(57)【要約】【課題】  ファラデー回転角を容易に調整できるようにする。【解決手段】  中空の柱状磁石（１２）の中空部分に固定される磁気光学素子（１０）からなる第１の磁気光学素子ユニットと、中空の柱状磁石（２０）の中空部分に固定される磁気光学素子（１８）からなる第２の磁気光学素子ユニットとの間に、柱状磁石（１２，２０）とは逆極性の方向で中空の磁石（１６）を配置する。第１の磁気光学素子ユニット（１０，１２）、逆極性磁石（１６）及び第２の磁気光学素子ユニット（１８，２０）をこの順でケース（２２）内に入れ、蓋（２４）で、逆極性磁石（１６）と柱状磁石（２０）との間の距離を調節する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空の柱状磁石（２０）と、
当該柱状磁石の中空部分に固定される磁気光学素子（１８）と、
当該柱状磁石とは逆極性に配置される逆極性磁石（１６）と、
当該柱状磁石と当該逆極性磁石との間の相対的距離を変更可能に、当該柱状磁石、当該磁気光学素子及び当該逆極性磁石を収容するケース（２２）
とを具備することを特徴とするファラデー回転子。
【請求項２】
当該柱状磁石が円柱状であ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】
当該ケースが、非磁性材料からなることを特徴とする請求項１又は２に記載のファラデー回転子。
【請求項４】
中空の第１の柱状磁石、及び当該第１の柱状磁石の当該中空部分に固定される第１の磁気光学素子からなる第１の磁気光学素子ユニット（１０，１２）と、
中空の第２の柱状磁石、及び当該第２の柱状磁石の当該中空部分に固定される第２の磁気光学素子からなる第２の磁気光学素子ユニット（１８，２０）と、
当該第１及び第２の磁気光学素子ユニット間に当該第１及び第２の柱状磁石とは逆極性の方向で配置される逆極性磁石（１６）と、
当該第１及び第２の磁気光学素子ユニットの少なくとも一方と当該逆極性磁石との間の相対的距離を変更可能に、当該第１の磁気光学素子ユニット、逆極性磁石及び当該第２の磁気光学素子ユニットを収容するケース（２２）
とを具備することを特徴とするファラデー回転子。
【請求項５】
当該第１及び柱状磁石が共に円柱状であることを特徴とする請求項４に記載のファラデー回転子。
【請求項６】
当該第１の磁気光学素子ユニット（１０，１２）と当該磁石（１６）が、非磁性板（１４）を介して相互に固定され、
当該第２の磁気光学素子ユニット（１８，２０）が当該ケース内で移動可能であることを特徴とする請求項４又は５に記載のファラデー回転子。
【請求項７】
更に、当該ケース内で当該第２の磁気光学素子ユニット（１８，２０）を当該磁石（１６）に向かって押し込む押込み部材（２４）を具備し、
当該押込み部材（２４）が、当該第１及び第２の磁気光学素子を透過するレーザ光を通す孔（２４ａ）を具備する
ことを特徴とする請求項４乃至６の何れか１項に記載のファラデー回転子。
【請求項８】
押込み部材が、当該ケースの内面に形成されるネジ山（２２ａ）に噛み合って、当該第２の磁気光学素子ユニット（１８，２０）を当該逆極性磁石（１６）に向かって押し込む板体（２４）であることを特徴とする請求項７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、ファラデー回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、波長１３００nm帯と１５５０nm帯で反射光防止のために用いられている光アイソレータのファラデー素子には、磁気光学素子としてビスマス系ガーネットが用いられている。ビスマス系ガーネットはフェリ磁性体であり、極性が逆の磁気的安定点がある。飽和点の外部磁場を印加すると、ファラデー回転角が一定になるので、磁石の磁場を精密調整する必要がなかった。光アイソレータでファラデー回転子を使用することが、特許文献１に記載されている。
【特許文献１】特公昭６１−０５８８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
近年、波長１０００ｎｍ帯の利用が検討され、この波長帯に対応する光アイソレータが必要とされている。１０００ｎｍ帯では、十分な光透過率を有するフェリ磁性体又は強磁性体の磁気光学素子が発見されておらず、常磁性体の磁気光学素子を使わざるを得ない。
【０００４】
常磁性体の磁気光学素子を使用する場合、光アイソレータに必要な４５度のファラデー回転角を得るためには、磁気光学素子の厚みと磁場の両方を適切な値に調整しなければならない。
【０００５】
本発明は、ファラデー回転角の調整が容易なファラデー回転子を提示することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るファラデー回転子は、中空の柱状磁石と、当該柱状磁石の中空部分に固定される磁気光学素子と、当該柱状磁石とは逆極性に配置される逆極性磁石と、当該柱状磁石と当該逆極性磁石との間の相対的距離を変更可能に、当該柱状磁石、当該磁気光学素子及び当該逆極性磁石を収容するケースとを具備することを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るファラデー回転子は、中空の第１の柱状磁石、及び当該第１の柱状磁石の当該中空部分に固定される第１の磁気光学素子からなる第１の磁気光学素子ユニットと、中空の第２の柱状磁石、及び当該第２の柱状磁石の当該中空部分に固定される第２の磁気光学素子からなる第２の磁気光学素子ユニットと、当該第１及び第２の磁気光学素子ユニット間に当該第１及び第２の柱状磁石とは逆極性の方向で配置される逆極性磁石と、当該第１及び第２の磁気光学素子ユニットの少なくとも一方と当該逆極性磁石との間の相対的距離を変更可能に、当該第１の磁気光学素子ユニット、逆極性磁石及び当該第２の磁気光学素子ユニットを収容するケースとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明では、柱状磁石とは逆の極性の逆極性磁石を配置することにより、磁気光学素子への磁界を強くすることができ、また、逆極性磁石と柱状磁石との間の距離を調整することで、磁気光学素子への磁界の強さを調節できる。これにより、ファラデー回転角を容易に所望値、例えば、４５度に調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の一実施例の概略構成を示す断面図である。テルビウムガリウムガーネットＴｂ３Ｇａ５Ｏ１２製の直径５ｍｍ、長さ１５ｍｍの円柱状磁気光学素子１０を、サマリウムコバルト製の内径５．１ｍｍ、外径５３ｍｍ、高さ１５ｍｍの円筒磁石１２内に挿入し、エポキシ接着剤等で相互に固定して、第１の磁気光学素子ユニットとする。円筒磁石１２は、円筒の軸方向の一方の端面がＳ極、他方の端面がＮ極になっている。
【００１１】
円筒磁石１２の一方の端面に非磁性材であるＳＵＳ３０４製の厚み１ｍｍの非磁性円板１４を挟んで、内径５．１ｍｍ、外径５３ｍｍ、高さ３０ｍｍの円筒磁石１６をエポキシ接着剤で固定する。円筒磁石１６は、円筒の軸方向の一方の端面がＳ極、他方の端面がＮ極になっており、円筒磁石１６の磁極が円筒磁石１２とは逆になるように、円筒磁石１６を配置する。すなわち、円筒磁石１６は、特許請求の範囲の逆極性磁石に相当する。円筒磁石１６は、レーザ光が透過する孔を中心に具備し、板状であってもよい。図１に示す例では、円筒磁石１２のＳ極と、非磁性円板１４を介して円筒磁石１６のＳ極が対面している。
【００１２】
円柱状磁気光学素子１０と円筒磁石１２からなる磁気光学素子ユニットと同様に、テルビウムガリウムガーネットＴｂ３Ｇａ５Ｏ１２製の直径５ｍｍ、長さ１５ｍｍの円柱状磁気光学素子１８を、サマリウムコバルト製の内径５．１ｍｍ、外径５３ｍｍ、高さ１５ｍｍの円筒磁石２０内に挿入し、エポキシ接着剤等で相互に固定して、第２の磁気光学素子ユニットとする。円柱状磁気光学素子１０，１８の長さは、必ずしも等しくなくてもよい。円筒磁石２０は、円筒の軸方向の一方の端面がＳ極、他方の端面がＮ極になっている。
【００１３】
更に、これらの円柱状磁気光学素子１０、円筒磁石１２、非磁性円板１４、円筒磁石１６、円柱状磁気光学素子１８及び円筒磁石２０を収容するＳＵＳ３０４製の円筒状ケース２２を用意する。ケース２２は、一側は全面的に開放されているが、他側は、中央の孔（又は開口）２２ａ以外は閉成されている。ケース２２の開放端側には、内面に０．５ｍｍピッチのネジ２２ｂを切ってあり、このネジ２２ｂに嵌合する厚さ５ｍｍの蓋となる円板２４を用意する。円板２４の外周には、ネジ２２ｂに噛み合うネジを切ってある。円板２４の中央には、レーザ光を透過する孔（又は開口）２４ａを開けてある。孔２２ａ、円柱状磁気光学素子１０，１８及び孔２４ａは同軸上に位置する。ファラデー回転子として使用する際に、レーザ光が、孔２２ａ、円柱状磁気光学素子１０，１８及び孔２４ａを通過する。
【００１４】
図１に示すように、接着剤で一体化された、第１の磁気光学素子ユニット（円柱状磁気光学素子１０と円筒磁石１２）、非磁性円板１４及び円筒磁石１６を、第１の磁気光学素子ユニットを先にして、ケース２２内に入れる。そして、第２の磁気光学素子ユニット（円柱状磁気光学素子１８及び円筒磁石２０）を、円筒磁石１６と反発する向きでケース２２に入れる。図１に示す例では、円筒磁石１６のＮ極と円筒磁石２０のＮ極が対面している。同じ磁極が向き合うことにより、円筒磁石１６と円筒磁石２０は反発するが、この反発力に抗して、円板２４をケース２２のネジ２２ｂにねじ込む。円板２４のねじ込み具合で、円筒磁石１６と円筒磁石２０との間の距離を調整できる。
【００１５】
外径Ｄｏ、内径Ｄｉ、厚みＬｍの円筒磁石について、その中心軸上でｘだけ離れた位置の磁場Ｈは、
H=(Br/2){(x+Lm)/[(x+Lm)2+(Do2/4)]1/2-x/[x2+Do2/4]}-(Br/2){(x+Lm)/[(x+Lm)2+(Di2/4)]1/2-x/[x2+Di2/4]}
で与えられる。但し、Ｂｒは、磁石の残留磁束密度を示す。
【００１６】
本実施例のように、磁気光学素子１０，１８に直接、磁界を印加する円筒磁石１２，２０の間に、これらと逆極性の円筒磁石１６を配置することにより、円筒磁石１６を配置しない場合に比べて、円筒磁石の中空部分での磁場は強くなる。これにより、磁気光学素子１０，１８を短くできる。更には、円筒磁石１２，１６，２０間の距離を調節することで、磁場の強さを調節できる。これにより、磁気光学素子１０，１８を適当なサイズに加工し、組み付けた後でも、ファラデー回転角を希望値に容易に調節できる。
【００１７】
図２は、円筒磁石１６と円筒磁石２０との間の距離ｄに対して、円筒磁石２０の中心軸上の磁場平均値と、全体のファラデー回転角の計算結果を示す。ここでは、サマリウムコバルトの残留磁束密度（Ｂｒ）を１００００ガウスとし、テルビウムガリウムガーネットのヴェルデ常数を０．１２分／Ｏｅ・ｃｍとした。距離ｄを２ｍｍから１０ｍｍに変化されたとき、ファラデー回転角はが４５．７度から４４．７度に変化する。距離ｄを調整することで、４５度のファラデー回転角を得られることが分かる。
【００１８】
４５度のファラデー回転角を得られた後、蓋円板２４をケース２２にエポキシ接着剤で固定することで、４５度ファラデー回転角のファラデー回転子が完成する。勿論、蓋円板２４をケース２２に接着しなければ、事後的にファラデー回転角を変更できる。
【００１９】
円柱状磁気光学素子１０、円筒磁石１２、非磁性円板１４及び円筒磁石１６を、予め接着剤で一体化することにより、ケース２２への組み込み作業が容易になるだけでなく、磁気光学素子１０への磁界が強くなる。
【００２０】
円柱状磁気光学素子１０，１８を例示したが、円柱ではなく、単なる柱状であってもよいことは明らかである。
【００２１】
図１に示す実施例に対し、第１の磁気光学素子ユニットを削除しても、ファラデー回転角の調整が容易なファラデー回転子を実現できることは明らかである。
【００２２】
ケース２２の孔２２ａの側も蓋２４と同様にし、ケース２２内で円筒磁石１６をまず固定し、その両側から第１の磁気光学素子ユニットおよび第２の磁気光学素子ユニットとを押し込むようにしてもよい。すなわち、円筒磁石１２と延長磁石１６との間の距離と、円筒磁石１６と円筒磁石２０の間の距離の両方を調節自在とする。
【００２３】
特定の説明用の実施例を参照して本発明を説明したが、特許請求の範囲に規定される本発明の技術的範囲を逸脱しないで、上述の実施例に種々の変更・修整を施しうることは、本発明の属する分野の技術者にとって自明であり、このような変更・修整も本発明の技術的範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施例の概略構成を示す断面図である。
【図２】本実施例の特性の計算例である。
【符号の説明】
【００２５】
１０：円柱状磁気光学素子
１２：円筒磁石
１４：非磁性円板
１６：円筒状磁石
１８：円柱状磁気光学素子
２０：円筒磁石
２２：円筒状ケース
２２ａ：孔
２４：蓋となる円板
２４ａ：孔
【図１】
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【図２】
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