(57)【要約】【課題】小型、軽量かつ低価格化の要請に対応でき、耐熱性に係る温度管理の問題も解消できるファラデー回転子を提供する。【解決手段】光軸と垂直で光軸から離れる方向に磁化された第１の磁石31と、光軸と垂直で光軸に向かう方向に磁化された第２の磁石32と、これ等磁石間に配置され光軸と平行で第１の磁石から第２の磁石に向かう方向に磁化された第３の磁石33とで構成され、各磁石の孔部で構成される貫通孔内にファラデー素子35が配置されたファラデー回転子であって、第１〜第３の磁石が残留磁束密度１．１±０．１Ｔ（テスラ）のサマリウムコバルト系磁石で構成され、ファラデー素子がベルデ定数４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上の常磁性体で構成されていることを特徴とする。【選択図】図３
2016180858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光が通過する貫通孔を中心に有する磁石体と、この貫通孔内に配置されかつ光が透過する常磁性体から成るファラデー素子を備え、
上記磁石体が、磁化方向が光軸と垂直でかつ光軸から離れる方向に磁化されている第１の磁石と、磁化方向が光軸と垂直でかつ光軸に向かう方向に磁化されている第２の磁石と、上記第１の磁石と第２の磁石間に配置され磁化方向が光軸と平行でかつ第１の磁石から第２の磁石に向かう方向に磁化されている第３の磁石とで構成され、第１の磁石、第２の磁石および第３の磁石の各中心には上記磁石体の貫通孔を構成する孔部が設けられていると共に、これ等孔部で構成される貫通孔の長さ方向中央部にファラデー素子が配置されたファラデー回転子において、
第１の磁石、第２の磁石および第３の磁石が、残留磁束密度１．１±０．１Ｔ（テスラ）のサマリウムコバルト系磁石で構成され、かつ、ファラデー素子が、ベルデ定数４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上の常磁性体で構成されていることを特徴とするファラデー回転子。
【請求項２】
上記ファラデー素子が、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＳＡＧ（テルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＳＬＡＧ（テルビウム・スカンジウム・ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＣＳＡＧ（テルビウム・セリウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット）から選択される常磁性体で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のファラデー回転子。
【請求項３】
８個の磁石片を組み合わせて成る８角形の集合磁石により第１の磁石および第２の磁石が構成され、かつ、１個の単体磁石または４個若しくは８個の磁石片を組み合わせて成る集合磁石により第３の磁石が構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のファラデー回転子。
【請求項４】
上記ファラデー素子が、磁石体の貫通孔内に磁力若しくは接着剤により保持されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のファラデー回転子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信システムやレーザ加工システムに用いられるレーザ装置をレーザ反射戻り光から保護する光アイソレータ用ファラデー回転子に係り、特に、小型、軽量かつ低価格な光アイソレータの提供を可能とするファラデー回転子の改良に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信システムに用いられる半導体レーザおよびレーザ加工システムに用いられる固体レーザ等のレーザ素子（レーザ装置）においては、レーザ共振器外部の光学面や加工面で反射したレーザ反射戻り光がレーザ素子に戻るとレーザ発振が不安定になる。レーザ発振が不安定になると、光通信システムであれば信号ノイズとなり、レーザ加工システムであればレーザ素子が破壊されるため、レーザ反射戻り光を遮断してレーザ反射戻り光がレーザ素子（レーザ装置）に戻らないようにする光アイソレータが使用される。
【０００３】
図１は、光アイソレータに組み込まれる光アイソレータ用ファラデー回転子の基本構成を示す断面図であり、符号１０は光軸方向（黒矢印）に磁化された永久磁石を示し、一般的に磁石の形状は円筒型でその貫通孔内にファラデー素子１１が組み込まれている。そして、ファラデー素子１１は、貫通孔内において永久磁石１０の磁界によってファラデー効果を生じさせる。尚、図１に示す光アイソレータ用ファラデー回転子においては、光軸方向（黒矢印）と永久磁石１０における磁化の向が同一になっているが、永久磁石１０における磁化方向が逆向きに設定されていても機能的に差異はない。
【０００４】
ところで、光通信システムで使用される光（レーザ）の波長帯域は、主に１．３〜１．７μｍであり、光アイソレータ用ファラデー回転子に組み込まれるファラデー素子１１としては希土類鉄ガーネット膜が用いられている。他方、加工機用ファイバーレーザの励起光に使用される固体レーザ（レーザ装置）の波長は、光通信システムで使用され光通信帯域よりも短い波長であり、主に１μｍ付近の波長である。そして、１μｍ付近の波長では、上記希土類鉄ガーネット膜は光の吸収が大きくその吸収熱により破壊されて使用に耐えられないことから、一般的に常磁性体から成るファラデー素子としてテルビウム・ガリウム・ガーネット（以下、ＴＧＧと略記する場合がある）が広く使われている。
【０００５】
そして、磁石とファラデー素子を備えたファラデー回転子が光アイソレータに組み込まれる場合、ファラデー効果により光の偏光面を回転させる回転角度（以下、ファラデー回転角と称する）は一般に４５度であるため、ファラデー回転角θ＝４５度となるようにファラデー素子の長さＬが決定される。尚、ファラデー素子のベルデ定数をＶ、光軸方向の磁束密度をＨとした場合、ファラデー回転角θとファラデー素子長さＬは式（１）の関係にある。    ファラデー回転角θ＝Ｖ×Ｈ×Ｌ                  式（１）
【０００６】
ところで、常磁性体であるテルビウム・ガリウム・ガーネット（ＴＧＧ）のベルデ定数Ｖは、上記希土類鉄ガーネット膜のベルデ定数Ｖと較べて小さく、その値は３５ｒａｄ／Ｔ／ｍであることが知られている。
【０００７】
そして、ファラデー回転角θを４５度（０．７８５ｒａｄ）回転させるのに必要な磁束密度を得るには大きな磁界が必要とされ、光アイソレータに要請されている小型かつ軽量な光アイソレータの提供を実現するため、残留磁束密度が高い「ネオジム鉄ボロン系」材料から成る永久磁石を用いて構成された図１に示すファラデー回転子が、現在、主流を占めていた。
【０００８】
尚、ＴＧＧ（ベルデ定数Ｖ：３５ｒａｄ／Ｔ／ｍ）がファラデー素子に適用された場合、ファラデー回転角θを４５度（０．７８５ｒａｄ）回転させるのに必要なファラデー素子の長さＬは、磁石貫通孔内における光軸方向の平均磁束密度Ｈ（Ｔ：テスラ）を「０．５Ｔ、１．０Ｔ、１．５Ｔ、１．９Ｔ、２．０Ｔ」とすると、上記式（１）から、以下の表１に示すような長さ寸法値（ｍｍ）となる。
【０００９】
【表１】
2016180858.tif 000003
【００１０】
一方、図１に示すファラデー回転子の構造に代え、図２に示す「第１の磁石」「第２の磁石」および「第３の磁石」を組み合わせて磁束密度を高めたファラデー回転子が開発されている（特許文献１参照）。
【００１１】
すなわち、光が通過する貫通孔を中心に有する磁石体と、該貫通孔内に配置されかつ光が透過する常磁性体から成るファラデー素子を備える特許文献１に記載されたファラデー回転子は、図２に示すように、磁化方向が光軸と垂直でかつ光軸に向かう方向に磁化されている「第１の磁石１」と、磁化方向が光軸と垂直でかつ光軸から離れる方向に磁化されている「第２の磁石２」と、上記「第１の磁石１」と「第２の磁石２」間に配置され磁化方向が光軸と平行でかつ「第２の磁石２」から「第１の磁石１」に向かう方向に磁化されている「第３の磁石３」で上記磁石体が構成され、「第１の磁石１」「第２の磁石２」および「第３の磁石３」の各中心には上記磁石体の貫通孔を構成する孔部が設けられていると共に、これ等孔部で構成される貫通孔の長さ方向中央部にファラデー素子５が配置されて成るものであった。
【００１２】
そして、コンピュータシミュレーション（ＪＭＡＧデザイナー）を用いた磁場解析によれば、図２に示す「第１の磁石１」「第２の磁石２」および「第３の磁石３」で構成された磁石体（「ネオジム鉄ボロン系」材料から成る磁石が適用されている）の場合、光アイソレータの貫通孔内に形成される平均磁束密度は約１．９Ｔ（テスラ）となり、ファラデー素子（ＴＧＧ）の長さＬは、表１に示す計算値から約１２ｍｍ（１１．８ｍｍ）となる。
【００１３】
尚、一般に売られている光アイソレータの平均磁束密度は「ネオジム鉄ボロン系」材料から成る永久磁石を適用した光アイソレータにおいても約１．０Ｔ（テスラ）であり、そのファラデー素子（ＴＧＧ）の長さＬは、表１に示す計算値から約２２ｍｍ（２２．４ｍｍ）となる。このため、特許文献１に記載されたファラデー回転子を適用することにより、光アイソレータの著しい小型化が図られることが確認される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００９−２２９８０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
ところで、ファラデー回転子において高い磁束密度を得るためには、一般に、大きな体積を有する磁石が必要になるが、光アイソレータにおける小型でかつ軽量化の要請には逆らうことになるためできるだけ残留磁束密度の高い磁石が必要となる。このため、常磁性体から成るファラデー素子が適用される光アイソレータにおいては、上述したように最も残留磁束密度が高い「ネオジム鉄ボロン系」材料から成る永久磁石（「ネオジム鉄ボロン系磁石」）を用いることが、現在、世界の主流となっている。
【００１６】
一方、後述する理由により「ネオジム鉄ボロン系磁石」に配合され、他の工業製品用途においてその需要が著しく拡大しているレアアースの「ジスプロシウム」はその産出量が極めて少なく、かつ、産出国も限定されている。そして、主たる産出国の大幅な輸出制限により２０１１年に価格が以前の２０倍まで高騰し、その後「ジスプロシウム」の価格は下落しているものの、高騰以前の価格に較べ依然として高い水準となっている。このため、低価格化という光アイソレータの要請には応えることが困難な状況となっている。
【００１７】
また、上記「ネオジム鉄ボロン系磁石」はその特性から熱減磁温度が３０℃と低いものもあるため、１０℃から５０℃の動作温度を確保する目的で上述したように「ジスプロシウム」の配合を増やし、耐熱性が６０℃まで高められた「ネオジム鉄ボロン系磁石」を用いるのが一般的とされている。しかし、このことが、光アイソレータの保管温度を６０度に制限する原因となっている。そして、一度６０℃を超えてしまうと、その後室温に戻しても当初の機能を失ってしまうため、常磁性体から成るファラデー素子を適用した光アイソレータにおいて、工業製品として温度管理が必要となる分、その取り扱いを難しいものとしていた。
【００１８】
本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、上述した「ネオジム鉄ボロン系磁石」を用いることなく、光アイソレータの小型、軽量かつ低価格化の要請に応えられると共に、工業製品としての温度管理の問題も解消できるファラデー回転子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記課題を解決するため、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、常磁性体から成るファラデー素子が用いられた光アイソレータにおいて、「ネオジム鉄ボロン系磁石」より磁束密度が低いために適用されることがなかった「サマリウムコバルト系磁石」と、ベルデ定数が４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上である常磁性体から成るファラデー素子を組み合わせ、かつ、特許文献１に記載された「第１の磁石」「第２の磁石」および「第３の磁石」から成る磁石体の構造を採用した場合、小型、軽量かつ低価格な光アイソレータを提供できることを見出すにいたった。本発明はこのような技術的発見により完成されたものである。
【００２０】
すなわち、本発明に係る第１の発明は、
光が通過する貫通孔を中心に有する磁石体と、この貫通孔内に配置されかつ光が透過する常磁性体から成るファラデー素子を備え、
上記磁石体が、磁化方向が光軸と垂直でかつ光軸から離れる方向に磁化されている第１の磁石と、磁化方向が光軸と垂直でかつ光軸に向かう方向に磁化されている第２の磁石と、上記第１の磁石と第２の磁石間に配置され磁化方向が光軸と平行でかつ第１の磁石から第２の磁石に向かう方向に磁化されている第３の磁石とで構成され、第１の磁石、第２の磁石および第３の磁石の各中心には上記磁石体の貫通孔を構成する孔部が設けられていると共に、これ等孔部で構成される貫通孔の長さ方向中央部にファラデー素子が配置されたファラデー回転子において、
第１の磁石、第２の磁石および第３の磁石が、残留磁束密度１．１±０．１Ｔ（テスラ）のサマリウムコバルト系磁石で構成され、かつ、ファラデー素子が、ベルデ定数４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上の常磁性体で構成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
次に、本発明に係る第２の発明は、
第１の発明に記載のファラデー回転子において、
上記ファラデー素子が、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＳＡＧ（テルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＳＬＡＧ（テルビウム・スカンジウム・ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＣＳＡＧ（テルビウム・セリウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット）から選択される常磁性体で構成されていることを特徴とし、
第３の発明は、
第１の発明または第２の発明に記載のファラデー回転子において、
８個の磁石片を組み合わせて成る８角形の集合磁石により第１の磁石および第２の磁石が構成され、かつ、１個の単体磁石または４個若しくは８個の磁石片を組み合わせて成る集合磁石により第３の磁石が構成されていることを特徴とし、
また、第４の発明は、
第１の発明〜第３の発明のいずれかに記載のファラデー回転子において、
上記ファラデー素子が、磁石体の貫通孔内に磁力若しくは接着剤により保持されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係るファラデー回転子は、
残留磁束密度１．１±０．１Ｔの「サマリウムコバルト系磁石」により第１の磁石、第２の磁石および第３の磁石が構成され、かつ、ベルデ定数４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上の常磁性体によりファラデー素子が構成されているため、従来、主流であった「ネオジム鉄ボロン系磁石」に起因した価格高騰の問題と、「ネオジム鉄ボロン系磁石」の熱減磁温度に起因した耐熱性の問題を解消できる効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】光アイソレータに組み込まれるファラデー回転子の基本構成を示す概略断面図。
【図２】特許文献１に記載されたファラデー回転子の概略構成断面図。
【図３】図３（Ａ）は本発明に係るファラデー回転子の左側面図、図３（Ｂ）は概略構成断面図、および、図３（Ｃ）は右側面図。
【図４】図４（Ａ）は実施例に係るファラデー回転子の側面図、および、図４（Ｂ）は概略構成断面図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００２５】
まず、実施の形態に係るファラデー回転子は、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）に示すように、８個の磁石片をそれぞれ組み合わせて成る外形が８角形の集合磁石により構成された第１の磁石３１および第２の磁石３２と、第１の磁石３１と第２の磁石３２間に設けられかつ１個の円筒型単体磁石または４個若しくは８個の磁石片を組み合わせて成る外形が４角形若しくは８角形の集合磁石により構成された第３の磁石３３と、第１の磁石３１、第２の磁石３２および第３の磁石３３の孔部で構成される貫通孔の長さ方向中央部に配置されたファラデー素子３５を備えており、該ファラデー素子３５は、第１の磁石３１、第２の磁石３２および第３の磁石３３の孔部で構成される貫通孔内に磁力若しくは接着剤により保持されている。
【００２６】
より具体的に説明すると、光が通過する貫通孔を中心に有する磁石体と、該磁石体の貫通孔内に配置されかつ光が透過する常磁性体から成るファラデー素子を備えた本実施の形態に係るファラデー回転子は、
上記磁石体が、磁化方向が光軸３４と垂直でかつ光軸３４から離れる方向に磁化されている第１の磁石３１と、磁化方向が光軸３４と垂直でかつ光軸３４に向かう方向に磁化されている第２の磁石３２と、上記第１の磁石３１と第２の磁石３２間に配置され磁化方向が光軸３４と平行でかつ第１の磁石３１から第２の磁石３２に向かう方向に磁化されている第３の磁石３３とで構成され、第１の磁石３１、第２の磁石３２および第３の磁石３３の各中心には上記磁石体の貫通孔を構成する孔部が設けられていると共に、これ等孔部で構成される貫通孔の長さ方向中央部にファラデー素子３５が配置されており、かつ、
上記第１の磁石３１、第２の磁石３２および第３の磁石３３が、残留磁束密度１．１±０．１Ｔ（テスラ）の「サマリウムコバルト系磁石」でそれぞれ構成され、上記ファラデー素子３５が、ベルデ定数４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上の常磁性体で構成されていることを特徴としている。
【００２７】
尚、本実施の形態に係るファラデー回転子を光通信システムやレーザ加工システムに組み込んで「偏波無依存型光アイソレータ」を構成する場合、図３（Ｂ）に示すファラデー回転子におけるファラデー素子３５の光入射側（第１の磁石３１における孔部外の近傍若しくは孔部内）に入射側楔型複屈折板（図示せず）が配置され、ファラデー素子３５の光出射側（第２の磁石３２における孔部外の近傍若しくは孔部内）に出射側楔型複屈折板（図示せず）が配置されると共に、該出射側楔型複屈折板の出射側近傍位置に異常光線と常光線を合波する図示外の複屈折性結晶平板（ディスプレイサ）が配置された構造となる。
【００２８】
そして、本実施の形態に係るファラデー回転子によれば、残留磁束密度が１．１±０．１Ｔの「サマリウムコバルト系磁石」により第１の磁石３１、第２の磁石３２および第３の磁石３３が構成され、かつ、ベルデ定数が４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上の常磁性体によりファラデー素子３５が構成され、従来、主流であった「ネオジム鉄ボロン系磁石」を適用していないため、該「ネオジム鉄ボロン系磁石」に起因した価格高騰に関する問題、および、「ネオジム鉄ボロン系磁石」の熱減磁温度に起因した耐熱性に関する問題を解消することが可能となる。
【００２９】
尚、ファラデー素子３５を構成するベルデ定数４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上の常磁性体としては、ＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＳＡＧ（テルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＳＬＡＧ（テルビウム・スカンジウム・ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＣＳＡＧ（テルビウム・セリウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット）等が挙げられる。
【実施例】
【００３０】
以下、本発明の実施例について比較例も挙げて具体的に説明する。
【００３１】
（１）磁石体の構成と貫通孔内に形成される平均磁束密度
図４（Ａ）〜（Ｂ）は実施例と比較例で適用された磁石体の構造を示している。
【００３２】
すなわち、実施例と比較例で適用された磁石体は、図４（Ａ）〜（Ｂ）に示すように磁化方向が光軸と垂直でかつ光軸から離れる方向に磁化されている第１の磁石４１と、磁化方向が光軸と垂直でかつ光軸に向かう方向に磁化されている第２の磁石４２と、上記第１の磁石４１と第２の磁石４２間に配置され磁化方向が光軸と平行でかつ第１の磁石４１から第２の磁石４２に向かう方向に磁化されている第３の磁石４３とで構成され、第１の磁石４１、第２の磁石４２および第３の磁石４３の各中心には上記貫通孔を構成する孔部がそれぞれ設けられていると共に、これ等孔部で構成される貫通孔の長さ方向中央部に常磁性体で構成されたファラデー素子（図示せず）が配置されている。
【００３３】
また、第１の磁石４１、第２の磁石４２および第３の磁石４３は８個の磁石片をそれぞれ組み合わせて成る外形が８角形の集合磁石でそれぞれ構成され、上記第１の磁石４１、第２の磁石４２および第３の磁石４３における８個の各磁石片は、残留磁束密度が１．１±０．１Ｔ（テスラ）の「サマリウムコバルト系磁石」で構成されていると共に、上記８角形の対辺距離は３２ｍｍ±１ｍｍに設定されている。
【００３４】
更に、第１の磁石４１と第２の磁石４２の厚みが１６ｍｍ±１ｍｍ、第３の磁石４３の厚みが８ｍｍ±１ｍｍ、および、第１の磁石４１、第２の磁石４２および第３の磁石４３に設けられた孔部（貫通孔を構成）の直径が３ｍｍ±１ｍｍに設定されている。
【００３５】
そして、コンピュータシミュレーション（ＪＭＡＧデザイナー）を用いた磁場解析によれば、図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す「第１の磁石４１」「第２の磁石４２」および「第３の磁石４３」で構成された磁石体（「サマリウムコバルト系磁石」が適用）の場合、光アイソレータの貫通孔内に形成される平均磁束密度は約１．３Ｔ（テスラ）と想定される。
【００３６】
（２）ファラデー素子
常磁性体から成るファラデー素子は、ベルデ定数が３５ｒａｄ／Ｔ／ｍであるテルビウム・ガリウム・ガーネット（比較例：ＴＧＧ）、および、ベルデ定数が４２ｒａｄ／Ｔ／ｍであるテルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット（実施例：ＴＳＡＧ）が適用されている。
【００３７】
［比較例］
図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す磁石体が適用され、かつ、ベルデ定数が３５ｒａｄ／Ｔ／ｍであるテルビウム・ガリウム・ガーネット（ＴＧＧ）から成るファラデー素子を適用した比較例に係るファラデー回転子においては、ファラデー回転角θを４５度（０．７８５ｒａｄ）回転させるのに必要なファラデー素子（ＴＧＧ）の長さＬは、上述した式（１）から表２に示す長さ寸法となる。
【００３８】
【表２】
2016180858.tif 000004
【００３９】
そして、図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す磁石体が適用された光アイソレータの貫通孔内に形成される平均磁束密度は上述したように約１．３Ｔ（テスラ）と想定されることから、比較例に係るファラデー回転子においてファラデー回転角θを４５度（０．７８５ｒａｄ）回転させるのに必要なファラデー素子（ＴＧＧ）の長さＬは、表２に示す計算値から約１７ｍｍ（１７．２ｍｍ）となる。
【００４０】
しかし、図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す磁石体が適用された光アイソレータの貫通孔内に形成される平均磁束密度が約１．３Ｔ（テスラ）である範囲は、上記貫通孔内の長さ方向中央における約１６ｍｍの範囲であり、ファラデー素子（ＴＧＧ）の長さＬが上記約１７ｍｍ（１７．２ｍｍ）の場合に、平均磁束密度の数値（約１．３Ｔ）を満たさなくなるため、従来の「ネオジム鉄ボロン系磁石」に起因した価格高騰に関する問題、および、「ネオジム鉄ボロン系磁石」の熱減磁温度に起因した耐熱性に関する問題を解消することはできないことが確認される。
【００４１】
［実施例］
図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す磁石体が適用され、かつ、ベルデ定数が４２ｒａｄ／Ｔ／ｍであるテルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット（ＴＳＡＧ）から成るファラデー素子を適用した実施例に係るファラデー回転子においては、ファラデー回転角θを４５度（０．７８５ｒａｄ）回転させるのに必要なファラデー素子（ＴＳＡＧ）の長さＬは、上述した式（１）から表３に示す長さ寸法となる。
【００４２】
【表３】
2016180858.tif 000005
【００４３】
そして、図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す磁石体が適用された光アイソレータの貫通孔内に形成される平均磁束密度は上述したように約１．３Ｔ（テスラ）と想定されることから、実施例に係るファラデー回転子においてファラデー回転角θを４５度（０．７８５ｒａｄ）回転させるのに必要なファラデー素子（ＴＳＡＧ）の長さＬは、表３に示す計算値から約１４ｍｍ（１４．３ｍｍ）となる。
【００４４】
従って、図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す磁石体が適用された光アイソレータの貫通孔内に形成される平均磁束密度が約１．３Ｔ（テスラ）である範囲、すなわち約１６ｍｍの範囲内の要件を満たすため、従来の「ネオジム鉄ボロン系磁石」に起因した価格高騰に関する問題、および、「ネオジム鉄ボロン系磁石」の熱減磁温度に起因した耐熱性に関する問題を解消できることが確認される。
【００４５】
すなわち、光アイソレータの小型、軽量化を保持しながら、レアアースの価格高騰の影響を回避できることで低価格化が可能となり、更に、不可逆減磁温度が２００℃を超える「サマリウムコバルト系磁石」を適用したことにより、「ネオジム鉄ボロン系磁石」の不可逆減磁温度６０℃と比べて３倍以上の耐熱温度の改善効果が得られる。
【００４６】
尚、本実施例においては、ベルデ定数が４２ｒａｄ／Ｔ／ｍであるテルビウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット（ＴＳＡＧ）を適用しているが、テルビウム・ガリウム・ガーネット（ＴＧＧ）におけるベルデ定数（３５ｒａｄ／Ｔ／ｍ）の１．２倍を超えるベルデ定数を有するＴＡＧ（テルビウム・アルミニウム・ガーネット）、ＴＳＬＡＧ（テルビウム・スカンジウム・ルテチウム・アルミニウム・ガーネット）、および、ＴＣＳＡＧ（テルビウム・セリウム・スカンジウム・アルミニウム・ガーネット）の適用も可能であることを確認している。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
本発明に係るファラデー回転子によれば、残留磁束密度が１．１±０．１Ｔの「サマリウムコバルト系磁石」により第１の磁石３１、第２の磁石３２および第３の磁石３３が構成され、かつ、ベルデ定数が４２ｒａｄ／Ｔ／ｍ以上の常磁性体によりファラデー素子３５が構成されて、従来、主流であった「ネオジム鉄ボロン系磁石」を適用していないため、「ネオジム鉄ボロン系磁石」に起因した価格高騰に関する問題および「ネオジム鉄ボロン系磁石」の熱減磁温度に起因した耐熱性に関する問題を解消することが可能となる。このため、小型、軽量かつ低価格化が要請されている光アイソレータに適用される産業上の利用可能性を有している。
【符号の説明】
【００４８】
１  第１の磁石
２  第２の磁石
３  第３の磁石
５  ファラデー素子
１０  永久磁石
１１  ファラデー素子
３１  第１の磁石
３２  第２の磁石
３３  第３の磁石
３４  光軸
３５  ファラデー素子
４１  第１の磁石
４２  第２の磁石
４３  第３の磁石
【図３】
2016180858.tif 000006
【図４】
2016180858.tif 000007
【図１】
2016180858.tif 000008
【図２】
2016180858.tif 000009