CN210155455U - 法拉第旋光器及磁光学元件 - Google Patents

法拉第旋光器及磁光学元件 Download PDF

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Abstract

本实用新型提供一种法拉第旋光器及磁光学元件，其包括：具有分别设置有供光通过的贯通孔的第一～第三磁体的磁路(2)；配置于贯通孔(2a)内且由可透射光的顺磁性体构成的法拉第元件(14)，第一磁体(11)以使贯通孔侧为N极的方式在与光轴方向垂直的方向上被磁化，第二磁体(12)以使第一磁体侧为N极的方式在与光轴方向平行的方向上被磁化，第三磁体(13)以使贯通孔侧为S极的方式在与光轴方向垂直的方向上被磁化，第一～第三磁体沿光轴方向的长度为法拉第元件(14)沿光轴方向的长度的0.56倍以上，法拉第元件(14)的上述长度低于15mm。由此，能够稳定地得到45°的旋转角且更小型的法拉第旋光器及磁光学元件。

Description

法拉第旋光器及磁光学元件
技术领域
本实用新型涉及法拉第旋光器及磁光学元件。
背景技术
光隔离器是使光仅沿一个方向传播，并阻止反射返回的光的磁光学元件。光隔离器在用于光通信系统和激光加工系统等的激光振荡器中使用。
目前，在光通信系统中使用的波段主要为1300nm～1700nm，在光隔离器中的法拉第旋光器的法拉第元件使用稀土类铁石榴石。
另一方面，用于激光加工等的波长为比光通信波段短的波长，主要在1000nm附近。在该波段，上述稀土类铁石榴石因为光吸收大，所以不能够使用。因此，通常使用由顺磁性体结晶构成的法拉第元件，特别是众所周知的铽镓石榴石(TGG)。
为了用作光隔离器，法拉第旋转的旋转角(θ)需要为45°。该法拉第旋转角与法拉第元件的长度(L)、费尔德常数(V)和与光轴平行的磁通密度(H)的关系满足以下式(1)。
θ＝V·H·L 式(1)
其中，费尔德常数是依赖于材料的特性。因此，为了调整法拉第旋转角，需要改变法拉第元件的长度或与施加在法拉第元件上的光轴平行的磁通密度。特别是，近年来要求器件的小型化，因此，不通过调整法拉第元件或磁铁的大小，而是通过改变磁铁的结构，来提高施加在法拉第旋光器上的磁通密度。
例如，在下述专利文献1中公开有一种法拉第旋光器，其具备由第一～第三磁铁构成的磁路和法拉第元件。第一磁铁在与光轴垂直且朝向光轴的方向上被磁化。第二磁铁在与光轴垂直且从光轴离开的方向上被磁化。在两者之间配置有第三磁铁。第三磁铁在与光轴平行且从第二磁铁朝向第一磁铁的方向上被磁化。该磁路构成为，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。
实用新型内容
实用新型所要解决的技术问题
当以专利文献1所记载的结构来形成磁路时，在第一磁铁与第三磁铁的接合部、第二磁铁与第三磁铁的接合部附近形成磁通密度最大的区域。并且，在与连接该两区域的第三磁铁同等的长度的内部空间形成有磁通密度大且稳定的区域。
但是，在专利文献1中，使用大小超出上述区域的法拉第元件。其原因在于，像TGG这样的顺磁性体结晶的费尔德常数小，因此，为了获得期望的法拉第旋转角，法拉第元件的长度也变得重要。但是，如果像上述那样使用超出显示稳定的磁通密度的区域的元件，则在制作法拉第旋光器时法拉第元件的位置偏移的情况下，施加在法拉第元件上的磁通密度产生偏差。其结果是，法拉第旋转角的偏差变得显著，存在难以稳定地获得期望的法拉第旋转角的问题。
本实用新型是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于，提供一种能够稳定地获得45°的法拉第旋转角的法拉第旋光器及磁光学元件。
用于解决问题的技术方案
本实用新型的法拉第旋光器的特征在于，包括：磁路，其具有第一～第三磁体，第一～第三磁体分别设置有供光通过的贯通孔；和法拉第元件，其配置于贯通孔内，且由可透射光的顺磁性体构成，磁路由第一～第三磁体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，第一磁体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，第二磁体以使得第一磁体侧成为N极的方式在与光轴方向平行的方向上被磁化，第三磁体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，第一磁体、第二磁体和第三磁体各自的沿光轴方向的长度为法拉第元件的沿光轴方向的长度的0.56倍以上，法拉第元件的沿光轴方向的长度小于15mm。根据上述的结构，在第一磁体和第二磁体的接合部、第二磁体和第三磁体的接合部附近容易形成磁通密度最大的区域。这里，通过将第一～第三磁体的沿光轴方向的长度相对于法拉第元件的沿光轴方向的长度设为一定以上，能够在组装时抑制法拉第元件的错位引起的法拉第旋转效果的偏差、变动。进而，通过将配置的法拉第元件的沿光轴方向的长度设为比15mm更短，能够形成小型的法拉第旋光器。
在本实用新型的法拉第旋光器中，顺磁性体优选为玻璃材料。
在本实用新型的法拉第旋光器中，玻璃材料优选含有选自Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一种稀土类元素。特别是优选含有Tb。
在本实用新型的法拉第旋光器中，优选的是，玻璃材料以摩尔％的氧化物换算计，含有多于40％的Tb2O3，且Tb3+相对于全部Tb的比例以摩尔％计为55％以上。这种玻璃材料的维尔德常数为0.2min/Oe·cm以上，因为比目前的TGG的维尔德常数(0.13min/Oe·cm)大，所以容易制作更小型的法拉第元件。
在本实用新型的法拉第旋光器中，磁路中的贯通孔的截面积优选为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，因此，容易小型化。
本实用新型的磁光学元件特征在于，包括：上述法拉第旋光器；以及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和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和第二光学部件。
在本实用新型的磁光学元件中，第一光学部件和第二光学部件也可以为偏振器。
实用新型效果
根据本实用新型，可提供能够稳定地得到45°的法拉第旋转角的法拉第旋光器及磁光学元件。
附图说明
图1是表示本实用新型的法拉第旋光器的结构的一例的示意性剖视图。
图2是表示第二磁体在长磁路的贯通孔中所产生的磁场强度分布的示意图。
图3是表示第二磁体在短磁路的贯通孔中所产生的磁场强度分布的示意图。
图4是表示本实用新型的第一磁体的结构的一例的图。
图5是表示本实用新型的第二磁体的结构的一例的图。
图6是表示本实用新型的第三磁体的结构的一例的图。
图7是表示本实用新型的磁光学元件的结构的一例的示意性剖视图。
具体实施方式
以下，对本实用新型优选的实施方式进行说明。但是，以下的实施方式是简单的例示，本实用新型不限定于以下的实施方式。另外，在各附图中，具有实际相同功能的部件有时参照相同符号。
(法拉第旋光器)
图1是表示本实用新型的法拉第旋光器的结构的一例的示意性剖视图。此外，图1中的N及S的文字表示磁极。在后述的其他附图中也是同样。
法拉第旋光器1是用于光隔离器及光循环器等磁光学元件的装置。法拉第旋光器1包括：设置有供光通过的贯通孔2a的磁路2；和配置于上述贯通孔2a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。
磁路2具有分别设置有贯通孔的第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13。在磁路2中，第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13在前后方向上依次配置于同轴上。此外，配置于同轴上是指从光轴方向观察以各磁体的中央附近重叠的方式配置。在本实施方式中，通过将第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13的贯通孔连结，构成磁路2的贯通孔2a。
在磁路2中，第一磁体11和第三磁体13在与光轴方向垂直的方向上被磁化，且磁化方向彼此相反。具体而言，第一磁体11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。第三磁体13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。第二磁体12以使得第一磁体11侧成为N极的方式在与光轴方向平行的方向被磁化。
在法拉第旋光器1，可以使光从第一磁体11侧入射，也可以从第三磁体13侧入射。
本实用新型的法拉第旋光器1的特征在于，具有以下的结构。1)第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13各自的沿光轴方向的长度为法拉第元件14的沿光轴方向的长度的0.56倍以上。2)法拉第元件14的沿光轴方向的长度低于15mm。此外，以下，有时将沿着光轴方向的长度简单地记载为长度。
第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13各自的长度为法拉第元件14的长度的0.56倍以上，优选为0.6倍以上、0.7倍以上、0.8倍以上，特别优选为0.9倍以上。当形成图1那样的磁路2时，在第一磁体11与第二磁体12的接合部及第二磁体12与第三磁体13的接合部附近容易形成磁通密度最大的区域。这里，通过将第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13各自的长度相对于法拉第元件14的沿光轴方向的长度设为一定以上，能够在组装时使法拉第元件14的位置不易错位。因此，能够抑制法拉第旋转角的变动。进而，第一磁体11及第三磁体13的长度非常有助于磁路2的磁通密度的大小。因此，当第一磁体11及第三磁体13过短时，不能得到充分的磁通密度，且不能够得到45°的法拉第旋转角。通过将第一磁体11、第三磁体13各自的长度相对于法拉第元件14的长度的比率设为上述范围内，能够得到45°的法拉第旋转角。此外，当第一磁体11及第三磁体13过长时，磁路2增大至必要以上，难以将法拉第旋光器1小型化。因此，第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13各自的长度优选为法拉第元件14的1.5倍以下，更优选为1.3倍以下，特别优选为1.2倍以下。由此，能够将法拉第旋光器1小型化。此外，以下有时将法拉第旋转角记载为旋转角。
在本实用新型的法拉第旋光器1中，特别是通过使第一磁体11及第三磁体13的长度和第二磁铁12的长度的关系变化，能够使磁路2的贯通孔2a中所产生的磁场强度分布的形状变化。具体而言，能够举出：(1)第一磁体11及第三磁体13的长度比第二磁体12的长度短的情况(第二磁体12长的情况)、(2)第一磁体11及第三磁体13的长度比第二磁体12的长度长的情况(第二磁体12短的情况)。此外，当第一磁体11和第三磁体13的一者比第二磁体12长，且另一者具有比第二磁体12短的形状时，磁路2的贯通孔2a中所产生的磁场强度分布在光轴方向上成为非对称，且磁场分布难以控制。从这种观点考虑，第一磁体11及第三磁体13的长度优选相等。因此，在以下说明的磁场分布中，将第一磁体11及第三磁体13的长度设为相等的长度。
(1)第二磁体12长的情况
图2是表示第二磁体在长磁路的贯通孔中所产生的磁场强度分布的示意图。横轴表示将磁路2的贯通孔2a的中央设为原点0的沿光轴方向的长度，纵轴表示磁场强度。在本实施方式中，磁场分布具有沿着光轴方向以原点0为中心呈凹状地大范围扩大的形状。具体而言，在第一磁体11与第三磁体13的接合部、及第二磁体12与第三磁体13的接合部附近形成有产生磁场强度最高的区域，且在该两个区域之间具有与第二磁体12同等的长度的成为规定的磁场强度a以上的区域S1。这样，由于磁场强度高的区域S1比较大，因此，在区域S1容易配置法拉第元件14整体，且容易抑制法拉第旋转角的变动。
(2)第二磁铁12短的情况
图3是表示第二磁体在短的磁路的贯通孔中所产生的磁场强度分布的示意图。在本实施方式中，磁场分布具有沿着光轴方向以原点0为中心呈凸状地扩大的形状。具体而言，在第二磁体12的中央附近形成有规定的磁场强度a以上的区域S2。此时，在区域S2，最大磁场强度成为比(1)第二磁体12长的情况的磁场分布更大的值，因此，能够相对于配置于区域S2的法拉第元件14施加更强的磁通密度，且容易增大法拉第旋转角。
此外，第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13分别具有相等长度的情况的磁场强度分布具有上述(1)及(2)中间的特性及形状。具体而言，与(1)同样，在第一磁体11与第三磁体13的接合部、及第二磁体12与第三磁体13的接合部附近形成有产生磁场强度最高的区域，且在该两个区域之间具有与第二磁体12同等的长度的、成为规定的磁场强度a以上的区域S3。此时，区域S3形成为以原点0为中心比区域S2宽，且比区域S1窄。另一方面，最大磁场强度比(1)大，且比(2)小。
然而，对法拉第旋转施加与光轴方向平行的方向的磁场。因此，当法拉第元件14变长时，为了在磁路2的贯通孔2a内形成上述方向的磁场，需要增长磁路2。其结果，难以将法拉第旋光器1小型化。另一方面，当法拉第元件14过短时，不能得到45°的旋转角。因此，法拉第元件14的长度优选为3mm～14mm，更优选为5mm～13mm、6mm～12mm，特别优选为7mm～11mm。通过将法拉第元件14的长度设为上述范围内，能够得到45°的旋转角，且法拉第旋光器1及使用其的磁光学元件的小型化成为可能。
磁路2的贯通孔2a的截面积优选为100mm2以下。当贯通孔2a的截面积过大时，不能得到充分的磁通密度，当过小时，难以将法拉第元件14配置于贯通孔2a内。贯通孔2a的截面积优选为3mm2～80mm2、4mm2～70mm2、5mm2～60mm2，特别优选为7mm2～50mm2。
磁路2的贯通孔2a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。法拉第元件14的截面形状和磁路2的贯通孔2a的截面形状也可以不必一致，但从施加均匀的磁场的观点考虑，优选一致。
图4是表示第一磁体的结构的一例的图。图5是表示第二磁体的结构的一例的图。图6是表示第三磁体的结构的一例的图。
组合四个磁铁片构成图4所示的第一磁体11。此外，构成第一磁体11的磁铁片的个数不限定于上述。例如，也可以组合六个或八个等磁铁片构成第一磁体11。通过组合多个磁铁片构成第一磁体11，能够有效地增大磁场。然而，第一磁体11也可以由单体磁铁构成。
图5所示的第二磁体12由一个单体磁铁构成。此外，也可以组合两个以上的磁铁片构成第二磁体12。
与第一磁体11同样，组合四个磁铁片构成图6所示的第三磁体13。此外，可以组合六个或八个等磁铁片构成第三磁体13，也可以由单体磁铁构成。
本实用新型的第一磁体11、第二磁体12及第三磁体13由永久磁铁构成。作为上述永久磁铁，特别优选稀土磁铁，其中优选以钐钴磁铁(Sm－Co)为主成分的磁铁或者以钕铁硼磁铁(Nd－Fe－B)为主成分的磁铁。
在本实用新型的法拉第元件14中，能够使用顺磁性体。其中，优选使用玻璃材料。因为由单晶材料这样的缺陷等导致的费尔德常数的变动或消光比的降低少，受来自粘接剂的应力的影响也少，所以由玻璃材料构成的法拉第元件能够保持稳定的费尔德常数和高的消光比。此外，在法拉第元件14上，也可以使用除玻璃材料以外的顺磁性体。
优选本实用新型的法拉第元件14所使用的玻璃材料含有选自Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm中的至少一种稀土元素。特别优选含有Tb。
优选本实用新型的法拉第元件14所使用的玻璃材料以摩尔％的氧化物换计含有超过40％的Tb2O3，优选45％以上、48％以上、49％以上，特别是50％以上。这样，通过增加Tb2O3的含量，变得容易获得良好的法拉第效应。此外，在玻璃中Tb以三价或四价的状态存在，但在本说明书中，将这些全部表示为Tb2O3。
在本实用新型的玻璃材料中，优选Tb3+相对于全Tb的比例以摩尔％计为55％以上，优选60％以上、70％以上、80％以上、90％以上，特别是95％以上。如果Tb3+相对于全Tb的比例过低，则波长300nm～1100nm中的光透射率变得容易降低。
进而，能够使本实用新型的法拉第元件14含有下述成分。此外，在以下各成分的含量的说明中，除非另有说明，“％”意味着“摩尔％”。
SiO2成为玻璃骨架，是扩大玻璃化范围的成分。但是，无益于费尔德常数的提高，因此，如果其含量过高，则变得难以获得充分的法拉第效应。因此，优选SiO2的含量为0％～50％，特别是1％～35％。
B2O3成为玻璃骨架，是扩大玻璃化范围的成分。但是，B2O3无益于费尔德常数的提高，因此，如果其含量过高，则变得难以获得充分的法拉第效应。因此，优选B2O3的含量为0％～50％，特别是1％～40％。
P2O5成为玻璃骨架，是扩大玻璃化范围的成分。但是，P2O5无益于费尔德常数的提高，因此，如果其含量过高，则变得难以获得充分的法拉第效应。因此，优选P2O5的含量为0％～50％，特别是1％～40％。
Al2O3是提高玻璃形成能力的成分。但是，Al2O3无益于费尔德常数的提高，因此，如果其含量过高，则变得难以获得充分的法拉第效应。因此，优选Al2O3的含量为0％～50％，特别是0％～30％。
La2O3、Gd2O3、Y2O3具有稳定玻璃化的效果。但是，如果其含量过高，反而变得难以玻璃化。因此，优选La2O3、Gd2O3、Y2O3的含量分别在10％以下，特别是5％以下。
Dy2O3、Eu2O3、Ce2O3稳定玻璃化，并且，也有助于费尔德常数的提高。但是，如果其含量过高，反而变得难以玻璃化。因此，优选Dy2O3、Eu2O3、Ce2O3的含量分别在15％以下，特别是10％以下。此外，在玻璃中存在的Dy、Eu、Ce以三价或四价的状态存在，但在本说明书中，将这些全部分别表示为Dy2O3、Eu2O3、Ce2O3。
MgO、CaO、SrO、BaO具有稳定玻璃化的效果，另外具有提高化学耐久性的效果。但是，无益于费尔德常数的提高，因此，如果其含量过高，则变得难以获得充分的法拉第效应。因此，优选这些成分的含量分别为0％～10％，特别是0％～5％。
GeO2是提高玻璃形成能力的成分。但是，GeO2无益于费尔德常数的提高，因此，如果其含量过高，则变得难以获得充分的法拉第效应。因此，优选GeO2的含量为0％～15％、0％～10％，特别是0％～9％。
Ga2O3具有提高玻璃形成能力，扩大玻璃化范围的效果。但是，如果其含量过高，则变得容易失透。另外，Ga2O3无益于费尔德常数的提高，因此，如果其含量过高，则变得难以获得充分的法拉第效应。因此，优选Ga2O3的含量为0％～6％，特别是0％～5％。
氟具有提高玻璃形成能力，扩大玻璃化范围的效果。但是，如果其含量过高，则可能在熔融过程中挥发而引起成分变化，存在给玻璃化带来不利影响的风险。另外，容易增加波筋。因此，优选氟的含量(F2换算)为0％～10％、0％～7％，特别是0％～5％。
能够添加Sb2O3作为还原剂。但是，为了避免着色，或者考虑对环境的负担，优选其含量在0.1％以下。
本实用新型的法拉第元件14在300nm～1100nm的波长范围内显示良好的光透过性。具体而言，优选波长为1064nm的1mm光路长度的透射率在60％以上、70％以上，特别是80％以上。另外，优选波长633nm中的光路长度1mm上的透射率在30％以上、50％以上、70％以上，特别是80％以上。进而，优选波长533nm中的光路长度1mm上的透射率在30％以上、50％以上、70％以上，特别是80％以上。
本实用新型的法拉第元件14的截面形状没有特别限定，为了具有均匀的法拉第效应，优选为圆形。优选法拉第元件14的直径在10mm以下，优选8mm以下、5mm以下，特别是3.5mm以下。如果法拉第元件14的直径过大，则变得无法将法拉第元件14配置在磁路2的贯通孔2a内。或者，需要增大磁路2，法拉第旋光器1的小型化变得难以实现。法拉第元件14的直径的下限没有特别限定，但实际上为0.5mm以上。
优选本实用新型的法拉第旋光器1以350nm～1300nm的波长被使用，特别优选在450nm～1200nm、500nm～1200nm、800nm～1100nm、900nm～1100nm的范围内使用。
(磁光学元件)
图7是表示本实用新型的磁光学元件的结构的一例的示意性剖视图。
图7所示的磁光学元件20为光隔离器。光隔离器为阻挡激光的反射回光的装置。磁光学元件20包括图1所示的法拉第旋光器1和配置于磁路2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°，并通过第二光学部件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。
本实用新型的磁光学元件20具有图1所示的本实用新型的法拉第旋光器1，所以能够稳定的得到45°法拉第旋转角，且实现小型化。
图7所示的磁光学元件20为光隔离器，但磁光学元件20也可以是光循环器。在该情况下，第一光学部件25及第二光学部件26只要为波长板或分束器即可。此外，磁光学元件20也可以是除光隔离器及光循环器以外的磁光学元件。
＜实施例＞
以下，基于实施例对本实用新型进行说明，但本实用新型不限定于这些实施例。
在本实施例中，列举波长为1064nm的法拉第旋光器为实施例，但本实用新型不限于该波长。
(实施例1)
实施例1的法拉第元件的制作如下。首先将原料压制成型，在700℃～1400℃下烧结6小时，由此制作玻璃原料块。制作本实施例中的玻璃原料块以获得55Tb2O3－10Al2O3－35B2O3的玻璃组成。
接着，使用乳钵将玻璃原料块粗粉碎为小片。使用获得的玻璃原料块的小片，通过无容器悬浮法制作玻璃材料。此外，使用100W的CO2激光振荡器作为热源。另外，使用氮气作为使玻璃原料块悬浮的气体，以1L/分钟～30L/分钟的流量进行供给。
将获得的玻璃材料在800℃下，在4％－H2/N2气氛中热处理10小时。
使用X射线光电子能谱分析装置(XPS)测定Tb3+相对于全Tb的比例。具体而言，对于获得的玻璃材料，使用XPS通过测定的各Tb离子的峰强度比，计算出Tb3+相对于全Tb的比例。其结果为，Tb3+的比例在99％以上。
对于获得的玻璃材料，测定费尔德常数。使用旋转检光子法测定费尔德常数。具体而言，将获得的玻璃材料研磨加工为1mm的厚度，测定10kOe的磁场中波长为1064nm的法拉第旋转角，计算出费尔德常数。测定的费尔德常数为0.204min/Oe·cm～0.212min/Oe·cm。
接着，将获得的玻璃通过切削、研磨等，得到直径为Φ3mm、长度为10mm的圆柱状的法拉第元件。消光比为42dB。此外，在实施例及比较例中，长度是指沿着法拉第旋光器上的光轴方向的长度。
在构成第一～第三磁体的永久磁铁中使用Sm－Co磁铁。将第一～第三磁体的外径设为Φ32mm，将贯通孔的直径设为Φ4mm。将第一磁体的长度设为10mm，将第二磁体的长度设为10mm，将第三磁体的长度设为10mm。
将在上述中得到的法拉第元件与第一～第三磁体组合，作为法拉第旋光器。
(实施例2)
除将第一磁体的长度设为12mm，将第二磁体的长度设为10mm，将第三磁体的长度设为12mm，将法拉第元件的长度设为11mm以外，其他与实施例1同样，制作法拉第旋光器。
(实施例3)
除将第一磁体的长度设为8.4mm，将第二磁体的长度设为9mm，将第三磁体的长度设为8.4mm，将法拉第元件的长度设为14.5mm以外，与实施例1同样地制作法拉第旋光器。
(实施例4)
除在构成第一～第三磁体的永久磁铁中使用Nd－Fe－B磁铁以外，与实施例1同样地制作法拉第旋光器。
(实施例5)
除将第一磁体的长度设为12mm，将第二磁体的长度设为10.4mm，麻将第三磁体的长度设为12mm，将法拉第元件的长度设为8mm以外，与实施例4同样地制作法拉第旋光器。
(实施例6)
除将第一磁体的长度设为10mm，将第二磁体的长度设为7mm，将第三磁体的长度设为10mm，将法拉第元件的长度设为9mm以外，与实施例4同样地制作法拉第旋光器。
(实施例7)
除将第一磁体的长度设为9.3mm，将第二磁体的长度设为9.5mm，将第三磁体的长度设为9.3mm，将法拉第元件的长度设为11.9mm以外，与实施例1同样地制作法拉第旋光器。
(实施例8)
除将第一磁体的长度设为10.6mm，将第二磁体的长度设为10.4mm，将第三磁体的长度设为10.6mm，将法拉第元件的长度设为10.9mm以外，与实施例1同样地制作法拉第旋光器。
(实施例9)
除将第一磁体的长度设为11.5mm，将第二磁体的长度设为11mm麻将第三磁体的长度设为11.5mm，将法拉第元件的长度设为10mm以外，与实施例1同样地制作法拉第旋光器。
(实施例10)
除将第一磁体的长度设为12mm，将第二磁体的长度设为6mm，将第三磁体的长度设为12mm，将法拉第元件的长度设为9mm以外，与实施例1同样地制作法拉第旋光器。
(比较例1)
除将法拉第元件的长度设为19mm以外，其他与实施例1同样，制作法拉第旋光器。
(比较例2)
除将第一磁体的长度设为7.5mm，将第二磁体的长度设为7.5mm，将第三磁体的长度设为7.5mm，将法拉第元件的长度设为14.5mm以外，与实施例1同样地制作法拉第旋光器。
(比较例3)
除在法拉第元件中使用通过切克劳斯基法制作的TGG单结晶以外，其他与比较例1同样，制作法拉第旋光器。此外，测定法拉第元件的维尔德常数的结果为，0.125min/Oe·cm～0.134min/Oe·cm。
(比较例4)
除在构成第一～第三磁体的永久磁铁中使用Nd－Fe－B磁铁以外，与比较例3同样地制作法拉第旋光器。
通过将各法拉第旋光器分别制作十个并进行测定而求出旋转角的偏差。测定旋转角的偏差的结果示于下述表1。此外，在表1中，将第一磁体的长度设定为a，第二磁体的长度设定为b，第三磁体的长度设定为c，法拉第元件的长度设定为L，波长为1064nm的费尔德常数设定为V。
【表1】
Figure BDA0002089887550000141
在实施例1～实施例10中，旋转角的偏差为±0.7°以内，得到角度偏差少的法拉第旋光器。
比较例1及比较例2的旋转角的偏差为±1.1°，且偏差比实施例1～实施例10大。
比较例3的旋转角的偏差为±1.8，比较例4的旋转角的偏差为±1.9°。因此，在比较例3及比较例4中，旋转角偏差大。这是组合法拉第元件及第一～第三磁体时的法拉第元件的位置偏差和TGG单结晶的维尔德常数的偏差。
此外，比较例3及比较例4与实施例1及实施例4和第一～第三磁体的大小相同，但由于维尔德常数小，因此，没有达到45°的旋转角。另一方面，实施例1及实施例4的旋转角达到45°。
符号说明
1…法拉第旋光器
2…磁路
2a…贯通孔
11…第一磁体
12…第二磁体
13…第三磁体
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。

Claims (5)

1.一种法拉第旋光器，其特征在于，包括：
磁路，其具有第一～第三磁体，所述第一～第三磁体分别设置有供光通过的贯通孔；和
法拉第元件，其配置于所述贯通孔内，且由可透射光的顺磁性体构成，
所述磁路由所述第一～第三磁体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，所述第一磁体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，
所述第二磁体以使得所述第一磁体侧成为N极的方式在与所述光轴方向平行的方向上被磁化，
所述第三磁体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，
所述第一磁体、所述第二磁体和所述第三磁体各自的沿所述光轴方向的长度为所述法拉第元件的沿所述光轴方向的长度的0.56倍以上，
所述法拉第元件的沿所述光轴方向的长度小于15mm。
2.根据权利要求1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。
3.根据权利要求1或2所述的法拉第旋光器，其特征在于：
所述磁路中的所述贯通孔的截面积为100mm2以下。
4.一种磁光学元件，其特征在于，包括：
权利要求1～3中任一项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。
5.根据权利要求4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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