CN102362210B - 光隔离器件及使用了该光隔离器件的光模块 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光隔离器件及使用了该光隔离器件的光模块，光隔离器件(1)具备：法拉第转子(11)，其使光的偏振面旋转；光吸收型的第一偏振元件(12)，其配置在该法拉第转子(11)的一面侧且具有金属粒子分布的层；光吸收型的第二偏振元件(13)，其配置在法拉第转子(11)的另一面侧，具有金属粒子以比第一偏振元件(12)的金属粒子层中分布的金属粒子的密度大的密度分布的金属粒子层。所述光隔离器件能够抑制因在第二偏振元件(13)与第一偏振元件(12)之间产生反射光而引起的隔离劣化。

Description

光隔离器件及使用了该光隔离器件的光模块

技术领域

本发明涉及阻断向发光元件的反射返回光的光隔离器及使用了该光隔离器的光模块。搭载有发光元件的光模块用于光通信设备或传感器用光源等。

背景技术

光隔离器件具有法拉第转子和隔着该法拉第转子的第一偏振元件及第二偏振元件。光隔离器件使第一方向的光(以下，称为顺向的光)直接透过，而阻断与第一方向相反的第二方向的光(以下，称为逆向的光)。另外，光隔离器件也存在通过依次配置第一偏振元件、第一法拉第转子、第二偏振元件、第二法拉第转子、第三偏振元件而构成的多层类型，且具有同样的作用。

构成这样的光隔离器件的偏振元件通常使用吸收型偏振元件。吸收型偏振元件是指以如下方式形成的偏振元件，即，在玻璃中形成铜、银、或镉等的卤化物的结晶，通过加热使该结晶向一个方向延伸，并且使其在氢氛围中还原，从而在玻璃中析出针状的金属粒子(例如，参照日本特开平08-50205号公报)。

然而，在使用了这样的偏振元件的光隔离器件中，玻璃中的金属卤化物的浓度无法变大成一定以上，因此为了得到必要的消光比特性，需要使金属粒子分布的层的厚度变厚。通常，金属粒子层从偏振元件表面分布到50μm的深度。并且，通过使分布深度加深来确保金属粒子的量，从而得到所期望的消光比特性。因此，存在该类型的偏振元件的厚度难以变薄的问题。

另外，当偏振元件的厚度厚时，存在光隔离器件无法变小的问题。在存在入射的光的光点直径逐渐扩大的光束的情况下，当光点直径比光隔离器件大时，发生遮挡光点中的周边光的渐晕而产生光损失。因此，与光点直径相比，需要预先使光隔离器件的尺寸足够大。从而，存在难以使光隔离器件小型化的问题。

另外，吸收型偏振元件还存在如下类型，即，通过溅射等物理蒸镀法在玻璃表面埋入金属粒子，并使其延伸而定向，从而使其具有偏振功能(例如，日本特开平09-178939号公报)。

在使用该类型的偏振元件来制作光隔离器件的情况下，能够使距玻璃表面的金属粒子的分布深度变浅，从而能够使偏振元件的厚度变薄。其代价是，为了得到所期望的消光比特性，需要提高玻璃表面的金属粒子密度来确保金属粒子的量。

然而，在提高玻璃表面的金属粒子的密度的情况下，玻璃表面的折射率变高，存在因该折射率差而产生光的反射的情况。在该情况下，例如图9所示，逆向的光91从第一偏振元件62侧向光隔离器件60入射。虽然逆向的光91被第二偏振元件63遮挡，但存在在第二偏振元件63的金属粒子密度高的界面63a发生了局部反射的反射光92再次在第一偏振元件62的金属粒子密度高的界面62a反射、并从第二偏振元件63侧向外侧射出而成为射出光93的情况。由于逆向的光的一部分这样透过光隔离器件60，因此存在隔离特性劣化这样的问题。

发明内容

鉴于以上那样的问题，本发明的目的在于提供一种隔离特性的劣化少且容易变薄的光隔离器件。

本发明的一实施方式涉及的光隔离器件具备：使光的偏振面旋转的法拉第转子、配置在该法拉第转子的一面侧的第一偏振元件、配置在所述法拉第转子的另一面侧的第二偏振元件。所述第一偏振元件及所述第二偏振元件为具有金属粒子分布的金属粒子层的光吸收型的偏振元件。并且，所述第二偏振元件具有金属粒子以比所述第一偏振元件的金属粒子层中分布的金属粒子的密度大的密度分布的金属粒子层。

另外，在本发明的一实施方式涉及的光隔离器件中，具有金属粒子分布的金属粒子层的光吸收型的第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件、配置在所述第一偏振元件与第二偏振元件间的第一法拉第转子、配置在所述第二偏振元件与第三偏振元件间的第二法拉第转子并排配置成一列。并且，所述光隔离器件的特征在于，所述第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件中的任意一张偏振元件的所述金属粒子层中分布的金属粒子密度比其它的偏振元件的所述金属粒子层中分布的金属粒子密度大。

另外，在本发明的一实施方式涉及的光隔离器件中，具有金属粒子分布的金属粒子层的光吸收型的第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件、配置在所述第一偏振元件与第二偏振元件间的第一法拉第转子、配置在所述第二偏振元件与第三偏振元件的第二法拉第转子并排配置成一列。并且，所述光隔离器件的特征在于，所述第一偏振元件及第三偏振元件的所述金属粒子层中分布的金属粒子密度比所述第二偏振元件的所述金属粒子层中分布的金属粒子密度大。

另外，本发明的一实施方式涉及的光模块的特征在于，在内部具备发光元件，且在从所述发光元件射出的光信号的光路中插入有上述任一个光隔离器件。

根据本发明的一实施方式涉及的光隔离器件，隔着法拉第转子对置的偏振元件中的任意一方的偏振元件中分布的金属粒子层的金属粒子密度比另一方的偏振元件中分布的金属粒子层的金属粒子密度小，由此能够使在一方的偏振元件产生的反射光减少，从而能够减少光隔离器件的隔离的劣化。

附图说明

图1是表示本发明的光隔离器件的实施方式的一例的侧视图。

图2A是表示使用了图1的光隔离器件的另一实施方式的例子的侧视图。

图2B是表示使用了图1的光隔离器件的另一实施方式的例子的侧视图。

图2C是表示使用了图1的光隔离器件的另一实施方式的例子的侧视图。

图3A是表示本发明的光隔离器件的实施方式的另一例的侧视图。

图3B是表示本发明的光隔离器件的实施方式的另一例的侧视图。

图4A是表示透过本发明的一实施方式涉及的光隔离器件的光的形态的示意图。

图4B是表示透过本发明的一实施方式涉及的光隔离器件的光的形态的示意图。

图5A是表示透过本发明的一实施方式涉及的光隔离器件的光的形态的示意图。

图5B是表示透过本发明的一实施方式涉及的光隔离器件的光的形态的示意图。

图6是表示使用了本发明的一实施方式涉及的光隔离器件的光纤保持部件的例子的剖视图。

图7是表示使用了本发明的一实施方式涉及的光隔离器件的光纤保持部件的例子的主要部分放大剖视图。

图8是表示使用了本发明的一实施方式涉及的光隔离器件的光纤保持部件的另一例的主要部分放大剖视图。

图9是表示透过现有的光隔离器件的逆向光的状态的示意图。

图10A是示意性表示A类型的吸收型偏振元件的例子的视图。

图10B是示意性表示B类型的吸收型偏振元件的例子的立体图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式的各例进行详细地说明。

图1中示出本发明的一实施方式涉及的光隔离器1。光隔离器1形成为在法拉第转子11的一方及另一方上配置有第一偏振元件12和第二偏振元件13。各元件11、12、13分别为固定厚度的板状且平行地配置。法拉第转子11和在其两侧配置的第一偏振元件12及第二偏振元件13例如利用粘接剂而一体地粘接固定。需要说明的是，粘接剂适合使用具有与元件11、12、13相同折射率的粘接剂，作为粘接剂的种类，可以使用丙烯系或环氧系的热固化型、UV固化型、两者并用类型的粘接剂。当然，也可以经由非粘接剂的其它透明介质例如空气等进行配置。

法拉第转子11使用添加了铽(Tb)、钆(Gd)或秋(Ho)的铋(Bi)置换石榴石或YIG石榴石、以及不需要磁铁的自偏压型的转子。在法拉第转子11的表面可以形成例如由二氧化钛(TiO₂)及二氧化硅(SiO₂)或五氧化二钽(Ta₂O₅)及SiO₂等的多层膜构成的防反射膜。若使用这样的防反射膜，则能够将法拉第转子11的表面的光的反射形成为反射量0.2％以下。法拉第转子11的厚度与法拉第转子11的材质种类和使用的光的波长对应地被调整成法拉第旋转角为例如45°那样的厚度。具体而言，虽然因材质的种类和使用的波长而不同，但大致具有0.2～0.5mm的厚度。并且，第一偏振元件12和第二偏振元件13的透过偏波面相对于顺向光彼此配置成45°。

吸收型偏振元件存在A类型和B类型。光隔离器件1的第一偏振元件12是表面或内层中含有的金属粒子层中分布的金属粒子的密度比第二偏振元件13的表面或内层中含有的金属粒子层中分布的金属粒子的密度小的A类型的偏振元件。与此相对，第二偏振元件13是表面或内层中含有的金属粒子层中分布的金属粒子的密度比第一偏振元件12的表面或内层中含有的金属粒子层中分布的金属粒子的密度大的B类型的偏振元件。

需要说明的是，在图1中示出在法拉第转子11的左侧配置第一偏振元件11且在右侧配置了第二偏振元件13的例子，但即使相反配置也完全相同。光隔离器件1在法拉第转子11的任一面上配置有A类型的偏振元件且在另一面上配置有B类型的偏振元件。或者，使A类型及B类型的偏振元件隔着法拉第转子11而对置配置。

图10A是示意性表示A类型的偏振元件的立体图，图10B是示意性表示B类型的偏振元件的立体图。A类型及B类型的偏振元件在接近表面的偏振元件内部散布有金属粒子M1、M2。几个金属粒子M1、M2具有在偏振元件的一轴向(在图10A、图10B中为上下方向)具有长径的细长形状。在图10A所示的A类型的偏振元件中，在深度D1的金属粒子层71中散布有金属粒子M1，在图10B所示的B类型的偏振元件中，在深度D2的金属粒子层72中散布有金属粒子M2。

需要说明的是，图10A、图10B示出在偏振元件的表面附近形成有金属粒子层71、72的例子，但金属粒子层71、72也可以形成在偏振元件的内部。在该情况下，金属粒子M1、M2的密度在偏振元件的内部最高。在此，金属粒子层71、72的深度D1、D2由通过使用了TEM的截面观察而确认有金属粒子M1、M2存在的金属粒子层71、72的厚度来进行定义。

如图10A、图10B所示，B类型的偏振元件的表面或内层中分布的金属粒子层72的厚度D2为A类型的偏振元件的金属粒子层71的厚度D1的1/2以下。并且，在A类型的偏振元件中，在表面或内层中分布的金属粒子M1的分布密度比B类型的偏振元件小，分布的金属粒子M1的分布厚度D1比B类型的偏振元件的分布厚度D2厚。

A类型的偏振元件首先在石英玻璃等玻璃中形成铜(Cu)、银(Ag)、或镉(Cd)等的卤化物结晶。通过加热使该玻璃及卤化物结晶软化而与玻璃一起向一个方向延伸，并同时在氢氛围中加热还原而在玻璃表面析出金属粒子M1。卤化物结晶在延伸的过程中一部分形成为向一个方向定向的针状结晶，且被还原而形成针状的金属粒子M1。

在该A类型的偏振元件中，在卤化物结晶表面或卤化物结晶内部形成的金属粒子M1从偏振元件表面分布到20μm以上的深度。但是，由于金属粒子M1的分布密度低，因此表面层的折射率与基材(石英玻璃时，n＝1.46)大致相同。由于金属粒子M1的分布密度低，因此偏振元件内的折射率大致成为固定值，偏振元件相对于对象空气的反射成为4％左右的大致稳定的反射率。通过在表面实施由TiO₂/SiO₂或Ta₂O₅/SiO₂等的多层膜构成的AR涂层，从而能够使反射率小于0.5％。然而，由于金属粒子M1的分布深度D1深，因此，不适合制作厚度薄的偏振元件等目的。具体而言，A类型的偏振元件的厚度为0.1～1mm的范围。

B类型的偏振元件为如下这样形成的偏振元件，即，通过溅射等在玻璃等的基材表面埋入金属粒子M2，并对其进行加热而使其与玻璃一起向一个方向延伸，由此使针状的金属粒子M2向一个方向定向，从而发挥偏振功能。具有在玻璃中不含卤化物的这样的特征，金属粒子M2高度地分布在距玻璃表面为10μm的范围内。金属粒子M2使用与A类型的偏振元件相同的铜或银等金属。

B类型的偏振元件由于在基材表面附近的金属粒子M2的密度高，因此与阻断偏振方向(具有阻断的方向的偏波面)的光相比其折射高，偏振元件相对于对象空气层的反射产生4～15％左右的反射。即使在表面施加AR涂层，相对于阻断偏振方向的光也只产生0.5～11％左右的反射。对于透过偏振方向(具有透过的偏波面)的光，金属粒子M2使光透过。折射率为与基材的玻璃同程度的固定值，反射率相对于对象空气层成为4％左右的稳定的反射率。在该情况下，通过在表面施加AR涂层，能够形成小于0.5％左右的反射率。在基材表面的金属粒子M2的分布密度低的情况下，偏振元件的消光比劣化，因此不适合作为用于隔离器件1的偏振元件。本B类型的偏振元件由于在基材表面集中有金属粒子M2，因此适合制作厚度薄的偏振元件等目的。具体而言，能够在0.03μm～1mm的范围内制作B类型的偏振元件的厚度。

关于金属粒子M1、M2的分布密度，可以通过TEM观测来确认较薄地剪切偏振元件而得到的截面。观测到的金属粒子M1、M2可以使用EDS(能量分散型X射线分析)来确定金属的种类。需要说明的是，将从基材表面至无法观测到金属粒子M1、M2的深度作为分布深度。B类型的偏振元件由于在基材内部不含有金属原子，因此可以通过XPS(X射线光电子分光分析)等元素分析设备研究分布深度。在A类型的偏振元件中，由于在基材中含有金属卤化物且该金属卤化物不作为金属粒子M1、M2而析出，因此通过基于XPS的分析难以确定分布深度。

A类型的偏振元件的特征在于，金属粒子的密度整体低，但分布深度深，分布到50μm附近。与此相对，在B类型的偏振元件中具有如下特征，即，表面附近的分布密度高但分布深度浅，金属粒子高度集中在深度10μm的表面附近。吸收型偏振元件在偏振元件的两侧表面形成含有金属粒子的层，以提高消光比特性。在A类型的偏振元件的情况下，金属粒子的分布深度深，因此在两面形成有金属粒子层时，使偏振元件减薄变得更加困难。

如此，B类型的偏振元件的金属粒子的分布深度为A类型的深度的1/2以下。并且，通过组合两类型的偏振元件而形成光隔离器件1，从而能够改善隔离特性的劣化。使用图4，对此进行说明。

图4A是第一偏振元件12使用A类型的偏振元件且第二偏振元件13使用B类型的偏振元件的图。在逆向的入射光41入射的情况下，入射光41的一部分在第二偏振元件13的高折射率的金属粒子层13a反射，而产生反射光42。但是，由于在第一偏振元件12没有高折射率的层，因此大体不会因第一偏振元件12而产生反射光43。实际上A类型的第一偏振元件12的表面12a的反射为0.5％以下，产生对隔离特性带来影响的这种程度的反射光43的可能性小。需要说明的是，由于反射光42在法拉第转子11内往复，因此被第一偏振元件12吸收大部分。

另外，如图4B所示，在逆向的入射光41从第二偏振元件13侧入射的情况下，由于在A类型的第一偏振元件12没有高折射率的层，因此逆向的入射光41在第一偏振元件12的金属粒子层12a几乎不产生反射光42。因此反射光42即使在第二偏振元件12的金属粒子层12a反射，反射光43也非常少，因此使隔离特性劣化的可能性小。

这样的本发明的一实施方式涉及的光隔离器件1可以多张重叠使用，从而能够进一步提高隔离特性。使用图2A、图2B、图2C，说明这样多张重叠使用的光隔离器2的例子。

图2A的光隔离器件2表示第一偏振元件23及第四偏振元件26使用B类型的偏振元件且第二偏振元件24及第三偏振元件25使用A类型的偏振元件的例子。图2B的光隔离器件2表示第一偏振元件23及第四偏振元件26使用A类型的偏振元件且第二偏振元件24及第三偏振元件25使用B类型的偏振元件的例子。图2C的光隔离器件2表示第一偏振元件23使用B类型的偏振元件且第二偏振元件24、第三偏振元件25、第四偏振元件26使用A类型的偏振元件的例子。

为了使光隔离器件2的厚度变薄等目的，优选尽可能多使用B类型的偏振元件，但也可以如图2C所示，在本发明的一实施方式涉及的光隔离器件1中，能够将在两侧使用了现有型的A类型的光隔离器件重叠使用。需要说明的是，第二偏振元件24及第三偏振元件25需要以与偏振方向相同的方式对齐方向而重叠。

在图2A、图2B、图2C中，示出将图1的光隔离器重叠两层而进行组合的例子，但也可以构成为组合三层以上。另外，在图2A、图2B、图2C中未示出将图1的光隔离器组合成多层的情况的所有例子，但重叠方法没有限制，也可以为其它的重叠方法。例如，可以使第一偏振元件23及第三偏振元件25为B类型的偏振元件，并使第二偏振元件24及第四偏振元件26为A类型的偏振元件。

接着，使用图3A、图3B，说明本发明的另一实施方式涉及的光隔离器件3。

本实施方式的光隔离器件3使用两片法拉第转子，因此与图2A、图2B、图2C所示的光隔离器件2相比隔离变低，但与图1所示的光隔离器件1相比能够得到足够高的隔离特性，并具有相对于图2A、图2B、图2C所示的光隔离器件2能够减薄化的优点。

本实施方式的光隔离器件3形成为第一偏振元件33、第一法拉第转子31、第二偏振元件34、第二法拉第转子32以及第三偏振元件35并排配置成一列、并将它们层叠固定的结构。各元件33、31、34、32、35平行地配置。第一法拉第转子31及第二法拉第转子32可以使用与图1所示的法拉第转子11相同的构件。并且，对于顺向光，第二偏振元件34以相对于第一偏振元件33的透过偏波面成45°的方式配置，第三偏振元件35以相对于第二偏振元件34的透过偏波面成45°的方式配置。

图3A的光隔离器件3表示第一偏振元件33及第三偏振元件35使用B类型的偏振元件而第二偏振元件34使用A类型的偏振元件的例子。图3B的光隔离器件2表示第一偏振元件33及第三偏振元件35使用A类型的偏振元件而第二偏振元件34使用B类型的偏振元件的例子。作为光隔离器件3，可以使用图3A、图3B的例子中的任一个。

需要说明的是，在图3B的例子中，示出了将B类型的偏振元件配置作为第二偏振元件34的例子，在使用一张B类型的情况下，B类型的偏振元件不局限于第二偏振元件34，可以使用第一、第二、第三偏振元件33、34、35中的任一张。这样，第一、第二、第三偏振元件33、34、35中的任一张偏振元件都可以作为在金属粒子层中分布的金属粒子密度大的B类型的偏振元件。

但是，当形成为图3A的结构时，存在能够形成更薄型的光隔离器件3的可能性，因而优选。使用图5，说明上述光隔离器件3的隔离特性。

图5A表示使用了图3A的光隔离器件3的情况。对于逆向的入射光41，产生在B类型的第三偏振元件35的金属粒子层35a反射的反射光42。由于偏振元件34为A类型的偏振元件，因此反射光42在金属粒子层34a几乎不反射，从而在第二偏振元件34的金属粒子层34a反射的反射光43少。另外，由于反射光42在第二法拉第转子32内往复，因此在返回到第二偏振元件34时，偏振方向旋转了90°，从而通过第二偏振元件34而到达第一偏振元件33的光少。因此，从光隔离器件3射出的反射光43不会成为使隔离特性劣化的程度。

图5B的光隔离器件3表示使用了图3B的光隔离器件3的情况。由于第三偏振元件35为A类型的偏振元件，因此逆向的入射光41在金属粒子层35a几乎不反射，反射光42少。并且，由于第一偏振元件33为A类型的偏振元件，因此在第二偏振元件34的表面产生的反射光44在第一偏振元件33几乎不反射，反射光45少。因此，反射光44及反射光45少，不会成为隔离特性的劣化的程度。在图3B中，虽然第二偏振元件34使用了B类型的偏振元件，但第一偏振元件33或第三偏振元件35使用B类型的偏振元件的情况也能够得到同样的效果。

图6中以剖视图示出使用光隔离器件1、2、3构成形成光模块的一部的带光隔离器件的光纤保持部件时的例子。该带光隔离器件1、2、3的光纤保持部件通过保持构件52保持套圈51，其中，该套圈51保持光纤53。套圈51的前端面被实施相对于光轴倾斜的镜面研磨。并且，光隔离器件1、2、3中的任一个通过粘接剂等固定于套圈51的前端面。例如，将该图6所示的光纤保持部件用于安装有发光元件(未图示)的封装件的光输出部等，并通过在从发光元件射出的光信号的光路中插入光隔离器1、2、3而构成光模块。需要说明的是，54表示配置在光隔离器1、2、3的外侧的磁铁。

这样，在从发光元件射出的光信号通过透镜等聚光且该聚光光束向光纤53的前端入射的情况下，优选与光模块的使用用途对应地选择光隔离器件1的配置。即，可以以在套圈51的前端面配置A类型的偏振元件12且相反侧为B类型的偏振元件13的方式配置光隔离器1。

使用图7，说明该情况。来自发光元件的聚光光束55被设定为在光纤53的前端部附近结成焦点。在光模块为使用于光纤放大器的泵激光器模块等且光源输出为数10mW～数100mW级的大输出光的情况下，优选以透过金属粒子密度大的B类型的第二偏振元件13的光束直径比透过金属粒子密度小的A类型的第一偏振元件12的光束直径大的方式配置光隔离器件1。即，优选以发光元件侧为B类型的第二偏振元件13且套圈51的前端面侧为A类型的第一偏振元件12的方式进行配置。若这样配置，则与A类型相比金属粒子层的厚度薄且耐光性低的B类型的第二偏振元件13配置在光束的能量密度小的光束直径的一侧，因此有利。

并且，从套圈51侧返回来的反射返回光以光纤53的模场直径程度的光束直径55向第一偏振元件12入射。在到达第二偏振元件13时，光束直径扩宽变大，因此第二偏振元件13的光束的能量密度比第一偏振元件12的密度小。B类型的偏振元件的表面的金属粒子的密度高，与A类型相比，光束被表面的金属粒子层吸收，存在局部过热的倾向，从而耐光性低。因此，光束直径变大侧的第二偏振元件13优选使用B类型的偏振元件。

在图7中，虽然使用图1的隔离器件1进行了说明，但图2A、图2B、图2C、图3A、图3B的隔离器件2、3中也同样，优选在光束直径更大的一侧配置B类型的偏振元件。另外，在本说明中，对光纤保持部件进行了说明，但在用于光插座的情况下、或在通过隔离器件单体构成光隔离器的情况下，若同样地在光束的能量密度低的一方配置B类型的偏振元件，则也能提高耐光性。

另一方面，在光模块中，尤其在光调制器以10Gb/s～40Gb/s左右高速度地进行直接调制时，优选光隔离器1配置成图8所示那样，在套圈51的前端面为B类型的第二偏振元件13，在相反侧为A类型的第一偏振元件12。

使用图11对该情况进行说明。从套圈51侧返回的反射返回光56中，阻断偏振方向的光成分暂且被偏振元件的金属粒子层吸收而转换成热量，但一部分形成为热放射光57而再放射。此时的放射方向以偏振元件的法线方向为中心遍及较广的范围，因此当其一部分与光纤53再度结合时，对光信号形成噪声。

在第二偏振元件13为B类型的偏振元件的情况下，在从套圈51侧返回来的反射返回光56中，阻断偏振方向的光成分的一部分在高折射率的金属粒子层13a反射而形成为反射光58。此时的反射角θ与向第二偏振元件13的入射角

相等，因此相对于光纤53具有大的角度。因此，该反射光58难以向光纤53结合。另外，未反射的阻断偏振方向的光成分被金属粒子层吸收后，一部分形成为热放射光57而被放射，由于被第二偏振元件13的金属粒子吸收的光减少作为反射光58而被反射的量，从而通过吸收产生的放射光57也少。因此，与光纤53再结合的光的强度变小，对光信号的噪声成分也减少。

需要说明的是，通过将第二偏振元件13的金属粒子层13a配置在法拉第转子11侧，从而光纤53与金属粒子层13a的间隔变宽，因此在金属粒子层13a产生的放射光57更难与光纤53结合，对光信号的噪声也进一步减少。

在构成图6所示的带光隔离器件的光纤保持部件的情况下，若这样在成为聚光光束的焦点的光纤53的端面固定光隔离器件1、2、3，则从半导体激光等发光元件(未图示)放射的光经由透镜(未图示)聚光，由于在光的光点直径变小的部位设置光隔离器件1、2、3，因此具有能够使光隔离器件1、2、3的尺寸变小的优点。并且，若使用本发明的实施方式涉及的薄型的光隔离器件1、2、3，则能够提供更加小型且隔离特性优良的光纤保持部件。

接着，示出图3A所示的实施方式的光隔离器件3的实施例。以下面的顺序制作图3A所示的光隔离器件3。

第一法拉第转子31及第二法拉第转子32使用由铋置换型石榴石((BiR)₃Fe₅O₁₂)构成的厚度为0.45mm的法拉第转子。其中使用A类型的偏振元件作为第二偏振元件34，使用B类型的偏振元件作为第一偏振元件33及第三偏振元件35。

A类型的偏振元件使用如下这样制作的厚度为200μm的偏振元件，即，使用SiO₂+B₂O₃的玻璃基材，对在玻璃中形成的银的卤化物结晶进行加热且同时使其延伸定向，并将其在氢氛围中还原。使用在表面附近析出的金属粒子(银粒子)的分布深度为50μm的偏振元件。

B类型的偏振元件使用如下这样制作的厚度为80μm的偏振元件，即，同样使用SiO₂+B₂O₃的玻璃基材，对通过溅射而在玻璃中形成的银粒子进行加热，并同时使其延伸。表面附近的银粒子的分布深度为5μm。

对上述的元件进行光学调芯后，使用UV热固化并用粘接剂进行粘接，之后，使用切块机切分成宽度0.5mm×进深0.6mm的长方形的尺寸，制作出光隔离器件1。

接着，作为比较例1，制作出现有的光隔离器件。第一法拉第转子和第二法拉第转子使用与上述的法拉第转子31、32相同的转子，第一偏振元件、第二偏振元件及第三偏振元件使用与上述的第二偏振元件34相同的A类型的偏振元件。通过切块机将其切分成0.5mm×0.6mm的尺寸，制作出现有的光隔离器件。

并且，作为比较例2，制作出第一偏振元件、第二偏振及第三偏振元件使用与上述的第一偏振元件33相同的B类型的偏振元件的光隔离器件。

并且，测定出上述的光隔离器件2及比较例1、比较例2的光隔离器件的厚度和隔离特性。隔离特性的测定是通过将各光隔离器件沿光透过方向的相反方向插入波长1550nm、直径0.3mm的光束直径的准直(collimator)光学系统，并利用功率计测定该输出光强度来求出的。需要说明的是，分别各对一个例子实施了评价。在表1中表示其结果。

[表1]

	厚度(mm)	隔离(dB)
			本发明	1.266	62.3
比较例1	1.508	61.8
			比较例2	1.145	19

如表1所示，可以确认在比较例1中，厚度为1.508mm，隔离特性为61.8dB，在比较例2中，厚度为1.145mm，隔离特性为19dB，与此相对，在基于本发明的一实施方式的光隔离器件2中，厚度为1.266mm，隔离特性为62.3dB，从而可知，本发明在隔离特性上不逊色于比较例1，相对于比较例2显著提高。并且，还确认出本发明能够实现小型化。

由以上的结果可知，根据本发明的各实施方式涉及的光隔离器件3，通过对光隔离器件2的第一偏振元件33及第三偏振元件35的组使用B类型的偏振元件且第二偏振元件34使用A类型的偏振元件，，从而能够得到不产生隔离特性的劣化的隔离器件3，并且由此也能够使隔离器件3小型化，其中，光隔离器件2具备：并排配置成一列的光吸收型的第一偏振元件33、第二偏振元件34、第三偏振元件35；配置在第一偏振元件33与第二偏振元件34间的第一法拉第转子31；配置在第二偏振元件34与第三偏振元件35间的第二法拉第转子32。

需要说明的是，本发明不局限于上述的实施方式及实施例，可以在不脱离本发明的主旨的范围内进行各种变更。例如，在上述的实施方式的一例中，使用SiO₂+B₂O₃作为偏振元件的玻璃基材，但也可以使用Al₂O₃等其它的氧化物系玻璃材料。

另外，在上述实施方式的说明中，称为上下左右的用语只是为了说明附图上的位置关系而使用的用语，并不意味着实际使用时的位置关系。

符号说明：

1、2、3：光隔离器件

11：法拉第转子

31：第一法拉第转子

32：第二法拉第转子

12、33：第一偏振元件

13、34：第二偏振元件

35：第三偏振元件

51：套圈

52：毛细管

53：光纤

54：磁铁

Claims (18)

1.一种光隔离器件，其特征在于，具有：

法拉第转子，其使光的偏振面旋转；

第一偏振元件，其配置在该法拉第转子的一面侧，且具有金属粒子分布的金属粒子层；

第二偏振元件，其配置在所述法拉第转子的另一面侧，且具有金属粒子以比所述第一偏振元件的金属粒子层中分布的金属粒子的密度大的密度分布的金属粒子层。

2.根据权利要求1所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件的所述金属粒子层的厚度比所述第二偏振元件的所述金属粒子层的厚度厚。

3.根据权利要求1所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件的所述金属粒子层的厚度为所述第二偏振元件的所述金属粒子层的厚度的两倍以上。

4.根据权利要求1所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件是通过物理蒸镀法在透明基板上蒸镀电介质层和金属粒子层后通过使基板延伸而使所述金属粒子层中含有的金属粒子形成为细长形状的偏振元件，所述第二偏振元件是通过使基板延伸从而在含有金属卤化物的玻璃基材的表面附近将金属卤化物还原而形成的金属粒子形成为细长形状的偏振元件。

5.一种光隔离器件，其特征在于，

重叠有多张权利要求1所述的光隔离器件。

6.一种光模块，其特征在于，

在内部具备发光元件，且在从所述发光元件射出的光信号的光路中插入有权利要求1所述的光隔离器件。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，

所述光隔离器件配置成插入从所述发光元件射出的聚光光束的中途且透过所述第一偏振元件的光束直径比透过所述第二偏振元件的光束直径大。

8.一种光隔离器件，其特征在于，具备：并排配置成一列且具有金属粒子分布的金属粒子层的光吸收型的第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件；配置在所述第一偏振元件及第二偏振元件间的第一法拉第转子；配置在所述第二偏振元件及第三偏振元件间的第二法拉第转子，

所述第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件中的任意一张偏振元件的所述金属粒子层中分布的金属粒子密度比其它偏振元件的所述金属粒子层中分布的金属粒子密度大。

9.根据权利要求8所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件中的所述任意一张偏振元件的所述金属粒子层的厚度比其它偏振元件的所述金属粒子层的厚度薄。

10.根据权利要求8所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件中的所述任意一张偏振元件的所述金属粒子层的厚度为其它偏振元件的所述金属粒子层的厚度的1/2以下。

11.根据权利要求8所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件中的所述任意一张偏振元件是通过物理蒸镀法在透明基板上蒸镀电介质层和金属粒子层后通过使基板延伸而使所述金属粒子层中含有的金属粒子形成为细长形状的偏振元件，其它偏振元件是通过使基板延伸从而在含有金属卤化物的玻璃基材的表面附近将金属卤化物还原而形成的金属粒子形成为细长形状的偏振元件。

12.一种光模块，其特征在于，

在内部具备发光元件，且在从所述发光元件射出的光信号的光路中插入有权利要求8所述的光隔离器件。

13.根据权利要求12所述的光模块，其特征在于，

所述光隔离器件配置成插入从所述发光元件射出的聚光光束的中途且透过所述金属粒子层的金属粒子密度大的偏振元件的光束直径比透过金属粒子密度小的偏振元件的光束直径大。

14.一种光隔离器件，其特征在于，具备：并排配置成一列且具有金属粒子分布的金属粒子层的光吸收型的第一偏振元件、第二偏振元件、第三偏振元件；配置在所述第一偏振元件及第二偏振元件间的第一法拉第转子；配置在所述第二偏振元件及第三偏振元件间的第二法拉第转子，

所述第一偏振元件、第三偏振元件的所述金属粒子层中分布的金属粒子密度比所述第二偏振元件的所述金属粒子层中分布的金属粒子密度大。

15.根据权利要求14所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件及第三偏振元件的所述金属粒子层的厚度比所述第二偏振元件的所述金属粒子层的厚度薄。

16.根据权利要求14所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件及第三偏振元件的所述金属粒子层的厚度为所述第二偏振元件的所述金属粒子层的厚度的1/2以下。

17.根据权利要求14所述的光隔离器件，其特征在于，

所述第一偏振元件及第三偏振元件是通过物理蒸镀法在透明基板上蒸镀电介质层和金属粒子层并通过使基板延伸而使所述金属粒子层中含有的金属粒子形成为细长形状的偏振元件，所述第二偏振元件是通过使基板延伸从而在含有金属卤化物的玻璃基材的表面附近将金属卤化物还原而形成的金属粒子形成为细长形状的偏振元件。

18.一种光模块，其特征在于，

在内部具备发光元件，且在从所述发光元件射出的光信号的光路中插入有权利要求14所述的光隔离器件。

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