損傷を抑制できるようにする。【解決手段】光アイソレータ４１において、互い異なる偏光軸を有する一対の偏光子４３，４４と、これらの間に配置されたファラデー回転子４５と、整列基板４０における偏光子４３，４４よりも順方向Ｄ１側の部分において順方向に交差する方向に並んで配置され、かつ偏光における偏光面を互いに異なる角度だけ回転させる一対のファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂと、を備えた。【選択図】図３
2007101652.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
順方向の光を透過させる一方で逆方向の光を遮断するように構成された光アイソレータであって、
互い異なる偏光軸を有する一対の偏光子と、
前記一対の偏光子の間に配置されたファラデー回転子と、
偏光における偏光面を互いに異なる角度だけ回転させる一対の偏光回転手段と、
前記一対の偏光子、前記ファラデー回転子、および前記一対の偏光回転手段を整列させた状態で固定するための整列基板と、
を備えた光アイソレータにおいて、
前記一対の偏光回転手段は、それぞれファラデー回転子であり、かつ、前記整列基板上における前記一対の偏光子よりも前記順方向側の部分において、前記順方向および前記逆方向に直交または略直交する方向に並んで配置されていることを特徴とする、光アイソレータ。
【請求項２】
前記一対の偏光子、前記ファラデー回転子、および前記一対の偏光回転手段は、それらの光入射面および光出射面に接着材を介在させることなく、前記整列基板に対して固定されている、請求項１に記載の光アイソレータ。
【請求項３】
前記一対の偏光子、前記ファラデー回転子、および前記一対の偏光回転手段は、非有機物系接着材によって前記整列基板に固定されている、請求項１または２に記載の光アイソレータ。
【請求項４】
前記偏光回転手段としてのファラデー回転子は、前記順方向の寸法が２５０μｍ以上である、請求項１ないし３のいずれかに記載の光アイソレータ。
【請求項５】
前記整列基板上における前記一対の偏光回転手段よりも前記順方向側の部分において、前記順方向および前記逆方向に直交または略直交する方向に並んで配置された一対の追加の偏光子をさらに備えている、請求項１ないし４のいずれかに記載の光アイソレータ。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の光アイソレータと、
前記偏光回転手段を透過した偏光を合成するための光学素子と、
を備えていることを特徴とする、光デバイス。
【請求項７】
前記光学素子は、複屈折結晶を含んでなる、請求項６に記載の光デバイス。
【請求項８】
前記光アイソレータに入射させるレーザ光を出射する一対のレーザ光源をさらに備えており、
前記一対の偏光回転手段は、前記一対のレーザ光源における対応するレーザ光源ユニットから出射された光を選択的に透過させるように構成されている、請求項６または７に記載の光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、順方向の光を透過させる一方で逆方向の光を遮断するように構成された光アイソレータ、これを備えた光デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
光デバイスとしては、偏波ファイバ付きＬＤモジュールと偏光合成膜を用いた偏光結合器とを用いたものがあり（たとえば特許文献１参照）、この光デバイスは光送信器中の光源冗長回路として光海底中継器等で使用される。
【０００３】
ここで、偏波ファイバ付きＬＤモジュールと偏光結合器を用いた従来の光デバイスの構成例を図１１に示した。図示した光デバイス８は、ＬＤモジュール８０Ａ，８０Ｂから出射された偏光を、偏光結合器８１において結合した後にシングルモードファイバ８２に導入するように構成されたものである。
【０００４】
ＬＤモジュール８０Ａ，８０Ｂは、互いに異なる偏光面を有する直線偏光（Ｐ偏光およびＳ偏光）を出射可能なものであり、レーザダイオード素子８３Ａ，８３Ｂを備えている。レーザダイオード素子８３Ａ，８３Ｂから出射される直線偏光は、偏光方向に主軸方向が合わされた偏波ファイバ８４Ａ，８４Ｂを介して、互いに直交した方向から偏光結合器８１に導入される。
【０００５】
一方、偏光結合器８１は、ＬＤモジュール８０Ａ，８０Ｂから導入された偏光を、光アイソレータ８５Ａ，８５Ｂを通過させてから、偏光結合膜８６において結合するものである。偏光結合膜８６は、たとえばＰ偏光を全て透過する一方でＳ偏光は反射するものであり、ＬＤモジュール８０Ａ，８０Ｂから導入されるそれぞれの偏光に対して、４５度傾いた状態で配置されている。したがって、偏光結合膜８６では、たとえばＬＤモジュール８０Ａから導入されるＰ偏光が透過する一方で、ＬＤモジュール８０Ｂから導入されるＳ偏光が反射される結果、Ｐ偏光およびＳ偏光が結合される。
【０００６】
光デバイス８では、ＬＤモジュール８０Ａ，８０Ｂから導入された偏光を、光アイソレータ８５Ａ，８５Ｂを通過させてから偏光結合膜８６において結合するようにしている。これは、シングルモードファイバ８２からの戻り光がＬＤモジュール８０Ａ，８０Ｂ（レーザダイオード素子８３Ａ，８３Ｂ）に導入されるのを抑制することによって、変調光信号にノイズが生じるのを防止し、あるいは光出力の変動が生じるのを防止するためである。しかしながら、光デバイス８では、ＬＤモジュール８０Ａ，８０Ｂのそれぞれに対して、個別に光アイソレータ８５Ａ，８５Ｂを設けているために、光デバイス８としては光アイソレータ８５Ａ，８５Ｂが２個必要となり、部品点数が多く、部材コストが高くなるといった問題点があった。
【０００７】
このような問題を解決するものとして、図１２に示したように、１つの光アイソレータによって２つの光源からの光を結合できるように構成された光デバイスも提案されている（たとえば特許文献２参照）。同図に示した光デバイス９は、ケース９０内に、一対のレーザ光源ユニット９１Ａ，９１Ｂ、光アイソレータ９２および偏光合成用光学素子９３を収容したものである。
【０００８】
この光デバイス９における光アイソレータ９２は、吸収型偏光子９４、ファラデー回転子９５、磁石９６、一対の１／２波長板９７Ａ，９７Ｂ、および一対の吸収型偏光子９８Ａ，９８Ｂを備えたものである。すなわち、光アイソレータ９２では、一対の１／２波長板９７Ａ，９７Ｂおよび吸収型偏光子９８Ａ，９８Ｂを備えたものとすることにより、１つのアイソレータによって、２つのレーザ光源９１Ａａ，９１Ｂａからの偏光について、同時に対応することができる。その結果、光アイソレータ９２を採用した光デバイス９では、図１１を参照して説明した光デバイス８に比べて、光アイソレータの数を１つ削減できるために部材コストを低減することができるとともに、体積を減少する事ができるといった利点がある。
【０００９】
【特許文献１】特許第３１１００３１号公報
【特許文献２】特開２００２−２５０８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、光アイソレータ９２において使用している１／２波長板９７Ａ，９７Ｂは、厚みが１００μm程度と薄く、単独で整列基板９９に実装するのが困難である。そのため、１／２波長板９７Ａ，９７Ｂは、図１３（ａ）および図１３（ｂ）に示したように、他の光学素子９４，９５，９８Ａ，９８Ｂと接着剤を用いて相互に貼り合わせてパッケージ化した光アイソレータ９２としてから、光学素子９３とともに整列基板９９に実装する必要がある。
【００１１】
１／２波長板９７Ａ，９７Ｂを含めた光学素子９４，９５，９８Ａ，９８Ｂを貼り合わせる場合、一般に有機系の樹脂接着剤が使用されている。そのため、レーザ光源ユニット９１Ａ，９１Ｂから出射光が光アイソレータ９２を通過するときに、レーザ光の一部が接着剤に吸収され、そのエネルギによって接着剤からアウトガスが発生することがある。一方、光アイソレータ９２は、レーザ光源ユニット９１Ａ，９１Ｂ（レーザ光源９１Ａａ，９１Ｂａ）とともにケース９０に収容されているため、アウトガスが発生した場合には、それがレーザ光源ユニット９１Ａ，９１Ｂのレーザ光源９１Ａａ，９１Ｂａに付着することがある。この場合、レーザ光発振時に、付着したアウトガスにおける光の吸収によって、レーザ光源９１Ａａ，９１Ｂａが異常発熱し、レーザ光源９１Ａａ，９１Ｂａにおける光出射面が損傷（端面破壊）することがある。このような事態が生じたならば、レーザ光源９１Ａａ，９１Ｂａからの出射光の出力が低下し、あるいはレーザ光源９１Ａａ，９１Ｂａから光を出力ができなくなることがある。特に、高出力化された励起光を出力できるレーザ光源ユニット９１Ａ，９１Ｂを使用した場合には、光アイソレータ９２を透過する光のエネルギレベルが高いためにアウトガスが生じやすく、レーザ光源９１Ａａ，９１Ｂａにおいて光出射面が損傷する可能性が高くなる。
【００１２】
そこで、本発明は、光源と光アイソレータを備えた光デバイスにおいて、光源の高光出力化に対応しつつ、光源における光出射面の損傷を抑制できるようにすることを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の第１の側面においては、順方向の光を透過させる一方で逆方向の光を遮断するように構成された光アイソレータであって、互い異なる偏光軸を有する一対の偏光子と、前記一対の偏光子の間に配置されたファラデー回転子と、偏光における偏光面を互いに異なる角度だけ回転させる一対の偏光回転手段と、前記一対の偏光子、前記ファラデー回転子、および前記一対の偏光回転手段を整列させた状態で固定するための整列基板と、を備えた光アイソレータにおいて、前記一対の偏光回転手段は、それぞれファラデー回転子であり、かつ、前記整列基板上における前記一対の偏光子よりも前記順方向側の部分において、前記順方向および前記逆方向に直交または略直交する方向に並んで配置されていることを特徴とする、光アイソレータが提供される。
【００１４】
本発明の第２の側面においては、本発明の第１の側面に係る光アイソレータと、前記偏光回転手段を透過した偏光を合成するための光学素子と、を備えていることを特徴とする、光デバイスが提供される。
【００１５】
前記一対の偏光子、前記ファラデー回転子、および前記一対の偏光回転手段は、それらの光入射面および光出射面に接着材を介在させることなく、非有機系接着剤（たとえば半田または低融点ガラス）によって前記整列基板に固定するのが好ましい。
【００１６】
前記偏光回転手段としてのファラデー回転子は、たとえば前記順方向の寸法が２５０μｍ以上とされる。
【００１７】
前記光アイソレータは、前記整列基板上における前記一対の偏光回転手段よりも前記順方向側の部分において、前記順方向および前記逆方向に直交または略直交する方向に並んで配置された一対の追加の偏光子をさらに備えていてもよい。
【００１８】
前記光学素子は、たとえば複屈折結晶を含んでなる。
【００１９】
本発明に係る光デバイスは、前記光アイソレータに入射させるレーザ光を出射する一対のレーザ光源をさらに備えている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る光アイソレータでは、一対の偏光回転手段を備えているため、１つの光アイソレータにおいて、２つの光源から出射される光について同時に対応することができる。そのため、本発明に係る光アイソレータを採用した光学デバイスでは、１つの光源に対して１つの光アイソレータを対応させた光学デバイスに比べて、光アイソレータの数を１つ削減できるため、部材コストを低減することができるとともに、体積を減少する事ができる。
【００２１】
本発明の光アイソレータではさらに、偏光回転手段として、厚みが１００μm程度と薄いために単独での実装が困難である１／２波長板を使用せずに、ファラデー回転子を使用している。ファラデー回転子は、一般に１／２波長板よりも厚みが大きなものであり、その厚み寸法により偏光の回転角度を調整可能なものである。すなわち、偏光回転手段としてファラデー回転子は、その厚みを大きなものとして使用することが可能であり、たとえばその厚みを３００μｍ以上とすることにより、他の光学素子に接着剤を介して接合することなく単独で整列基板に対して固定することが可能となる。その一方、偏光回転手段以外の光学素子は、単独で整列基板に対して固定することが可能なものである。
【００２２】
したがって、本発明の光アイソレータでは、全ての光学素子が単独で整列基板に実装可能であり、それらを相互に接着剤で貼り合わせてパッケージ化することなく、整列基板に対して固定することができる。その結果、光学素子を相互に貼り合わせてパッケージ化するための接着剤を使用する必要がなくなるために、光アイソレータに光を透過させるときに光アイソレータからアウトガスが発生するような事態は生じず、アウトガスに起因して、光源（たとえばレーザダイオードチップ）における光出射面の損傷を防止できる。
【００２３】
また、光アイソレータを構成する全ての光学素子を、非有機系接着剤（たとえば半田や低融点ガラス）を用いて整列基板に実装固定すれば、整列基板上に光アイソレータを形成するための接合材からのアウトガスの発生をも抑制することができる。その結果、アウトガスに起因する光源の損傷をより確実に防止することができる。
【００２４】
さらに、２つの偏光を合成するための光学素子（偏光合成用光学素子）として複屈折結晶からなるものを採用することにより、偏光合成用光学素子を形成するために接着剤を使用する必要もなくなる。これにより、偏光合成用光学素子を使用することに起因するアウトガスの発生、ひいては光源の損傷を抑制することもできる。
【００２５】
また、光アイソレータにおいて、整列基板上における一対の偏光回転手段よりも順方向側の部分に、順方向および逆方向に直交または略直交する方向に並んで配置された一対の追加の偏光子を設けることにより、光源に対して戻り光が入射することをより確実に抑制することが可能となる。
【００２６】
本発明に係る光デバイスにおいてレーザ光源を備えたものとした場合、光源から高出力化されたレーザ光を出射可能であり、このような高出力化された光デバイスではアウトガスに起因する光源の損傷が生じ易すいが、本発明では光アイソレータにおいて有機系接着剤を使用する必要がなくなったために、光源からの出射光が高出力化された構成としても、光源の損傷を適切に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、本発明について、第１および第２の実施の形態として図面を参照しつつ説明する。
【００２８】
まず、本発明の第１の実施の形態について、図１ないし図６を参照しつつ説明する。
【００２９】
図１ないし図３に示したように、本発明に係る光デバイスとしてのレーザダイオードモジュール１（以下「ＬＤモジュール１」という）は、ケース２内に、一対のレーザ光源ユニット３Ａ，３Ｂ、光学ユニット４、および出射側光学ユニット５を収容したものである。
【００３０】
各レーザ光源ユニット３Ａ，３Ｂは、レーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂおよびレンズ３１Ａ，３１Ｂを備えている。これらのレーザ光源ユニット３Ａ，３Ｂは、レーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂから出射されるレーザ光を、レンズ３１Ａ，３１Ｂにおいて平行光に集光させてから、光学ユニット４に入射させるように構成されている。レンズ３１Ａ，３１Ｂとしては、たとえば球レンズ、非球面レンズおよび屈折率分布レンズを使用することができるが、結合効率を考慮すれば、収差の小さい非球面レンズを使用するのが望ましい。
【００３１】
光学ユニット４は、整列基板４０上に、光アイソレータ４１および偏光合成用光学素子４２を設けたものである。
【００３２】
整列基板４０は、光アイソレータ４１および偏光合成用光学素子４２を整列状態で固定するためのものである。この整列基板４０は、実装すべき光学要素４１，４２との熱膨張係数のマッチングを配慮した材料により形成するのが好ましく、たとえばジルコニアセラミックスなどのセラミックス材料、ステンレスやニッケル−鉄合金などの金属材料により形成されている。
【００３３】
光アイソレータ４１は、順方向Ｄ１に進行する光を透過させる一方で、逆方向Ｄ２に進行する光を遮断するものである。この光アイソレータ４１は、一対の偏光子４３，４４、ファラデー回転子４５、および一対のファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを備えており、これらの光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂは互いに接触することなく間隔を隔て、整列基板４０に対して接着材４７を介して固定されている。
【００３４】
接着材４７としては、非有機系のものが好ましく使用される。本発明で使用される非有機系の接着材４７としては、たとえば半田および低融点ガラスを挙げることができる。
【００３５】
一対の偏光子４３，４４は、吸収型として構成されたものであり、互いに異なる偏光軸を有するものである。偏光子４３は、水平方向に振動する光（Ｓ偏光）を選択的に透過させる一方で、それと直交する偏光を吸収するものである。偏光子４４は、順方向視において、水平方向から時計周り方向に＋４５度傾斜した方向に振動する偏光を選択的に透過させる一方で、それと直交する偏光を吸収するものである。これらの偏光子４３，４４は、たとえば誘電体粒子を内包したガラス基板として構成されている。
【００３６】
ファラデー回転子４５は、偏光の振動面を回転させるためのものであり、一対の偏光子４３，４４の間において整列基板４０上に固定されている。このファラデー回転子４５は、磁石４８によって磁界が作用させられることにより偏光の振動面を回転させるものである。このファラデー回転子４５では、作用させる磁界の強さおよびファラデー回転子４５の厚み（順方向Ｄ１の寸法）により偏光の回転角度を調整することが可能であるが、本実施の形態では、一対の偏光子４３，４４の偏光軸のずれ角度に応じて、偏光を時計周り方向に＋４５度回転させるように構成されている。
【００３７】
一対のファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂは、それぞれ偏光の振動面を互いに異なる角度だけ回転させるものであり、偏光子４４よりも順方向Ｄ１側において、互いにＤ３，Ｄ４方向に並んで配置されている。ファラデー回転子４６Ａを透過する偏光は反時計周り方向に４５度、ファラデー回転子４６Ｂを透過する偏光は時計周り方向に４５度だけ回転させられる。
【００３８】
これらのファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂは、たとえば厚み（順方向Ｄ１の寸法）が２５０μｍ以上（好ましくは５００μｍ以下）の平板状またはブロック状に形成されている。
【００３９】
ここで、ファラデー回転子４５，４６Ａ，４６Ｂとしては、Ｔｂ、Ｇｄ、Ｈｏを添加したＢｉ置換ガーネット、ＹＩＧ結晶を材料とするものを使用することができる。また、ファラデー回転子４５，４６Ａ，４６Ｂとしては、四角形のヒステリシスカーブを持ち、自己磁界を有するガーネットを材料とするものを使用することもできる。この場合、磁石４８を省略することが可能となり、部品点数、組立工数を削減できる。
【００４０】
ファラデー回転子４５，４６Ａ，４６Ｂに磁界を作用させるための磁石４８としては、それらのファラデー回転子４５，４６Ａ，４６Ｂに十分な飽和磁界強度を付与できるもの、たとえば磁界強度の耐熱性に優れた直方体からなるＳｍ−Ｃｏ系やＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系のものが使用される。
【００４１】
偏光合成用光学素子４２は、ファラデー回転子４６Ａを透過した偏光と、ファラデー回転子４６Ｂを透過した偏光と、を合成するためのものである。この偏光合成用光学素子４２は、複屈折結晶により平板状に形成されている。偏光合成用光学素子４２を構成する複屈折結晶としては、たとえばルチル、方解石、ニオブ酸リチウム、ＹＶＯ４、およびモリブデン酸塩を使用することができるが、厚みを薄くして小型化を図る観点からは、常光と異常光との屈折率差が大きいルチルを使用するのが好ましい。
【００４２】
なお、光アイソレータ４１を構成する光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂ、および偏光合成用光学素子４２は、内部反射を防止するために、光入射面や光出射面を傾斜（順方向Ｄ１および逆方向Ｄ２に対して非直交）させてもよい。
【００４３】
以上に説明した光学ユニット４は、図４（ａ）〜図４（ｃ）に示す工程を経て製造することができる。
【００４４】
まず、図４（ａ）に示したように、整列基板４０をヒータ６０内蔵のテーブル６１に載置した状態で、整列基板４０に対して接着材４７を塗布する。接着材４７としては、上述のように半田あるいは低融点ガラスが用いられる。
【００４５】
次いで、図４（ｂ）に示したように、吸着コレットなどの冶具６２を用いて、光アイソレータ４１を構成する光学素子４３，４４，４５，４６Ａ（４６Ｂ）、偏光合成用光学素子４２および磁石４８を位置合わせしつつ、整列基板４０に押し付ける。より具体的には、各光学素子４２〜４５，４６Ａ（４６Ｂ）が互いに接触することがないように特定の間隔を隔てた状態で整列基板４０に整列するように各光学素子４２〜４５，４６Ａ，４６Ｂを整列基板４０に位置決め載置する。
【００４６】
その後、図４（ｃ）に示したように、テーブル６１のヒータ６０によって接着材４７を加熱・溶融（軟化）させた後に接着材４７を冷却・固化させ、整列基板４０に対して、光アイソレータ４１（光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂ）、偏光合成用光学素子４２および磁石４８を固定する。
【００４７】
光アイソレータ４１では、１／２波長板のような単独で実装が困難な厚みの小さなものを使用せず、厚みが比較的に大きくて単独で実装可能なファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを使用している。したがって、光アイソレータ４１は、これを構成する光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂを貼り合わせてパッケージ化することなく、それらの光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂを整列基板に対して固定することで形成することができる。その結果、光アイソレータ４１は、光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂの間に接着材が介在しないものとして形成することができる。
【００４８】
図２および図３に示した出射側光学ユニット５は、レンズ５０および光ファイバ５１を備えたものである。この光学ユニット４における偏光合成用光学素子４２において合成された光を、レンズ５０において集光した後に光ファイバ５１に入射させ、それをＬＤモジュール１から出射させるためのものである。
【００４９】
レンズ５１は、光ファイバ５１に対して調芯された状態で固定されたものである。レンズ５１としては、レーザ光源ユニット３Ａ，３Ｂのレンズ３１Ａ，３１Ｂと同様に、球レンズ、非球面レンズ、および屈折率分布レンズを使用することができるが、非球面レンズを使用するのが好ましい。
【００５０】
光ファイバ５１は、たとえばシングルモードファイバであり、その入射端面５１ａが傾斜面とされている。光ファイバ５１において入射端面５１ａを傾斜面とすることにより、光ファイバ５１の入射端面５１ａでの入射光の反射を抑制し、入射端面５１ａからの反射戻り光が逆方向に進行して光学ユニット４に入射するのを抑制することができる。このような効果を確実に享受するためには、入射端面５１ａの角度を、４〜１０度の範囲に設定するのが好ましい。
【００５１】
次に、ＬＤモジュール１の作用について説明する。
【００５２】
図３に示したように、ＬＤモジュール１では、各ＬＤ光源ユニット３Ａ，３Ｂにおけるレーザダイオードチップ３０Ａ，３０ＢからＳ偏光Ｂ１，Ｂ２が出射される。これらのＳ偏光Ｂ１，Ｂ２は、レンズ３１Ａ，３１Ｂにおいて平行光に集光されてからＬＤ光源ユニット３Ａ，３Ｂから出射される。
【００５３】
ＬＤ光源ユニット３Ａ，３Ｂから出射されたＳ偏光Ｂ１，Ｂ２は、光学ユニット４における光アイソレータ４１を透過してから偏光合成用光学素子４２を透過する。
【００５４】
図５に示したように、光アイソレータ４１では、Ｓ偏光Ｂ１がＳ偏光に対して直交した偏光（Ｐ偏光）に変換されてから出射される一方で、Ｓ偏光Ｂ２は変換されることなく出射される。
【００５５】
より具体的には、Ｓ偏光Ｂ１，Ｂ２は、まず偏光子４３に入射する。ここで偏光子４３は、水平方向に振動する光（Ｓ偏光）を選択的に透過させる偏光軸を有しているため、Ｓ偏光Ｂ１，Ｂ２は偏光子４３を透過する。
【００５６】
偏光子４３を透過したＳ偏光Ｂ１，Ｂ２は、ファラデー回転子４５を透過するが、このときに振動面が時計回り方向に４５度（＋４５度）回転させられ、＋４５度偏光Ｂ１，Ｂ２とされる。
【００５７】
なお、説明の便宜上、水平面を基準として、順方向視における時計周り方向を＋として偏光の角度を表しており、以下においても、偏光の角度および偏光子４３，４４を偏光軸の傾斜角度を表すときは、順方向光および逆方向光のいずれに対して、順方向視を基準とするものとする。
【００５８】
ファラデー回転子４５を透過した＋４５度偏光Ｂ１，Ｂ２は、偏光子４４に入射する。偏光子４４は、＋４５度傾斜した偏光軸を有するために、それらの＋４５度偏光Ｂ１，Ｂ２は、偏光子４４において吸収されることなく偏光子４４を透過する。
【００５９】
偏光子４４を透過した＋４５度偏光Ｂ１，Ｂ２のうち、＋４５度偏光Ｂ１はファラデー回転子４６Ａを透過する一方で、＋４５度偏光Ｂ２はファラデー回転子４６Ｂを透過する。
【００６０】
ここで、ファラデー回転子４６Ａは偏光の振動面を時計回り方向に４５度（＋４５度）回転させるものである一方で、ファラデー回転子４６Ｂは偏光の振動面を反時計回り方向に４５度（−４５度）回転させるものである。そのため、ファラデー回転子４６Ａを透過した＋４５度偏光Ｂ１は、時計周り方向に＋４５度回転させられてＰ偏光Ｂ１とされる。これに対して、ファラデー回転子４６Ａを透過した＋４５度偏光Ｂ２は反時計周り方向に−４５度回転させられてＳ偏光Ｂ２とされる。その結果、光アイソレータ４２からは、Ｐ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２が出射される。
【００６１】
光アイソレータ４１を透過したＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２は、偏光合成用光学素子４２に入射し、それらが合成されたＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２の合成光として出射される。
【００６２】
図３に示したように、偏光合成用光学素子４２から出射された合成光Ｂ１，Ｂ２は、出射側光学ユニット５に導入される。出射側ユニット５においては、レンズ５０と光ファイバ５１が調芯固定され、光ファイバ５１の入射面５１ａが傾斜面とされているために、合成光Ｂ１，Ｂ２の大部分が効率良く光ファイバ５１の内部に導入される。その一方で、入射光のごく一部は、光入射面５１ａにおいて反射し、それが逆方向に進行して戻り光（逆方向光）として偏光合成用光学素子４２を介して光アイソレータ４１に入射する。
【００６３】
図６（ａ）に示したように、偏光合成用光学素子４２に入射した逆方向光Ｂ１，Ｂ２は、偏光合成用光学素子４２においてＰ偏光Ｂ１とＳ偏光Ｂ２に分離される。Ｐ偏光Ｂ１はファラデー回転子４６Ａを透過する一方で、Ｓ偏光Ｂ２はファラデー回転子４６Ｂを透過する。
【００６４】
ここで、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂは、非相反効果を奏するものであるため、ファラデー回転子４６Ａを透過するＰ偏光Ｂ１は、時計周り方向に４５度（＋４５度）回転させられる一方で、ファラデー回転子４６Ｂを透過するＳ偏光Ｂ２は反時計回り方向４５度（−４５度）回転させられる。その結果、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過したＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２は、それぞれ−４５度傾斜した−４５度偏光Ｂ１，Ｂ２とされる。
【００６５】
ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過した−４５度偏光Ｂ１，Ｂ２は、偏光子４４に入射するが、偏光子４４の偏光軸は、＋４５度傾斜している。すなわち、偏光子４４の偏光軸は、偏光子４４に入射する−４５度偏光Ｂ１，Ｂ２の振動面に対して直交している。また、偏光子４４は、吸収型として構成されている。そのため、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過した−４５度偏光Ｂ１，Ｂ２は、偏光子４４を透過することができずに偏光子４４において吸収される。
【００６６】
図６（ａ）においては、Ｐ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２を含む戻り光（逆方向光）が偏光合成用光学素子４２を介して光アイソレータ４１に入射する場合を説明したが、光アイソレータ４１にＰ偏光およびＳ偏光を含む逆方向光が直接入射した場合には、図６（ｂ）に示した作用により光アイソレータ４１において逆方向光が遮断される。
【００６７】
光アイソレータ４１に直接入射した逆方向光は、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂに入射するが、この逆方向光に含まれるＰ偏光およびＳ偏光は、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過する際に時計回り方向に４５度回転させられ、それぞれ＋４５偏光および−４５度偏光とされる。
【００６８】
ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過した＋４５度偏光および−４５度偏光は、偏光子４４に入射するが、上述のように偏光子４４の偏光軸が＋４５度傾斜し、かつ吸収型として構成されているため、逆方向光のうち、＋４５度偏光のみが偏光子４４を透過し、−４５度偏光が吸収される。
【００６９】
偏光子４４を透過した＋４５度偏光は、ファラデー回転子４５を透過するが、その際に、反時計周り方向に４５度（−４５度）回転させられてＰ偏光とされる。
【００７０】
ファラデー回転子４５を透過したＰ偏光は、偏光子４３に入射するが、この偏光子４３は偏光軸が水平方向に沿って延びており、かつ吸収型として構成されているために、Ｐ偏光は偏光子４３を透過することなく吸収される。
【００７１】
以上に説明したＬＤモジュール１では、光の進行方向に交差する方向に並んだ一対のファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを有する光アイソレータ４１を備えているため、１つの光アイソレータ４１において、２つのレーザ光源ユニット３Ａ，３Ｂから出射される光に対応することができる。そのため、ＬＤモジュール１では、１つの光源に対して１つの光アイソレータを対応させた構成に比べて、光アイソレータの数を１つ削減できる。その結果、ＬＤモジュール１では、部材コストを低減することができるとともに、体積を減少する事ができる。
【００７２】
ＬＤモジュール１ではさらに、光アイソレータ４１を構成する光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂ相互が、接着材を介することなく、それらが単独で整列基板４０に実装されている。その結果、光アイソレータ４１を透過する光のエネルギによって光アイソレータ４１からアウトガスが発生することもない。これにより、アウトガスに起因して、レーザ光源ユニット３Ａ，３Ｂにおけるレーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂの光出射面が損傷することもない。
【００７３】
また、光アイソレータ４１を構成する光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂは、非有機系接着剤（たとえば半田や低融点ガラス）４７を用いて整列基板に実装される。そのため、整列基板４０と光アイソレータ４１を構成する光学素子４３，４４，４５，４６Ａ，４６Ｂの固定部分からアウトガスが発生することも抑制することができる。その結果、アウトガスに起因するレーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂの損傷をより確実に防止することができる。
【００７４】
ＬＤモジュール１ではさらに、光学ユニット４における偏光合成用光学素子４２として、複屈折結晶からなるものを採用することができる。この場合、偏光合成素子４２を形成するために接着剤を使用する必要もなくなる。これにより、偏光合成用光学素子４２を使用することに起因するアウトガスの発生、ひいてはレーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂの損傷を抑制することもできる。
【００７５】
ＬＤモジュール１では、一対のレーザ光源ユニット３Ａ，３Ｂを備えているために高出力化されたレーザ光を出射可能であり、このような高出力化されたＬＤモジュール１ではアウトガスに起因するレーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂの損傷が生じ易すいが、光アイソレータ４１において有機系接着剤を使用する必要がなくなったために、高出力化されたＬＤモジュール１として構成としても、レーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂの損傷を適切に防止できる。
【００７６】
以上に説明したように、ＬＤモジュール１は、アウトガスに起因するレーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂの損傷が抑制されているため、レーザダイオードチップ３０Ａ，３０Ｂでの光出力が低下したり、不安定になったり、あるいは出力不能となってしまうといった事態が生じることを抑制することができる。その結果、ＬＤモジュール１では、長期にわたって、安定した光出力を維持することが可能となる。
【００７７】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るＬＤモジュールついて、図７ないし図１０を参照して説明する。ただし、これらの図においては、図１ないし図６を参照して先に説明した本発明の第１の実施の形態に係るＬＤモジュール１と同様の要素については同一の符号を付してあり、以下における重複説明は省略する。
【００７８】
図７および図８に示したＬＤモジュール１′は、基本的な構成が先に説明したＬＤモジュール１（図１ないし図３参照）と同様であるが、このＬＤモジュール１とは、光学ユニット４′における光アイソレータ４１′の構成が異なっている。
【００７９】
光アイソレータ４１′は、整列基板４０におけるファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂよりも順方向Ｄ１側に、一対の偏光子４９Ａ′，４９Ｂ′が設けられている。
【００８０】
これらの偏光子４９Ａ′，４９Ｂ′は、吸収型として構成されたものであるが、偏光子４９Ａ′は垂直方向に沿った偏光軸を有する一方で、偏光子４９Ｂ′は水平方向に沿った偏光軸を有している。すなわち、偏光子４９Ａ′はＰ偏光を選択的に透過させることができる一方で、偏光子は４９Ｂ′はＳ偏光を選択的に透過させることができる。
【００８１】
図９から分かるように、光アイソレータ４１′では、先に説明した光アイソレータ４１と同様に、順方向Ｄ１方向の光Ｂ１，Ｂ２については、偏光子４３、ファラデー回転子４５、偏光子４４およびファラデー回転子４６Ａを透過した光はＰ偏光Ｂ１とされ、偏光子４４を透過してからファラデー回転子４６Ｂを透過した光についてはＳ偏光Ｂ２とされる（図５参照）。
【００８２】
光アイソレータ４１′ではさらに、各ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過したＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２は、それぞれ偏光子４９Ａ′，４９Ｂ′に入射する。上述のように、偏光子４９Ａ′はＰ偏光を選択的に透過させ、偏光子は４９Ｂ′はＳ偏光を選択的に透過させるものである。そのため、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過して偏光子４９Ａ′，４９Ｂ′に入射するＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２は、それぞれ偏光子４９Ａ′，４９Ｂ′を透過する。これらの偏光Ｂ１，Ｂ２は、偏光合成用光学素子４２において合成される。
【００８３】
一方、図１０（ａ）に示したように、光ファイバ５１の入射面５１ａから逆方向に進行する戻り光Ｂ１，Ｂ２は、偏光合成用光学素子４２に入射する。この戻り光（逆方向光）Ｂ１，Ｂ２は、偏光合成用光学素子４２においてＰ偏光Ｂ１とＳ偏光Ｂ２に分離された後、Ｐ偏光Ｂ１が偏光子４９Ａ′を透過する一方でＳ偏光Ｂ２が偏光子４９Ｂ′を透過する。
【００８４】
各偏光子４９Ａ′，４９Ｂ′を透過したＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２は、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過する。そして、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂは、非相反効果により、Ｐ偏光Ｂ１は時計回り方向に４５度（＋４５度）回転させられる一方で、Ｓ偏光Ｂ２は反時計回り方向４５度（−４５度）回転させられる。その結果、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過したＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２は、それぞれ−４５度偏光Ｂ１，Ｂ２とされる。
【００８５】
ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過した−４５度偏光Ｂ１，Ｂ２は、偏光子４４に入射するが、偏光子４４の偏光軸は、＋４５度傾斜している。すなわち、偏光子４４の偏光軸は、偏光子４４に入射する−４５度偏光の振動面に対して直交している。また、偏光子４４は、吸収型として構成されている。そのため、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過した偏光子４４は、偏光子４４を透過することができずに偏光子４４において吸収される。すなわち、光アイソレータ４１′では、偏光子４３に到達する前に、逆方向光が遮断される。
【００８６】
図１０（ａ）においては、Ｐ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２を含む合成光が偏光合成用光学素子４２を介して光アイソレータ４１に入射する場合を説明したが、光アイソレータ４１にＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２を含む逆方向光が入射した場合には、図１０（ｂ）に示した作用により光アイソレータ４１において逆方向光が遮断される。
【００８７】
光アイソレータ４１′に直接入射した逆方向光Ｂ１，Ｂ２は、先と同様にＰ偏光Ｂ１が偏光子４９Ａ′を透過する一方でＳ偏光Ｂ２が偏光子４９Ｂ′を透過する。各偏光子４９Ａ，４９Ｂを透過したＰ偏光Ｂ１およびＳ偏光Ｂ２は、ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過する際に、Ｐ偏光Ｂ１は時計回り方向に４５度（＋４５度）回転させられ、Ｓ偏光Ｂ２は反時計回り方向４５度（−４５度）回転させられ、それぞれ−４５度偏光Ｂ１，Ｂ２とされる。
【００８８】
ファラデー回転子４６Ａ，４６Ｂを透過した−４５度偏光Ｂ１，Ｂ２は、偏光子４４に入射するが、偏光子４４を透過することができずに偏光子４４において吸収される。
【００８９】
光アイソレータ４１′では、偏光子４３に到達する前に、逆方向光が遮断される。そのため、仮に偏光子４４において逆方向光が十分に吸収されずに、偏光子４４を透過する光（漏れ光）が存在する場合であっても、その光は、偏光子４３において吸収することができる。したがって、光アイソレータ４１′では、逆方向光をより確実に遮断でき、高いアイソレーション能を発揮することができる。もちろん、光アイソレータ４１′およびこれを採用したＬＤモジュール１′は、先に説明した光アイソレータ４１およびこれを採用したＬＤモジュール１（図１ないし図３参照）と同様の効果をも奏することができる。
【００９０】
本発明は、上述の実施の形態に限らず、種々に設計変更可能である。たとえば、先の実施の形態では、光デバイスとしてのＬＤモジュールについて説明したが、本発明の光アイソレータはＬＤモジュール以外の光デバイスに適用することも可能である。
【００９１】
また、光アイソレータ４１，４１′は、必ずしも光学ユニット４，４′として偏光合成用光学素子４２とともに整列基板４０に設ける必要はない。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るレーザダイオードモジュールを示す全体斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１のIII−III線に沿う断面図である。
【図４】本発明に係る光アイソレータを含む光学ユニットの製造方法を説明するための断面図である。
【図５】図１に示したレーザダイオードモジュールにおける順方向に進行する光の挙動を示す概念図である。
【図６】図１に示したレーザダイオードモジュールにおける逆方向に進行する光の挙動を示す概念図であり、（ａ）は逆方向に進行する光が偏光合成用光学素子を通過してから光アイソレータに入射した場合の挙動を示す概念図であり、（ｂ）は逆方向に進行する光が光アイソレータに直接入射した場合の挙動を示す概念図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るレーザダイオードモジュールを示す図２に相当する断面図である。
【図８】図７に示したレーザダイオードモジュールを示す図３に相当する断面図である。
【図９】（ａ）は図１に示したレーザダイオードモジュールにおける順方向に進行する光の挙動を示す概念図であり、（ｂ）は逆方向に進行する光の挙動を示す概念図である。
【図１０】逆方向に進行する光が光アイソレータに直接入射したときの光の挙動を示す概念図である。
【図１１】従来の光デバイスの一例を示す模式図である。
【図１２】従来の光デバイス（レーザダイオードモジュール）の他の例を示す断面図である。
【図１３】図１２に示したレーザダイオードモジュールにおける光アイソレータの製造方法を説明するためものであり、（ａ）は光アイソレータの全体斜視図、（ｂ）は整列基板に光アイソレータおよび偏光合成用光学素子を実装する状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００９３】
１，１′  ＬＤモジュール（光デバイス）
３０Ａ，３０Ｂ  レーザダイオードチップ（光源）
４，４′  光学ユニット（光デバイス）
４０  整列基板
４１，４１′  光アイソレータ
４２  偏光合成用光学素子（光学素子）
４３，４４  偏光子
４５  ファラデー回転子
４６Ａ，４６Ｂ  ファラデー回転子（偏光回転手段）
４７  （非有機系）接着材
４９Ａ′，４９Ｂ′  偏光子
Ｄ１  順方向
Ｄ２  逆方向
【図１】
2007101652.tif 000003
【図２】
2007101652.tif 000004
【図３】
2007101652.tif 000005
【図４】
2007101652.tif 000006
【図５】
2007101652.tif 000007
【図６】
2007101652.tif 000008
【図７】
2007101652.tif 000009
【図８】
2007101652.tif 000010
【図９】
2007101652.tif 000011
【図１０】
2007101652.tif 000012
【図１１】
2007101652.tif 000013
【図１２】
2007101652.tif 000014
【図１３】
2007101652.tif 000015