(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファラデー素子の前後に偏光子と検光子が配設され、それらの外側に永久磁石を配置した光アイソレータ本体と、該光アイソレータ本体を保持するホルダとの組み合わせからなる光アイソレータにおいて、
光アイソレータ本体は、細長平板状をなす２枚の永久磁石が間隔をおいて対向し、両永久磁石の間に偏光子、ファラデー素子、検光子が位置しており、偏光子及び検光子は、それらの光学軸が互いに４５度異なるように共に短冊状に加工され、それらの長辺側の側面で一方の永久磁石に固着され、他方の永久磁石にはファラデー素子が接着され、それら２枚の永久磁石は、光学素子接着面が互いに向き合うように組み合わされる構造をなし、
ホルダは、中央貫通穴を有する筒状部の片側に一対の挟持片により凹溝を形成した構造をなし、該凹溝内に前記光アイソレータ本体が永久磁石の外側面が露出する状態で挿入固定され、ホルダの凹溝とは反対側の端面でフェルールに装着可能となっていることを特徴とするフェルール装着型光アイソレータ。
【請求項２】
ホルダは円筒状をなし、光アイソレータ本体を凹溝に挿入したときにホルダの外周形状に合うように、永久磁石の外側面にテーパ面もしくはアール面が形成されている請求項１記載のフェルール装着型光アイソレータ。
【請求項３】
ホルダの中心貫通穴はフェルールのキャピラリ部が嵌合する形状をなし、それらの嵌合状態でホルダ端面とフェルール端面が衝合固定されている請求項１又は２記載のフェルール装着型光アイソレータ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載のフェルール装着型光アイソレータを製造する方法であって、ファラデー素子を接着した永久磁石、もしくは偏光子と検光子を接着した永久磁石のいずれか一方を、ホルダの凹溝に嵌め入れて該永久磁石の側面で接着固定し、次に他方の永久磁石を前記ホルダの凹溝に嵌め入れて該永久磁石の側面で接着固定するフェルール装着型光アイソレータの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光アイソレータに関し、更に詳しく述べると、光アイソレータ本体をホルダの凹溝に挿入固定した構造をなし、該ホルダをフェルール端面に直接装着可能としたフェルール装着型光アイソレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように光アイソレータは、一方向への光の通過は許容するが逆方向への光の通過は阻止する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レーザ光が反射によって光源側に戻るのを防止するためなどに用いられている。この種の光アイソレータは、偏光子とファラデー素子と検光子を、その順序で光軸方向に配列し、前記ファラデー素子の外側に該ファラデー素子に光軸方向の磁界を印加する永久磁石を設ける構成が一般的である。ファラデー素子は、永久磁石の磁界によって入射光の偏光面を４５度回転させるものであり、偏光子と検光子は、光学軸（偏光透過軸）が４５度異なる向きに設定されている。
【０００３】
近年、入出射デバイス間の距離をより一層短縮し、小型化するために、光ファイバのフェルール端面に直接光アイソレータを装着する構成が提案されている。装着する光アイソレータは、偏光子とファラデー素子と検光子を円筒状の永久磁石内に挿入し固定する構成、あるいは偏光子とファラデー素子と検光子を予め接着剤によりラミネートして永久磁石内に挿入する構成などがある。いずれにしても偏光子と検光子は同じ仕様とし、一方を他方に対して光軸を中心として回転することによって光学軸が４５度異なるようにする向きの調整が行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
光学的に必要な有効エリアを保ちつつ偏光子とファラデー素子と検光子（これらを光学素子と総称する）を円筒状の永久磁石内に挿入する構成は、フェルール外径に対応するような小型化は困難である。小型化するほど光学素子の固定作業が難しくなり、且つ光学素子の接着面積が少なくなるため接着強度が弱くなるからである。偏光子とファラデー素子と検光子を予め接着剤によりラミネート（積層）する構成は、組み立て作業は比較的容易であるものの、光路に接着剤が介在するためにハイパワーの光が通過すると損傷が生じる恐れがあるなど問題が起こり易く、用途（使用状態）が制約される。また、いずれにしても光学軸の向きを調整のための工数／部品を必要とするため、コスト高となる。
【０００５】
本発明の目的は、ラミネート構成を採ることなく、各光学素子を強固に且つ容易に固定でき、しかも全体を小型化・細径化できるフェルール装着型光アイソレータを提供することである。本発明の他の目的は、偏光子と検光子の光学軸の関係を無調整で組み立てられるフェルール装着型光アイソレータを提供することである。本発明の更に他の目的は、光アイソレータをフェルール端に強固に固定できる構造のフェルール装着型光アイソレータを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ファラデー素子の前後に偏光子と検光子が配設され、それらの外側に永久磁石を配置した光アイソレータ本体と、該光アイソレータ本体を保持するホルダの組み合わせからなるフェルール装着型光アイソレータである。ここで光アイソレータ本体は、細長平板状をなす２枚の永久磁石が間隔をおいて対向し、両永久磁石の間に偏光子、ファラデー素子、検光子が位置する構造をなし、ホルダは、中央貫通穴を有する筒状部の片側に凹溝を形成した構造をなし、該凹溝内に前記光アイソレータ本体が永久磁石の外側面が露出する状態で挿入固定され、ホルダの凹溝とは反対側の端面でフェルールに装着可能となっている。
【０００７】
ホルダは円筒状をなし、光アイソレータ本体を凹溝に挿入したときにホルダの外周形状に合うように、永久磁石の外側面にテーパ面もしくはアール面が形成されている。なおホルダの外径は、フェルールの外径とほぼ同一とするのがよい。
【０００８】
偏光子及び検光子は、それらの光学軸が互いに４５度異なるように共に短冊状（長方形平板状）に加工され、それらの長辺側の側面で永久磁石に固着されており、それによって無調整でアイソレータ特性が発現するようにする。
【０００９】
ホルダの中心貫通穴はフェルールのキャピラリ部が丁度嵌合する形状をなし、それらの嵌合状態でホルダ端面とフェルール端面が衝合され、溶接あるいは接着等によって固定される。
【００１０】
【実施例】
図１は本発明に係るフェルール装着型光アイソレータの一実施例を示す斜視図であり、Ａは分解した状態を、Ｂは組立後の状態を、それぞれ示している。また図２はその説明図であって、Ａは一部を破断した側面を、Ｂは正面を、それぞれ示している。フェルール装着型光アイソレータ１０は、ファラデー素子１２の前後に偏光子１４と検光子１６が配置され、それらの外側に一対の永久磁石２０，２２を配置した光アイソレータ本体２４と、該光アイソレータ本体２４を保持するホルダ３０との組み合わせからなる。
【００１１】
光アイソレータ本体２４は、細長平板状をなす２枚の永久磁石２０，２２が間隔をおいて対向配置され、それらの間に偏光子１４、ファラデー素子１２、検光子１６が挟まれるように組み立てられる。偏光子１４及び検光子１６は、例えばルチル結晶などからなり、それらの光学軸が互いに４５度異なるように共に同形の短冊状（長方形平板状）に加工されたものである。例えば偏光子１４はその長辺に平行方向（もしくは垂直方向）に光学軸が設定され、それに対して検光子１６はその長辺に対して４５度の方向に光学軸が設定されている。ファラデー素子１２は、磁性ガーネット単結晶（例えばＢｉ置換希土類鉄ガーネット単結晶）からなり、前記の偏光子１４や検光子１６と同形の短冊状（長方形平板状）に加工したものである。その厚みは、使用波長の入射光がその偏光面を４５度回転する厚さに設定されている。
【００１２】
永久磁石２０，２２は、例えばＳｍＣｏ系希土類焼結磁石からなり、その長手方向に着磁が施されている。細長平板状をなす永久磁石２０，２２の幅寸法は、偏光子などの光学素子の長辺寸法より若干大きめに設定されている。永久磁石２０，２２は、基本的に平板状であるため加工が容易で製作コストも安価となる。ファラデー素子１２は、その長辺側の側面で一方の永久磁石２０に面接着され、偏光子１４と検光子１６は、それらの長辺側の側面で他方の永久磁石２２に所定の間隔（ファラデー素子１２の厚みより大きな間隔）をおいて面接着される。このように各光学素子は長辺側の側面で面接着するため、接着面積が増加し、固定強度が増加する。なお、永久磁石２０，２２の対向面（光学素子を接着する面）は、予め砥石にて研磨しておく。また図１に示すように、永久磁石２０，２２の光学素子を接着する面の長手方向の稜線部に僅かでも面取り２６を施しておくのがよい。そうすると、その面取り２６を利用して光学素子の短辺側の側面の一部分にも接着剤を載せられるため、永久磁石と光学素子との接着強度をより高めることができるからである。
【００１３】
偏光子１４と検光子１６を接着した永久磁石２２とファラデー素子１２を接着した永久磁石２０とが対向するように組み合わせることで光アイソレータ本体２４が構成される。このように、予め光学軸が所定の向きになるように設定された偏光子１４と検光子１６を同じ永久磁石２２の同一平面上に接着する構成とすることによって、組立時の光学軸調整なしに所望のアイソレータ特性が発現する。また各光学素子は個別に永久磁石に固定するため、光学素子間は空気層であって接着層は無いので、ハイパワーの光に対しても損傷などの問題は生じない。
【００１４】
ホルダ３０は、中央貫通穴３２を有する円筒状部３４の片側に、中心軸に対して直交する方向に凹溝３６を形成した構造をなしている。言い換えると、中央貫通穴３２を有する円筒状部３４と、その片側から中心軸方向に一体的に突設した一対の挟持片３８を有し、その一対の挟持片３８によって凹溝３６が形成されている構造である。従って、挟持片３８の外周面は円筒状部３４の外周面と面一となる。この凹溝３６に光アイソレータ本体２４が挿入され接着固定される。
【００１５】
ファラデー素子１２を接着した一方の永久磁石２０と偏光子１４と検光子１６を接着した他方の永久磁石２２とを、光学素子接着面が互いに向き合い平行となるような状態でホルダ３０の凹溝３６に組み込み、永久磁石２０，２２が接触している側面全体（３面）で接着固定する。接触面積が大きいため、十分な固定強度を確保することができる。作業としては、一方の永久磁石を凹溝３６に嵌め入れ接着し、次に他方の永久磁石を凹溝３６に嵌め入れ接着するというように、別々に行うのがよい。このようにすると、偏光子・検光子とファラデー素子がそれぞれ１辺のみで別々の永久磁石で保持された状態となるため、温度変動に対する熱応力が緩和されるからである。
【００１６】
細長平板状をなす永久磁石２０，２２を凹溝３６に挿入するため、光軸回りの角度は一義的に定まる。永久磁石２０，２２を凹溝３６に挿入したときにホルダ３４の外周形状に合うように、永久磁石２０，２２の外側の角部には予めテーパ加工（もしくはアール加工）を施しておく。テーパ面を符号２８で示す。これによって永久磁石２０，２２がホルダ３０の外周面から過度にはみ出すことが無く、光アイソレータの外径を小さくすることができる。更に、永久磁石２０，２２を剥き出し状態としたことで、より一層の小型化を実現できる。各光学素子は、ホルダ３０の挟持部３８と永久磁石２０，２２とによって保護される。また、永久磁石２０，２２とホルダ３０は、ホルダ３０の挟持部３８で永久磁石２０，２２を挟み込むように固定しているために、様々の方向からの振動や衝撃に対する機械的強度が向上する。
【００１７】
このホルダ３０は、その凹溝３６とは反対側でフェルール４０に装着可能となっている。図２のＡに示すように、ホルダ３０の中心貫通穴３２はフェルール４０のキャピラリ部４２が丁度嵌合する形状をなし、それらの嵌合状態でホルダ端面とフェルール端面を衝合し固定する。ホルダ及びフェルールを共にステンレス鋼製とした場合は、両者を全周複数箇所（例えば８箇所）でＹＡＧ溶接４４によって固定する。
【００１８】
各光学素子（偏光子１４、ファラデー素子１２、検光子１６）は、端面反射を防ぐために、光軸に対して垂直な状態からやや傾くように永久磁石２０，２２に取り付ける。永久磁石２０，２２の光学素子接着面は平坦面であり、光学素子も短冊状であるため、傾きを付けた状態での接着は容易である。またキャピラリ部４２の先端面も、光軸に対して垂直な状態からやや傾くように（例えば８度）研磨されている。このように傾きを付けることによって、反射戻り光を防止している。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、光アイソレータ本体は、細長平板状をなす２枚の永久磁石が間隔をおいて対向配置され、それらの間に偏光子、ファラデー素子、検光子が挟まれるような構造をなしているため、光学素子を強固に且つ容易に固定できる。また、光学素子同士をラミネートする必要がないので、ハイパワーの光に対しても損傷などの障害が生じる恐れがない。更にホルダは、中央貫通穴を有する筒状部の片側に凹溝を形成した構造をなし、該凹溝に前記光アイソレータ本体が挿入固定されるため、永久磁石が剥き出し状態となり、永久磁石の外周にテーパ加工やアール形状を施すことで、より一層の小型化・細径化が可能となる。
【００２０】
偏光子及び検光子を、それらの偏光軸が互いに４５度異なるように共に短冊状に加工し、それらの長辺で永久磁石に固定すると、無調整でアイソレータ特性が発現し、調整作業のために必要としていた工数や部品がいらなくなり、安価に製造できる。また、ホルダの中心貫通穴はフェルールのキャピラリ部が嵌合する形状をなし、それらの嵌合状態でホルダ端面とフェルール端面を衝合し固定するように構成すると、光アイソレータのフェルール端への接合強度は更に向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るフェルール装着型光アイソレータの一実施例を示す斜視図。
【図２】本発明に係るフェルール装着型光アイソレータの説明図。
【符号の説明】
１０  フェルール装着型光アイソレータ
１２  ファラデー素子
１４  偏光子
１６  検光子
２０，２２  永久磁石
２４  光アイソレータ本体
３０  ホルダ
３２  中央貫通穴
３４  円筒状部
３６  凹溝
４０  フェルール
【図１】
0003934989.tif 000002
【図２】
0003934989.tif 000003