(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファラデー回転子の少なくとも一面に、両光学面を還元処理して金属粒子を配向させて偏光機能を持たせた金属粒子分散型ガラス偏光板にて形成された偏光子をその一方の光学面で接合固定すると共に、ファラデー回転子に接合固定された状態で偏光子の非接合側の光学面を研磨して該偏光子を薄型化した後、その研磨面を再度還元処理することにより、該研磨面に偏光性が付与されたことを特徴とする光アイソレータ用光学部品。
【請求項２】
金属粒子分散型ガラス偏光板がハロゲン化銀を配向させて還元処理してなる銀粒子還元層が光学面に形成されたものである請求項１記載の光学部品。
【請求項３】
偏光子の研磨面に反射防止膜を形成した請求項１又は２記載の光学部品。
【請求項４】
ファラデー回転子が強磁性体にて形成された請求項１乃至３のいずれか１項記載の光学部品。
【請求項５】
強磁性体が希土類鉄ガーネット系単結晶である請求項４記載の光学部品。
【請求項６】
希土類鉄ガーネット系単結晶が、磁石がない状態でファラデー回転角度を示す自己飽和型のものである請求項５記載の光学部品。
【請求項７】
ファラデー回転子の少なくとも一面に、両光学面を還元処理して金属粒子を配向させて偏光機能を持たせた金属粒子分散型ガラス偏光板にて形成された偏光子をその一方の光学面で接合固定し、ファラデー回転子に接合固定された状態で偏光子の非接合側の光学面を研磨して該偏光子を薄型化した後、その研磨面を再度還元処理して、該研磨面に偏光性を付与することを特徴とする光アイソレータ用光学部品の製造方法。
【請求項８】
金属粒子分散型ガラス偏光板がハロゲン化銀を配向させて還元処理してなる銀粒子還元層が光学面に形成されたものである請求項７記載の光学部品の製造方法。
【請求項９】
ファラデー回転子が強磁性体にて形成された請求項７又は８記載の光学部品の製造方法。
【請求項１０】
強磁性体が希土類鉄ガーネット系単結晶である請求項９記載の光学部品の製造方法。
【請求項１１】
希土類鉄ガーネット系単結晶が、磁石がない状態でファラデー回転角度を示す自己飽和型のものである請求項１０記載の光学部品の製造方法。
【請求項１２】
請求項１乃至６のいずれか１項記載の光学部品がファイバフェルールの端面に接合されてなる光ファイバ接続型光アイソレータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光通信、光計測等に使用し得る光アイソレータ用光学部品及びこれら光学部品の製造方法並びに光ファイバ接続型光アイソレータに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
光アイソレータ及び光磁界センサの偏光材料としては、偏光ガラスが用いられるようになってきており、この偏光ガラスの代表例としてコーニング社製の商品名“ポラコア”が挙げられるが、その他ガラスをベースにした偏光材料も知られている。
【０００３】
近年、光アイソレータや光磁界センサにおいては、その形状を小型化してファイバの先端部に接合させた、ファイバを取り扱う感覚で操作できる光アイソレータ（特開平６−８８９２６号公報等）などが開発されてきており、この場合、光学素子の有効面積の小型化により、低コスト化を図ることができる。
【０００４】
光学素子の有効面積を小さくするには、光学素子の厚みを薄くする必要があり、従来より様々な提案がなされている。例えば、特開平９−２１１０９３号公報には、ファラデー回転子を研磨して薄くすることが提案されているが、ファラデー回転子を薄くすると、材料組成の制約と偏光回転機能の不足による順方向挿入損失又は逆方向挿入損失のいずれかの劣化を招き、光学部品の特性上、好ましくない場合を生じる。
【０００５】
一方、薄い偏光材料を使用する提案もなされているが、取り扱いにくく、工程途中で割れてしまう欠点を有する。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、光学特性を損なわず、光学素子を薄型化して、有効面積を小さくすることができる光アイソレータ用として使用される光学部品及びその製造方法並びに光ファイバ接続型光アイソレータを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、ファラデー回転子の少なくとも一面に、両光学面を還元処理して金属粒子を配向させて偏光機能を持たせた金属粒子分散型ガラス偏光板にて形成された偏光子をその一方の光学面で接合固定すると共に、ファラデー回転子に接合固定された状態で偏光子の非接合側の光学面を研磨して該偏光子を薄型化した後、その研磨面を再度還元処理することにより、該研磨面に偏光性が付与されたことを特徴とする光アイソレータ用光学部品を提供する。また、本発明は、ファラデー回転子の少なくとも一面に、両光学面を還元処理して金属粒子を配向させて偏光機能を持たせた金属粒子分散型ガラス偏光板にて形成された偏光子をその一方の光学面で接合固定し、ファラデー回転子に接合固定された状態で偏光子の非接合側の光学面を研磨して該偏光子を薄型化した後、その研磨面を再度還元処理して、該研磨面に偏光性を付与することを特徴とする光アイソレータ用光学部品の製造方法を提供する。
【０００８】
更に、本発明は、上記光学部品をファイバフェルール端面に接合した光ファイバ接続型光アイソレータを提供する。
【０００９】
即ち、本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を行った結果、ファラデー回転子を研磨して薄くするのではなく、ファラデー回転子に偏光子を接合した状態で偏光子を研磨することにより、偏光子に割れを生じることなく操作性よく研磨し得、これを薄型化することで素子全体を薄型化できることを知見した。また、偏光子が金属粒子分散型ガラス偏光板、例えばポラコアにて形成されたものであり、ポラコアはハロゲン化銀を含浸・延伸させたガラスの表面を還元処理し、金属粒子を配向させて偏光機能を持たせた材料であり、その偏光機能は表面層にあるので、偏光子を研磨し、薄くした場合、研磨した偏光子を再度還元処理することで、研磨面に偏光性を付与することが可能であることを知見したものである。
【００１０】
本発明によれば、ファラデー回転子と偏光材料とを積層した光学部品の薄層化が達成され、有効面積を小さくすることができるものである。しかも、有効面積の小さい本発明の光学部品は、順方向挿入損失、逆方向挿入損失の劣化が抑制されて、光学的特性に優れるものである。
【００１１】
従って、本発明の光学部品は、該部品を具備する製品の小型化、低コスト化に寄与し、特に、近年開発がみられるファイバ付き光アイソレータに好適に使用し得るものである。
【００１２】
また、本発明の光アイソレータ用の光学部品は、いずれも小型化、薄層化が達成されているので、ファイバへのアセンブリを考えた場合、チップサイズが小さくても、有効受光領域が十分に確保されるものである。
【００１３】
更に、本発明の光学部品の製造方法によれば、ファラデー回転子と偏光子とが接合状態のまま偏光子の光学面を研磨するので、従来技術における偏光子を薄層化した後にファラデー回転子に接合する場合と異なり、研磨による取り扱いの問題は回避され、工程途中で割れなどが発生するおそれもなく、作業性よく偏光子を薄層化でき、光学的特性に優れた光学部品を簡単かつ確実に得ることができるものである。
【００１４】
【発明の実施の形態及び実施例】
以下、本発明につき、図面を参照して更に詳しく説明する。
図１〜３は、本発明の光学部品の製造過程の一例を示す説明図で、図１は第１偏光子１、ファラデー回転子２、第２偏光子（検光子）３の接合する位置関係を示す説明図である。なお、以下の説明では、第１偏光子を単に偏光子と記載し、第２偏光子を検光子と記載する。ここで、偏光子１と検光子３には偏光ガラスを所定の大きさにカットしたものが使用され、偏光子の両光学面１ａ，１ｂ、検光子３の両光学面３ａ，３ｂには、ハロゲン化銀を配向させた還元処理がそれぞれ施されており、各面には銀粒子還元層が形成されている。
【００１５】
なお、図示の例では、上記偏光子１及び検光子３に使用した偏光ガラスとして、コーニング社製商品名「ポラコア」を使用した。
【００１６】
一方、ファラデー回転子２としては、４５度の回転角度を有する強磁性体の材料（希土類鉄ガーネット系の単結晶）を使用した。
【００１７】
本実施例の光学部品は、上述した偏光子１、ファラデー回転子２、検光子３が図２のように順次接合されるものであるが、接合前に各接合面に対してそれぞれ対接着剤用のＡＲコートを施すことができ、また、接合に際しては、本実施例の偏光子１と検光子３がファラデー回転子２を挟んで相対角度４５度になるようにセットされている。
【００１８】
次いで、上記図２の接合状態にある偏光子１と検光子３の非接合側の一方の光学面１ａ，３ｂに対し、機械的に表面研磨を行い、更に必要により鏡面研磨し、図３（ａ）に示すように、偏光子１’と検光子３’とが薄層化されることにより、光学部品としての全体が薄層化される。この場合、機械的研磨は公知の方法が採用される。
【００１９】
上記研磨後は、上記偏光子１’と検光子３’の研磨面に対して、更に必要により対空気用ＡＲコートが形成され、その後、図３（ｂ）の一点鎖線に示すように、所定のサイズに切断することにより、本発明の光学部品を得ることができる。
【００２０】
以上のように、本発明の光学部品は、偏光子と検光子等の偏光材料を接合状態で研磨して、薄層化を達成することにより、有効面積が小型化されるものであるが、上述した構成に限られず、本発明の要旨を逸脱しない限り、処理、構成等を種々変更してもよい。
【００２１】
例えば、図３（ａ）において、鏡面研磨後、研磨面に対して更に還元処理を施すことにより、金属粒子（上記例においては銀粒子）を析出させ（図３（ｃ）の偏光子１”，検光子３”）、その後ＡＲコートを施してもよく、この操作は鏡面研磨後の偏光子１’及び検光子３’の還元層の厚さが薄い場合に有効である。
【００２２】
更に、本発明の光学部品は、上述した偏光子１、ファラデー回転子２、検光子３を順に積層した３層構造に限られるものではなく、ファラデー回転子に偏光材料を接合し、該偏光材料の非接合面を研磨することにより得られるものであればよい。例えば、図４に示されるように、外側偏光子１０１と内側偏光子１０３とからなる２つの偏光子と、第１ファラデー回転子１０２と第２ファラデー回転子１０４とからなる２つのファラデー回転子と、検光子１０５とをそれぞれ使用し、外側偏光子１０１、第１ファラデー回転子１０２、内側偏光子１０３、第２ファラデー回転子１０４、検光子１０５の順に接合し、外側偏光子（第１偏光子）１０１，検光子（第２偏光子）１０５の外側光学面を研磨すればよい。また、図５に示されるように、ファラデー回転子２０２の一面のみに偏光子（第１偏光子）２０１を接合し、この偏光子２０１の外側光学面を研磨した光学部品としてもよい。なお、図２及び図４において、必要により一方の偏光子又は検光子のみを研磨したり、図３（ａ）又は（ｃ）の研磨済光学部品と図５の偏光子を研磨した後の光学部品とを接合して５層構造の光学部品を得ることは任意である。
【００２３】
また、偏光子としては、ポラコア等の金属粒子分散型の偏光ガラス以外に、複屈折結晶などによって形成されていてもよい。偏光材料が複屈折結晶で、導波路基板上の回路に組み込まれる場合には、偏光材料を薄くする必要があるが、この場合も、複屈折結晶からなる偏光子をファラデー回転子に張り付けた後、研磨薄型化する手法は、光学距離を短くし、挿入損失（結合損失）を小さくする上で有用である。
【００２４】
更に、ファラデー回転子としては、強磁性体材料が好適で、具体的には希土類鉄ガーネット系の単結晶が使用でき、この場合、自己飽和型の希土類鉄ガーネット系の単結晶などを用いてもよい。また、接合は、接着剤に限らず、偏光材料とファラデー回転子が固定されていればよい（低融点ガラス、ハンダ材料、密着等）。
【００２５】
本発明の光アイソレータ用光学部品は、この種の公知の光学部品と同様にして使用することができる。
【００２６】
図６は、本発明の光学部品を用いた光ファイバ接続型光アイソレータの例を示す。このうち、図６（ａ）は、図５の光学部品をファイバフェルール２０９に接合したものであり、偏波依存性ファイバ２１０を用いる場合、光学部品は、出射側偏光子を省くことができ、入射側偏光子２０１とファラデー回転子２０２ですむ。この場合、図５の光学部品を、偏波依存性ファイバ２１０を取り付けたフェルール２０９の研磨表面に偏光子２０１と偏波依存性ファイバ２１０との相対角度が４５度になるように調整固定することで、アイソレータ機能が得られる。なお、図中２０６はＳｍ−Ｃｏ磁石である。
【００２７】
また、図６（ｂ），（ｃ）は、図６（ａ）において、磁石不要の自己飽和型ファラデー素子２０２’を用いた例であり、この場合、磁石２０６を用いる代わりに、金属製素子カバー３００を用いたり〔図６（ｂ）〕、又はこれをも省略する〔図６（ｃ）〕ことができる。
【００２８】
以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。
【００２９】
〔比較例〕
図１に示されるように、偏光子１、ファラデー回転子２、検光子３を積層した３層構造の光学部品を製造した。まず、偏光子１と検光子３として、厚さ０．５ｍｍのハロゲン化銀を配向させて還元処理した偏光ガラス（コーニング社製商品名「ポラコア」）と、ファラデー回転子２として、厚さ０．３ｍｍ、１３１０ｎｍでファラデー回転角度が４５度の希土類鉄ガーネット単結晶を用い、それぞれの接合面にＡＲコートを施した後、図１に示すように配設して、接着剤を塗布してそれぞれ接合した（図２）。なお、偏光子１と検光子３とは相対角度４５度となるようにセットした。張り合わせた際の接合層を含む全体の厚みは１．３１ｍｍであった。
【００３０】
次いで、この偏光子１と検光子３の非接合面の光学面をファラデー回転子２と接合したままの状態でそれぞれ研磨し、全体の厚みが０．５２ｍｍ（偏光子，検光子の厚みはそれぞれ約０．１１ｍｍ）になったところでそれぞれの面に鏡面研磨を行い、各鏡面研磨面に対空気のＡＲコートを施し、上記光学部品を所定サイズに切断した。この部品をＳｍ−Ｃｏ磁石中に固定し、光アイソレータとしての光学特性を調べた。その結果、順方向の挿入損失０．１２ｄＢ、逆方向挿入損失２９．５ｄＢであった。逆方向挿入損失が小さくなったのは、表面の還元処理層の厚みが結果的に研磨切除で薄くなったためであると考えられる。
【００３１】
〔実施例〕
一方、上記鏡面研磨後の光学素子に対し、各鏡面研磨面表面に還元処理を行い、表面層に銀粒子を析出させた後、上記と同様のサイズに切断し、同様に磁石内に配備して、光アイソレータとしての光学的性能を調べた。その結果、順方向挿入損失は０．１７ｄＢ、逆方向挿入損失は４５．３ｄＢであった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の光学部品は、素子が薄層化されたので、光学距離を短くすることができ、透過損失を低減でき、ファイバ等へのアセンブリを考えた場合、チップサイズが小さくても、有効受光領域を十分に確保できるメリットを有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の偏光子、ファラデー回転子、検光子の接合する位置関係を示す説明図である。
【図２】上記構成部品を接合した様子を示す説明図である。
【図３】本発明の光学部品の仕上げの様子を示す説明図であり、（ａ）は上記構成部品が研磨処理された光学部品、（ｂ）は（ａ）の光学部品を所定サイズに切断する一例を示す説明図、（ｃ）は（ａ）の処理後に更に還元処理が施された光学部品の説明図である。
【図４】本発明の他の光学部品を示す斜視図である。
【図５】本発明の別の光学部品を示す斜視図である。
【図６】本発明の光ファイバ接続型光アイソレータを示す説明図で、（ａ）は光ファイバ接続型光アイソレータの一例、（ｂ）は自己飽和型光ファイバ接続型光アイソレータの一例、（ｃ）は自己飽和型光ファイバ接続型光アイソレータの他の例である。
【符号の説明】
１  第１偏光子
２  ファラデー回転子
３  第２偏光子（検光子）
２００，２００’，２００”  光ファイバ接続型光アイソレータ
【図１】
0003734011.tif 000002
【図２】
0003734011.tif 000003
【図３】
0003734011.tif 000004
【図４】
0003734011.tif 000005
【図５】
0003734011.tif 000006
【図６】
0003734011.tif 000007