CN110554522A - 磁路、法拉第旋光器和磁光学元件 - Google Patents

磁路、法拉第旋光器和磁光学元件 Download PDF

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CN110554522A CN201910461422.1A CN201910461422A CN110554522A CN 110554522 A CN110554522 A CN 110554522A CN 201910461422 A CN201910461422 A CN 201910461422A CN 110554522 A CN110554522 A CN 110554522A
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Abstract

本发明提供一种磁路和具备该磁路的法拉第旋光器及磁光学元件。磁路(1)具有由钐－钴系磁铁构成的分别设置有供光通过的贯通孔的第一～第三磁铁，由第一～第三磁铁在前后方向上依次配置于同轴上而构成，在将光通过磁路的贯通孔的方向设为光轴方向时，第一磁铁(11)以使贯通孔侧成为N极的方式在与光轴方向垂直的方向上被磁化，第二磁铁(12)以使第一磁铁(11)侧成为N极的方式在与光轴方向平行的方向上被磁化，第三磁铁(13)以使贯通孔侧成为S极的方式在与光轴方向垂直的方向上被磁化，第二磁铁具有第一、三磁铁以上的矫顽力。由此，能够抑制外部磁场和温度上升引起的不可逆退磁且能够对法拉第元件稳定地提供充分的磁通密度。

Description

磁路、法拉第旋光器和磁光学元件
技术领域
本发明涉及磁路、法拉第旋光器和磁光学元件。
背景技术
法拉第旋光器是由法拉第元件和对法拉第元件提供磁场的磁铁构成的元件。由于法拉第旋光器具有仅将光沿一方向传播，并阻止返回光的功能，因此，作为光隔离器等磁光学元件，用于光通信系统和激光加工系统等激光振荡器。
在光通信系统中使用的波段主要为1300nm～1700nm，在目前的法拉第旋光器中，在法拉第元件中使用稀土类铁石榴石。
另一方面，近年来用于激光加工等的波段为比光通信频带短的波长侧，主要利用1000nm左右。在该波段，上述稀土类铁石榴石因为光吸收大，所以不能使用，因此，在法拉第元件中使用铽镓石榴石(TGG)这样的顺磁性体结晶。
然而，为了使用这种法拉第旋光器作为光隔离器，需要法拉第旋转的旋转角度(θ)为45°。已知该旋转角度与法拉第元件的长度(L)、维德常数(V)、与光轴平行的磁通密度(B)具有下述式(1)的关系。
θ＝V·B·L (1)
其中，维德常数为依赖于法拉第元件的材料的特性。通常，由于TGG这样的顺磁性体的维德常数比稀土类铁石榴石小，因此，为了得到45°的法拉第旋转角，需要增大法拉第元件的长度和施加于法拉第元件的与光轴平行的磁通密度。特别是，近年来期望装置的小型化，因此，提出不将法拉第元件或磁铁大型化，通过设计磁铁的结构，使施加于法拉第元件的磁通密度提高的技术方案。
例如，在专利文献1中公开了具有由第一～第三磁铁构成的磁路和法拉第元件的法拉第旋光器。第一磁铁在与光轴垂直的方向且朝向光轴的方向上被磁化。第二磁铁在与光轴垂直的方向且远离光轴的方向上被磁化。在它们之间配置有第三磁铁。第三磁铁在与光轴平行的方向且从第二磁铁朝向第一磁铁的方向上被磁化。在该磁路中，在将第一磁铁和第二磁铁的沿着光轴方向的长度设为L2、将沿着第三光轴方向的长度设为L3时，L2/10≤L3≤L2的关系成立。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-229802号公报。
发明内容
发明所要解决的技术问题
在上述磁路中，在第三磁铁的贯通孔附近发生由第一磁铁和第二磁铁的相互作用产生的强磁场。该磁场为与第三磁铁的磁化方向相反的方向。这样，在产生与磁化方向相反方向的外部磁场的情况下，需要考虑磁铁的动作点的移动及归属于其的退磁的影响。为了进行说明，
图7中表示磁铁的退磁曲线(B－H曲线及J－H曲线)的一例。B－H曲线32是表示磁通密度B和外部磁场H的关系的曲线。另外，J－H曲线33是表示磁化J和外部磁场H的关系的曲线。曲线和纵轴、横轴的交点分别指剩余磁通密度Br、固有矫顽力HcJ及矫顽力HcB。剩余磁通密度Br是将外部磁场从饱和磁化的状态变为0时残留在磁性体中的磁通密度。矫顽力是作用与磁性体保持的磁化方向相反方向的磁场，且磁化或磁通密度成为0时的外部磁场的值，前者表示为固有矫顽力HcJ，后者表示为矫顽力HcB。此外，已知磁性体的磁通密度(B)与外部磁场强度(H)、磁化强度(J)、真空的导磁率(μ0)具有下述式(2)的关系。
B＝μ0H+J (2)
(外部磁场引起的不可逆退磁)
如图7所示，在对磁铁施加外部磁场H1的情况下，磁铁的动作点a1在B－H曲线32上移动，且移动到接近H轴的动作点b1。另外，当提供更大的外部磁场H2时，磁铁的动作点a1移动到更接近H轴的动作点c1。此时，将B－H曲线32上的动作点c1投影到J－H曲线33上的动作点c2超过J－H曲线33的转折点34(倾斜变化且磁通密度急剧减少的变化点)。这样，在更大的外部磁场H2导致退磁的情况下，通过将B－H曲线32上的动作点投影到J－H曲线33上的动作点c2超过J－H曲线33的转折点34，在除去外部磁场H2时磁铁的动作点a1移动到动作点d1。在此，动作点d1为从动作点c1除去外部磁场H2时的动作点，为与通过动作点c1的反冲导磁率曲线的倾斜平行的直线与通过动作点a1及原点的直线的交点。此时，动作点a1上的磁通密度和动作点d1上的磁通密度的差为外部磁场H2导致的不可逆退磁ΔB，且成为除非不进行再磁化的就不恢复的退磁。
此外，如图7所示，磁铁的动作点是磁铁的B－H曲线32上的点，是表示磁路内的磁铁的磁通密度B、磁场H的状态的点。另外，将从原点朝向该点拉出的直线称为磁导线31。已知磁导线31的倾斜(B/H)处于真空的导磁率(μ0)、磁导系数(P)和下述式(3)的关系。
B/H＝μ0P (3)
(高温导致的不可逆退磁)
图8中表示钕磁铁的退磁曲线的温度变化。分别表示高温时的B－H曲线35、低温时的B－H曲线36、高温时的J－H曲线37、低温时的J－H曲线38。当钕磁铁的温度上升时，剩余磁通密度Br、固有矫顽力HcJ及矫顽力HcB分别向Br′、HcJ′及HcB′移动。于是，低温时的B－H曲线36、低温时的J－H曲线38分别变化为高温时的B－H曲线35、高温时的J－H曲线37。在这种温度变化中，当B－H曲线上的动作点超过B－H曲线的转折点34时，即使温度条件恢复，磁力也不会恢复，即产生温度变化引起的磁铁的不可逆退磁。例如，当外部温度从低温变化到高温时，动作点a1移动到动作点b1。由于动作点b1没有超过高温时的B－H曲线35上的转折点，因此，当外部温度从高温返回到低温时，能够从动作点b1返回到动作点a1，即成为可逆退磁。另一方面，当外部温度从低温变化到高温时，更接近H轴的动作点a2移动到动作点b2。该情况下，由于动作点b2没有超过高温时的B－H曲线35上的转折点34，因此，即使外部温度从高温返回到低温，也不能从动作点b2返回到动作点a2，并移动到动作点c2。此时，动作点a2上的磁通密度和动作点c2上的磁通密度的差成为不可逆退磁ΔB。特别是，已知如图8所示，钕磁铁通过温度的上升，B－H曲线和J－H曲线向B轴(磁通密度)侧大幅变化，在高温下，容易产生动作点的移动引起的不可逆退磁。此外，图8的动作点c2能够通过与图7的动作点d1同样的方法求出。
进而，专利文献1中记载的第三磁铁具有比第一、第二磁铁在磁化方向上短的形状。在这种磁化方向上短的形状的磁铁中，依赖于磁铁的形状的磁导系数也需要考虑。通常，磁导系数在磁化方向上短即磁极彼此接近的形状的磁铁中变小。另外，磁导系数如式(3)所示，也是磁导线31的斜率。例如，如图9所示，通过动作点a1的磁导线31具有比通过动作点b1的磁导线31的斜率β大的斜率α、即更大的磁导系数。换而言之，具有值小的磁导系数β的磁铁在接近H轴的位置存在动作点，因此，更容易超过B－H曲线32及J－H曲线33上的转折点34，且容易产生上述的逆磁场及高温下引起的不可逆退磁。
如上，由于专利文献1中记载的磁路的第三磁铁作为磁铁在不利的动作点中被使用，因此，处于逆磁场及高温下容易引起不可逆退磁的状况。特别是，在使用上述磁路作为高输出激光用光隔离器灯磁光学元件的情况下，由于不能避免随着高输出光引起的法拉第元件的温度上升的磁路的温度上升，因此，在第三磁铁中产生高温引起的不可逆退磁的可能性变高。当在第三磁铁中产生不可逆退磁时，不能对法拉第元件稳定地提供充分的磁通密度，因此，法拉第旋光器有可能不能实现本来的功能。
本发明是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制由外部磁场及温度上升引起的不可逆退磁，且能够对法拉第元件稳定地提供充分的磁通密度的磁路。
用于解决问题的技术方案
本发明的磁路具有由钐－钴系磁铁构成的分别别置有供光通过的贯通孔的第一～第三磁铁，其特征在于：磁路由第一～第三磁铁在前后方向上依次配置于同轴上而构成，在将光通过磁路的贯通孔的方向别设光轴方向时，第一磁铁以使得贯通孔侧成设N极的方式在与光轴方向垂直的方向上被磁化，第二磁铁以使得第一磁铁侧成设N极的方式在与光轴方向平行的方向上被磁化，第三磁铁以使得贯通孔侧成设S极的方式在与光轴方向垂直的方向上被磁化，第二磁铁具有第一磁铁和第三磁铁以上的矫矫力。此外，本发明中单独描述矫顽力时指HcB。
在上述的结构中，在第二磁铁的贯通孔附近产生由第一磁铁和第三磁铁的相互作用而形成的强磁场。但是，在本发明的磁路中，第二磁铁中的矫顽力大，因此，动作点难以超过B－H曲线、J－H曲线上的转折点，且能够抑制由温度上升及逆磁场引起的不可逆退磁发生，容易大幅保持第二磁铁的贯通孔部分中的磁通密度。即，能够对法拉第元件稳定地提供充分的磁通密度。
而且，第一～第三磁铁是由钐－钴系磁铁构成的磁铁。钐－钴系磁铁具有与钕磁铁同等的剩余磁通密度和矫顽力，但具有温度变化引起的矫顽力的变动小且居里温度高的特征。因此，在由上述磁铁构成的磁路中，特别是，在高温下动作点难以超过B－H曲线、J－H曲线上的转折点，能够抑制不可逆退磁发生，容易大幅保持第二磁铁的贯通孔部分中的磁通密度。
在本发明的磁路中，优选的是，第一～第三磁铁具有650kA/m以上的矫顽力。通过具有这种矫顽力，能够抑制第二磁铁中的不可逆退的发生。
在本发明的磁路中，优选的是，第二磁铁的沿着光轴方向的长度为第一、三磁铁的沿着光轴方向的长度以上。据此，能够抑制第二磁铁中的不可逆退磁的发生，并容易大幅保持第二磁铁的贯通孔部分中的磁通密度。
在本发明的磁路中，优选的是，第二磁铁的沿着光轴方向的长度比第一、三磁铁的沿着光轴方向的长度大。
在本发明的磁路中，优选的是，第二磁铁具有比第一、三磁铁大的矫顽力。
在本发明的磁路中，优选的是，贯通孔的截面积为100mm2以下。通过将贯通孔的截面积设为100mm2以下，磁通密度容易变大。
本发明的磁路具有分别设置有供光通过的贯通孔的第一～第三磁铁，其特征在于，磁路由第一～第三磁铁在前后方向上依次配置于同轴上而构成，在将光通过磁路的贯通孔的方向设为光轴方向时，第一磁铁以使得贯通孔侧成为N极的方式在与光轴方向垂直的方向上被磁化，第二磁铁以使得第一磁铁侧成为N极的方式在与光轴方向平行的方向上被磁化，第三磁铁以使得贯通孔侧成为S极的方式在与光轴方向垂直的方向上被磁化，第二磁铁具有第一磁铁和第三磁铁以上的矫顽力，第二磁铁的沿光轴方向的长度为第一磁铁和第三磁铁的沿光轴方向的长度以上。
在上述结构中，在第二磁铁的贯通孔附近产生由第一磁铁和第三磁铁的相互作用形成的强磁场。但是，由于第二磁铁中的矫顽力大，因此，动作点难以超过B－H曲线、J－H曲线上的转折点，能够抑制温度上升及逆磁场引起的不可逆退磁发生，容易大幅保持第二磁铁的贯通孔部分中的磁通密度。另外，第二磁铁的沿着光轴方向的长度为第一、三磁铁的沿着光轴方向的长度以上，因此，能够抑制第二磁铁中的不可逆退磁的产生，并容易大幅保持第二磁铁的贯通孔部分中的磁通密度。
本发明的法拉第旋光器包括上述磁路和配置于磁路上的贯通孔内且由可透射光的顺磁性体构成的法拉第元件。
本发明的法拉第旋光器的顺磁性体优选为玻璃材料。
本发明的磁光学元件包括上述法拉第旋光器和配置于法拉第旋光器的磁路的光轴方向上的一端的第一光学部件及配置于另一端的第二光学部件，通过磁路的贯通孔的光通过第一光学部件及第二光学部件。
在本发明的磁光学元件中，优选的是，第一光学部件及第二光学部件为偏振器。
发明效果
根据本发明，可提供能够抑制外部磁场及温度上升引起的不可逆退磁且能够对法拉第元件稳定地提供充分的磁通密度的磁路。
附图说明
图1是表示本发明的磁路的结构的一例的示意性剖视图。
图2是表示本发明中的第一磁铁的结构的一例的图。
图3是表示本发明中的第二磁铁的结构的一例的图。
图4是表示本发明中的第三磁铁的结构的一例的图。
图5是表示本发明的法拉第旋光器的结构的一例的示意性剖视图。
图6是表示本发明的磁光学元件的结构的一例的示意性剖视图。
图7是表示磁铁的退磁曲线(B－H曲线及J－H曲线)的一例的图。
图8是表示钕磁铁的退磁曲线的温度变化(B－H曲线及J－H曲线)的一例的图。
图9是表示磁铁的退磁曲线(B－H曲线及J－H曲线)的一例的图。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行详细地说明。但是，本发明不限定于以下的实施方式。另外，各附图中，具有实质的同一功能的部件有时参照同一符号。
(磁路1)
图1是表示本发明的磁路的结构的示意性剖视图。磁路1分别具有设置有贯通孔的第一磁铁11、第二磁铁12及第三磁铁13。磁路1由第一磁铁11、第二磁铁12及第三磁铁13在前后方向上依次配置于同轴上而构成。此外，配置于同轴上是指从光轴方向观察配置为在各磁铁的中央附近重叠。在本实施方式中，通过连结第一磁铁11、第二磁铁12及第三磁铁13的贯通孔，构成磁路的贯通孔2。此外，图1中的N及S的文字表示磁极，后述其他附图中也同样。
在磁路1中，第一磁铁11和第三磁铁13在与光轴的垂直方向上被磁化，且磁化方向彼此相反。具体而言，第一磁铁11以使得贯通孔侧成为N极的方式在与光轴垂直的方向上被磁化。第三磁铁13以使得贯通孔侧成为S极的方式在与光轴垂直的方向上被磁化。第二磁铁12以使得第一磁铁11侧成为N极的方式在与光轴平行的方向上被磁化。
构成磁路1的第一～第三磁铁优选由将钐－钴(Sm－Co)设为主成分的磁铁构成。钐－钴系磁铁的居里温度为600℃以上，因此，能够抑制高温下的不可逆退磁。另外，钐－钴系磁铁的剩余磁通密度的温度依赖性通常为－0.03％/℃左右，钕磁铁为－0.1％/℃左右。另外，就矫顽力的温度依赖性而言，在钕磁铁中为－0.5％/K左右，在钐－钴系磁铁中为－0.2％/K左右。因此，当使用钐－钴系磁铁时，能够更有效地抑制磁路1的温度上升引起的磁铁的剩余磁通密度及矫顽力的低下。此外，也可以使用将钐－钴(Sm－Co)设为主成分的磁铁以外。
构成磁路1的第一～第三磁铁的矫顽力优选为650kA/m以上，更优选为660kA/m以上，进一步优选为700kA/m，特别优选为750kA/m。当矫顽力低时，第二磁铁12通过由第一磁铁11和第三磁铁13的相互作用产生的强磁场使动作点接近H轴，从而磁铁容易不可逆退磁。另外，矫顽力越大，越能够得到高温化稳定的磁路1，但由钐－钴系磁铁得到的矫顽力实际上1000kA/m为上限。
另外，第一磁铁11和第三磁铁13的矫顽力优选相等。据此，能够对第二磁铁12提供均匀的磁场。但是，第一磁铁11的矫顽力和第三磁铁13的矫顽力也可以不相等。
第二磁铁12具有第一、第三磁铁以上的矫顽力。具体而言，第二磁铁12的矫顽力为第一、第三磁铁的矫顽力的1倍以上，优选为1.05倍以上，特别优选为1.1倍以上。据此，即使在第二磁铁12的贯通孔附近产生由第一磁铁11和第三磁铁13的相互作用形成的强磁场，第二磁铁12的动作点也难以超过B－H曲线、J－H曲线上的转折点，能够抑制温度上升及逆磁场引起的不可逆退磁发生，并容易大幅保持第二磁铁12的贯通孔部分中的磁通密度。另外，由钐－钴系磁铁得到的矫顽力实际上为400～1000kA/m左右。因此，第二磁铁12的矫顽力优选为最大第一、第三磁铁的矫顽力的2.5倍以下，更优选为2倍以下，特别优选为1.8倍以下。此外，第一磁铁11的矫顽力和第三磁铁13的矫顽力不相等的情况下，使第一及第三磁铁中的具有更高矫顽力的磁铁具有上述的值。
另外，构成磁路1的第一～第三磁铁的剩余磁通密度(Br)优选为0.7T以上，更优选为0.8T以上，特别优选为0.9T以上。据此，在第二磁铁12的贯通孔附近能够形成磁通密度大的区域，并能够对后述的法拉第元件14提供45°的旋转角度。
另外，第一磁铁11和第三磁铁13的剩余磁通密度优选相等。据此，能够对第二磁铁12提供均匀的磁场。但是，第一磁铁11的矫顽力和第三磁铁13的剩余磁通密度也可以不相等。
在本发明的磁路1中，第二磁铁12的沿着光轴方向的长度优选为第一磁铁11或第三磁铁13的沿着光轴方向的长度以上。具体而言，第二磁铁12的长度相对于第一磁铁11及第三磁铁13的长度优选为1倍以上，更优选为1.01倍以上，特别优选为1.05倍以上。据此，第二磁铁12的磁化方向的长度相对地提高，第二磁铁12的磁导系数变大，因此，第二磁铁12的动作点接近B轴侧，且不可逆退磁的抑制效果变大。另外，当第二磁铁12的沿着光轴方向的长度过大时，第一磁铁11和第三磁铁13的相互作用变弱，因此，不能够在第二磁铁12的贯通孔附近形成磁通密度大的区域。因此，第二磁铁12的沿着光轴方向的长度优选为2倍以下，更优选为1.5倍以下，特别优选为1.4倍以下。此外，在第一磁铁11的沿着光轴方向的长度与第三磁铁13的沿着光轴方向的长度不相等的情况下，使第一及第三磁铁中的具有更长的沿着光轴方向的长度的磁铁具有上述的值。
在本发明的磁路1中，第一磁铁11的沿着光轴方向的长度和第三磁铁13的沿着光轴方向的长度优选相等。据此，能够对第二磁铁12提供均匀的磁场。但是，第一磁铁11的沿着光轴方向的长度和第三磁铁13的沿着光轴方向的长度也可以不相等。
在本发明的磁路1中，磁路的贯通孔2的截面形状没有特别限定，也可以为矩形或圆形。在组装容易的点上优选矩形，在赋予均匀的磁场的点上优选圆形。
磁路的贯通孔2的截面积优选为100mm2以下，更优选为3mm2～80mm2，进一步优选为5mm2～60mm2，特别优选为7mm2～50mm2。当截面积过大时，不能得到充分的磁通密度，当过小时，难以将法拉第元件14配置于磁路的贯通孔2内。
图2是表示第一磁铁的结构的一例的图。图2所示的第一磁铁11组合4个磁铁片而构成。此外，构成第一磁铁11的磁铁片的个数不限定于上述。例如，第一磁铁11也可以组合6个或8个等磁铁片而构成。通过组合多个磁铁片构成第一磁铁11，能够有效地增大磁场。但是，第一磁铁11也可以由单体磁铁构成。
图3是表示第二磁铁的结构的一例的图。图3所示的第二磁铁12由1个单体磁铁构成。此外，第二磁铁12也可以组合2个以上的磁铁片而构成。
图4是表示第三磁铁的结构的一例的图。图4所示的第三磁铁13与第一磁铁11同样，组合4个磁铁片而构成。通过组合多个磁铁片构成第三磁铁13，能够有效地增大磁场。此外，第三磁铁13可以组合6个或8个等磁铁片而构成，也可以由单体磁铁构成。
(法拉第旋光器10)
图5是表示本发明的法拉第旋光器的结构的一例的示意性剖视图。法拉第旋光器10是用于光隔离器或光循环器等后述的磁光学元件20的装置。法拉第旋光器10包括磁路1和配置于磁路的贯通孔2内的法拉第元件14。法拉第元件14由可透射光的顺磁性体构成。
法拉第旋光器10具有图1所示的本发明的磁路1，因此，能够抑制外部磁场及温度上升引起的不可逆退磁且能够对法拉第元件14稳定地提供充分的磁通密度，因此，能够稳定地使用。
另外，可以使光从第一磁铁11侧入射法拉第旋光器10，也可以从第三磁铁13侧入射。
另外，法拉第元件14的截面形状和磁路的贯通孔2的截面形状也可以不必一致，但在提供均匀的磁场的观点上，优选一致。
能够在法拉第元件14中使用顺磁性体。其中优选使用玻璃材料。由玻璃材料构成的法拉第元件14由于单结晶材料的缺陷等引起的维德常数的变动及消光比的降低少，且来自粘结剂的应力的影响也少，因此，能够保持稳定的维德常数和高消光比。
用于法拉第元件14的玻璃材料以摩尔％的氧化物换算Tb2O3的含有量优选比40％多，更优选45％以上，进一步优选48％以上，特别优选51％以上。这样，通过增加Tb2O3的含有量，容易得到良好的法拉第效果。此外，在玻璃中，Tb以3价或4价的状态存在，但在本说明书中将它们全部作为换算为Tb2O3的值表示。
在用于法拉第元件14的玻璃材料中，Tb3+相对于全Tb的比例以摩尔％优选为55％以上，更优选为60％以上，进一步优选为80％以上，特别优选为90％以上。Tb3+相对于全Tb的比例过少时，波长300nm～1100nm中的光透过率容易降低。
(磁光学元件20)
图6是表示本发明的磁光学元件的结构的一例的示意性剖视图。图6所示的磁光学元件20为光隔离器。磁光学元件20包括图5所示的法拉第旋光器10和配置于磁路1的光轴方向上的一端的第一光学部件25及配置于另一端的第二光学部件26。第一光学部件25及第二光学部件26在本实施方式中为偏振器。第二光学部件26的光透射轴相对于第一光学部件25的光透射轴倾斜45°。
入射于磁光学元件20的光通过第一光学部件25成为直线偏光，并入射于法拉第元件14。入射的光因法拉第元件14而旋转45°，通过第二光学部件26。通过第二光学部件26的光的一部分成为反射返回光，以偏光面45°的角度通过第二光学部件26。通过第二光学部件26的反射返回光因法拉第元件14而进一步旋转45°，相对于第一光学部件25的光透射轴成为90°的正交偏光面。因此，反射返回光不能透过第一光学部件25，并被遮断。
本发明的磁光学元件20具有图1所示的本发明的磁路1，因此，能够抑制外部磁场及温度上升引起的不可逆退磁且能够对法拉第元件14稳定地提供充分的磁通密度，因此，能够稳定地使用。
此外，图6所示的磁光学元件20为光隔离器，但磁光学元件20也可以为光循环器。该情况下，只要第一光学部件25及第二光学部件26为波长板或分束器即可。但是，磁光学元件20不限定于光隔离器及光循环器。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行说明，但本发明不限定于这些实施例。
下表1表示本发明的实施例1～7及比较例1。
【表1】
以成为上述表1的条件的方式设定具有矫顽力HcB、剩余磁通密度Br及长度L的第一～第三磁铁，并在由第一～第三磁铁构成图1那样的磁铁结构的情况下，通过进行模拟测定实施例1～7及比较例1的磁路的磁通密度的平均值。此外，上述磁通密度的平均值为假设使用直径3mm、长度10mm、维德常数0.21min/Oe·cm的法拉第旋转玻璃元件的值，表示从第二磁铁的贯通孔的中央沿着光轴方向的±5mm的长度的磁通密度的平均值的模拟值。另外，上述的“长度”是沿着光轴方向的长度，在本实施例中单独表述为长度或L。
从表1看出，在实施例1～7中，从第二磁铁的贯通孔的中央沿着光轴方向的±5mm的长度的磁通密度的平均值成为1.13～1.34T，即使受到由第一磁铁和第三磁铁的相互作用产生的强磁场的影响，由于在第二磁铁的贯通孔附近难以产生不可逆退磁，因此，也能够得到具有大的磁通密度的磁路。
比较例1中，第二磁铁的HcB为413kA/m、Br为小至0.95T，除此之外，与实施例3同样地制作的磁路，但从第二磁铁的贯通孔的中央沿着光轴方向的±5mm长度的磁通密度的平均值小至1.01T。
符号说明
1 磁路
2 磁路的贯通孔
10 法拉第旋光器
11 第一磁铁
12 第二磁铁
13 第三磁铁
14 法拉第元件
20 磁光学元件
25 第一光学部件
26 第二光学部件
31 磁导线
32 B－H曲线
33 J－H曲线
34 转折点
35 高温时的B－H曲线
36 低温时的B－H曲线
37 高温时的J－H曲线
38 低温时的J－H曲线
a1、b1、c1、d1、a2、b2、c2 动作点
H、H1、H2 外部磁场
ΔB 不可逆退磁
HcJ、HcJ′ 固有矫顽力
HcB、HcB′ 矫顽力
Br、Br′ 剩余磁通密度
α、β 磁导系数。

Claims (11)

1.一种磁路，其具有由钐－钴系磁铁构成的第一～第三磁铁，所述第一～第三磁铁分别设置有供光通过的贯通孔，所述磁路的特征在于：
所述磁路由所述第一～第三磁铁在前后方向上依次配置于同轴上而构成，
在将光通过所述磁路的所述贯通孔的方向设为光轴方向时，所述第一磁铁以使得所述贯通孔侧成为N极的方式在与所述光轴方向垂直的方向上被磁化，
所述第二磁铁以使得所述第一磁铁侧成为N极的方式在与所述光轴方向平行的方向上被磁化，
所述第三磁铁以使得所述贯通孔侧成为S极的方式在与所述光轴方向垂直的方向上被磁化，
所述第二磁铁具有所述第一磁铁和所述第三磁铁以上的矫顽力。
2.根据权利要求1所述的磁路，其特征在于：
所述第一～第三磁铁具有650kA/m以上的矫顽力。
3.根据权利要求1或2所述的磁路，其特征在于：
所述第二磁铁的沿光轴方向的长度为所述第一磁铁和所述第三磁铁的沿光轴方向的长度以上。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的磁路，其特征在于：
所述第二磁铁的沿光轴方向的长度比所述第一磁铁和所述第三磁铁的沿光轴方向的长度大。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的磁路，其特征在于：
所述第二磁铁具有比所述第一磁铁和所述第三磁铁大的矫顽力。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的磁路，其特征在于：
所述贯通孔的截面积为100mm2以下。
7.一种磁路，其具有第一～第三磁铁，所述第一～第三磁铁分别设置有供光通过的贯通孔，所述磁路的特征在于：
所述磁路由所述第一～第三磁铁在前后方向上依次配置于同轴上而构成，
在将光通过所述磁路的所述贯通孔的方向设为光轴方向时，所述第一磁铁以使得所述贯通孔侧成为N极的方式在与所述光轴方向垂直的方向上被磁化，
所述第二磁铁以使得所述第一磁铁侧成为N极的方式在与所述光轴方向平行的方向上被磁化，
所述第三磁铁以使得所述贯通孔侧成为S极的方式在与所述光轴方向垂直的方向上被磁化，
所述第二磁铁具有所述第一磁铁和所述第三磁铁以上的矫顽力，
所述第二磁铁的沿光轴方向的长度为所述第一磁铁和所述第三磁铁的沿光轴方向的长度以上。
8.一种法拉第旋光器，其特征在于，包括：
权利要求1～7中任一项所述的磁路；和
法拉第元件，其配置于所述磁路的所述贯通孔内，且由可透射光的顺磁性体构成。
9.根据权利要求8所述的法拉第旋光器，其特征在于：
所述顺磁性体为玻璃材料。
10.一种磁光学元件，其特征在于，包括：
权利要求8或9所述的法拉第旋光器；以及
配置于所述法拉第旋光器的所述磁路的所述光轴方向上的一端的第一光学部件和配置于另一端的第二光学部件，
通过所述磁路的所述贯通孔的光通过所述第一光学部件和所述第二光学部件。
11.根据权利要求10所述的磁光学元件，其特征在于：
所述第一光学部件和所述第二光学部件是偏振器。
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