(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光ファイバを接続する、ファラデー回転子及びＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板を備えた光アイソレータであって、
前記ファラデー回転子の光入射側及び光出射側のそれぞれに、前記ＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板を垂直面が前記ファラデー回転子側に向くように且つ常光線と異常光線ともに４５°ずれるように配置し、さらに、前記ファラデー回転子の光入射側に配設された前記ＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板の光出射面及び前記ファラデー回転子の光出射側に配設されたＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板の光入射面を、それぞれｃ軸に平行な面とした光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複屈折率が大きいＭｇＴｉＯ３単結晶体を使用した光アイソレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバを接続する中継光増幅器には、反射戻り光が雑音を誘起することから、反射戻り光を遮断して雑音を押さえるために光アイソレータが使用されている。光アイソレータは、複屈折単結晶プリズムの間にファラデー回転素子を配し、複屈折単結晶プリズムの傾斜面をファラデー回転素子の各々反対側に向け、かつ各々の傾斜面が平行となるように配置されている。光アイソレータのプリズムに用いられる複屈折性単結晶には、主としてルチル単結晶が利用されている（特許文献１、２参照）。
【０００３】
ルチル単結晶は、浮遊帯溶融法（ＦＺ法）、ベルヌイ法などで製造されている（特許文献３、４参照）。
【特許文献１】特開平６−１７５０７０号公報
【特許文献２】特開２００１−２６４６９４公報
【特許文献３】特開平７−３３０４２９号公報
【特許文献４】特開２００４−３６１８１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ルチルの複屈折率（Δｎ）は約０．３であるが、常光線の屈折率ｎ１と異常光線の屈折率ｎ２との差である複屈折率Δｎ＝│ｎ１−ｎ２│が大きければ、常光線と異常光線との分離角はより大きくなる。その結果、複屈折率が大きい複屈折単結晶をプリズムに使用できれば、光アイソレータを小型化することが可能となる。そのため、ルチル複屈折単結晶より複屈折が大きい複屈折単結晶が求められていた。
【０００５】
そこで、本発明は、前記課題を解決するために、ルチル複屈折単結晶より複屈折率が大きいＭｇＴｉＯ３単結晶体を使用した光アイソレータを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、光ファイバを接続する、ファラデー回転子及びＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板を備えた光アイソレータであって、前記ファラデー回転子の光入射側及び光出射側のそれぞれに、前記ＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板を垂直面が前記ファラデー回転子側に向くように且つ常光線と異常光線ともに４５°ずれるように配置し、さらに、前記ファラデー回転子の光入射側に配設された前記ＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板の光出射面及び前記ファラデー回転子の光出射側に配設されたＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板の光入射面を、それぞれｃ軸に平行な面とした光アイソレータである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶体は、従来のルチル複屈折単結晶体より複屈折率が大きく、複屈折単結晶を薄くできるので、光アソレータの複屈折単結晶プリズムの小型化が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の一実施例としてＦＺ法によるＭｇＴｉＯ３複屈折結晶の製造方法ついて説明する。
【実施例】
【００１１】
３ＮのＭｇＯ、ＴｉＯ２を化学量論組成（ＭｇＯ：ＴｉＯ２＝１：１）で秤量し、それを混合、破砕して、棒状に成形し、１３００℃で１０ｈｒ焼成して１ｃｍ径長さ１０ｃｍのＭｇＴｉＯ３セラミクス棒を作成した。焼結密度は理論密度の９５％以上であった。
【００１２】
このＭｇＴｉＯ３の棒２本をＦＺ育成炉の下軸と上軸に設置した。加熱時には上下軸を回転させる。下軸に設置したセラミックス棒の上端にランプ加熱の集中部がくるようにして加熱を行った。ＭｇＴｉＯ３の融点は１６００℃以上であるので、上端がそれ以上の温度になるように調整し、観測窓より上端が融解したことを確認する。
【００１３】
その後上軸に設置したセラミクス棒を徐々に（１ｃｍ／ｍｉｎ．）近づけて、融解部に接触させる。融液が接触により固化したら、再度加熱し、加熱する出力を調整し、融液が安定に存在する出力を求める。
【００１４】
融液部が安定してから、上下軸を一定速度、この実施例では１０ｍｍ／ｈｒで下に移動させるか、または下軸の移動速度よりも上軸の移動速度をやや小さくして移動させた。３０ｍｍ育成してから、上軸の移動をとめて、上下軸が離れることを確認し、その後ランプ出力を１時間程度でゼロにして、さらに１時間後にセラミックス棒を取り出した。下軸に融液から成長した多結晶が成長しているが、最初の実験では多結晶を構成している単結晶の径は２ｍｍ径以下であった。
【００１５】
この育成結晶が付いているセラミクス棒を、下軸にして同じ実験を何回も行った。加熱融解部の大きさは１５ｍｍ程度の長さなので、融液の下部はいつも育成結晶部がくるようにする。何回も育成を行うとそのたびに育成した多結晶部を構成している単結晶の径は大きくなり、この実験では４回で単結晶が得られた。
【００１６】
その後はこの単結晶を下軸に用い、上軸には原料棒としてセラミクス棒を用い、単結晶が育成できるようになった。育成条件としては、回転数２０−３０ｒｐｍ、移動速度３−３０ｍｍ／ｈであった。育成した単結晶は、８−１０ｍｍ径長さ２０−３５ｍｍであった。
【００１７】
育成結晶を用いてＸ解回折実験を行った結果、ＭｇＴｉＯ３単相であることが確認された。
【００１８】
育成結晶を切り出し、厚み１ｍｍの両面を光学研磨した板を作製した。
【００１９】
この板の複屈折率を測定した。その結果、ルチル等の他の複屈折結晶と同じ屈折率がｃ軸からの角度のみに依存する光学１軸性の３方晶系に属し、１．５μｍの波長で従来の結晶より大きな複屈折率（Δｎ＝０．３６）を持ち、ルチル単結晶のΔｎ＝−０．３０より大きいことが確認された。
【００２０】
また、この板の透過率を測定した。その結果、３μｍまで透明であることが判った。光ファイバーに用いられる１．３〜１．５μｍの波長でも透明であることが判った。
【００２１】
また、得られたＭｇＴｉＯ３単結晶は水と反応しないことから耐水性にも優れていることがわかった。
【００２２】
図１は本発明の製造方法により得られたＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶を組み込んだ光アイソレータの概略図である。
【００２３】
光ファイバ１，２を接続する光アイソレータは、ファラデー回転子３、ＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板４，５を備え、ファラデー回転子３の光入射側及び光出射側のそれぞれに、ＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板４，５を垂直面Ｍがファラデー回転子１側に向くように配置し、且つ常光線と異常光線ともに４５°ずれるように配置する。
【００２４】
ＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板４，５は、複屈折率が大きいので小型にすることができ、光アイソレータを従来より小型化が可能となる。特に、ファラデー回転子３の光入射側に配設されたＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板４の光出射面、及びファラデー回転子３の光出射側に配設されたＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板５の光入射面を、それぞれｃ軸に平行な面とすると、複屈折率を最も大きくとることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板を組み込んだ光アイソレータの概略図である。
【符号の説明】
【００２６】
１，２：光ファイバ
３    ：ファラデー回転子
４，５：ＭｇＴｉＯ３複屈折単結晶板
【図１】
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