JP2000249982A

JP2000249982A - 光アイソレータ

Info

Publication number: JP2000249982A
Application number: JP11048823A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Honma; 洋本間; Kazumitsu Endo; 和光遠藤
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1999-02-25
Filing date: 1999-02-25
Publication date: 2000-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】十分なアパーチャ径と磁界強度を持った、外
径の小さい光アイソレータを得る。【解決手段】光透過方向に穴のあいた第１のマグネッ
ト２、第１の偏光子５、ファラデー回転子６、第２の偏
光子７、及び光透過方向に穴のあいた第２のマグネット
４を順に重ねて形成された光アイソレータであって、前
記第１の偏光子５、ファラデー回転子６、第２の偏光子
７は、リング３の中におさめられており、一方、第１の
マグネット２、及び第２のマグネット４は、外径を前記
リング３と同一とする光アイソレータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光受動部品として
主に光通信関連で戻り光防止に用いる、光アイソレータ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の技術を図４に従って述べる。

【０００３】従来の技術においては、円筒形のマグネッ
ト２１の開口内部に第１の偏光子２２，第２の偏光子２
４、及びファラデー回転子２３からなる光学素子２５を
挿入してきたため、光学素子２５の光学面より大きなマ
グネット開口面内径を必要とし、その内部にあるファラ
デー回転子が飽和するに十分な磁界を得るために、マグ
ネット外径を大きくすることを必要とした。さらに、マ
グネット２１をむき出しの状態で使用することは、信頼
性上から好ましくないため、その外周に主に金属製のホ
ルダ１９を使用する必要があった。

【０００４】光学素子２５に用いられるファラデー回転
子２３は、一般に、正方形の光学面を持つように加工す
ることが最も簡便であり、価格的に有利となるが、実際
に光を透過させるための領域は、円形である。ファラデ
ー回転子２３の光学面積は、光アイソレータのアパーチ
ャ２０の径に直結するため、十分な大きさが要求され、
必要とするアパーチャ２０の径が決定すれば、マグネッ
ト２１の内径、外径、光アイソレータ全体の外径が、ほ
ぼ決定される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】光アイソレータにおい
て重要な項目は、ファラデー回転子に対する印加磁界と
アパーチャの径であるが、開口のあるマグネットの開口
内部に角形の光学面を持つ磁性ガーネットが配設される
構造では、マグネットの内径は、磁性ガーネットの１辺
の１.４倍以上のマグネット内径が必要になる。そのた
め、アパーチャの径の大きさと磁界強度の両方を両立さ
せるためには、大きな外径のマグネットが必要であり、
それにともない光アイソレータ全体も、外径が大きくな
らざるを得なかった。

【０００６】従って、本発明は、十分なアパーチャの径
と磁界強度を持った、外径の小さい光アイソレータを提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】従来の問題点を解決する
ための手段として、アパーチャの径またはアパーチャの
径より若干大きな内径を持つ第１のマグネット、第２の
マグネットを用意し、光進行方向に対して前記２個のマ
グネットでファラデー回転子を含む光学素子を挟み込む
構成にすることが有効である。

【０００８】また、ビーム径は、光ファイバの近傍にお
いて最小となるので、必要とされるアパーチャの径も最
小になり、光学素子を小さくすることが可能であり、光
ファイバの近傍にアパーチャの径またはアパーチャの径
より若干大きな内径を持つ第１のマグネット、第２のマ
グネットを用意し、光進行方向に対して前記２個のマグ
ネットで光学素子を挟み込む構成にホルダを加えた構成
の光アイソレータを配設すれば、実用的かつサイズの小
さい光アイソレータとなる。

【０００９】同一方向に着磁された円筒形マグネット
を、２つ直列に小さい間隔で配設すると、円筒の中心軸
上の磁界強度分布は、２つのピークをもった山となる。
２つのピークの間のディップは、２つの円筒型マグネッ
トの中間に位置するが、そこでの磁界強度がファラデー
回転子の飽和磁界強度より十分大きくなるようにすれ
ば、２つの円筒型マグネットの中間位置にファラデー回
転子を配設してもよいことになる。

【００１０】即ち、本発明は、光透過方向に穴のあいた
第１のマグネット、第１の偏光子、ファラデー回転子、
第２の偏光子、及び光透過方向に穴のあいた第２のマグ
ネットを順に重ねて形成された光アイソレータであっ
て、前記第１の偏光子、ファラデー回転子、第２の偏光
子は、リングの中におさめられており、一方、第１及び
第２のマグネットの外径は、前記リングの外径と同一と
する光アイソレータである。

【００１１】また、本発明は、前記光アイソレータにお
いて、第１及び第２のマグネットは、円筒形状であり、
第１、第２のマグネットを除く残りの部材を挿入するた
めのリングは、その外径を第１及び第２のマグネットの
外径とほぼ同一とし、またその内径を、残りの部材であ
る偏光子及びファラデー回転子の光学面の最大寸法より
大きな寸法とし、かつ、その厚みを、残りの部材を重ね
た厚みと同一とし、前記リングの両側面に第１のマグネ
ット、及び第２のマグネットが配置されて、かつ、ホル
ダ内に装着したことを特徴とする光アイソレータであ
る。

【００１２】また、本発明は、前記光アイソレータにお
いて、前記ホルダには、はめあい部が形成されていて、
前記はめあい部にフェルール付き光ファイバが具備され
ていることを特徴とする光アイソレータである。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態による光アイ
ソレータについて、以下、実施例を用いて説明する。

【００１４】（実施例１）図１は、本発明の実施の形態
による光アイソレータを示す図である。図１（ａ）は側
面図であり、図１（ｂ）は、Ａ−Ａ’断面図である。

【００１５】図１（ａ）にて、ホルダ１はその材質をス
テンレスとしており、外径は２ｍｍ、アパーチャ８の径
は０.７ｍｍ、第１のマグネット２、第２のマグネット
４の厚さは、両者とも０.６５ｍｍ、内径０.７ｍｍ、外
径１.５ｍｍ、ファラデー回転子６は、ビスマス置換ガ
ドリニウム鉄ガーネットであり、厚さ０.５ｍｍ、縦０.
７ｍｍ、横０.７ｍｍである。第１の偏光子５、第２の
偏光子７は、両者とも銀含有ガラス（コーニング社製ポ
ーラコア）で、厚さ０.２ｍｍ、縦０.７ｍｍ、横０.７
ｍｍである。リング３は、その材質をステンレスとして
おり、厚さ０.９５ｍｍ、内径１.１ｍｍ、外径１.５ｍ
ｍである。

【００１６】ファラデー回転子６と第１の偏光子５、第
２の偏光子７は、各１０ｍｍ×１０ｍｍの大きさの状態
で光軸調整された後、エポキシ接着剤で固定して、厚さ
０.９ｍｍ、縦０.７ｍｍ、横０.７ｍｍの光学素子９に
切断されたものである。

【００１７】その後、ホルダ１内部に接着剤を適量塗布
し、第２のマグネット４を挿入する。次に、この第２の
マグネット４に接着剤を適量塗布し、リング３を挿入す
る。次に、光学素子９をリング３内に挿入し、熱硬化す
る。なお、リング３を使用しない場合を考えると、光学
素子９をホルダ１内で位置決めする事は、非常に困難に
なり、または光学素子９の外径寸法を大きくしなければ
ならないという問題点が生ずる。

【００１８】そのため、低コスト化のためには、部品点
数が多くなっても、前記のリング３を使用するのが好ま
しい。

【００１９】リング３を固定後、リング３と光学素子９
の間にある隙間に接着剤１０を充填する。これにより、
固定強度が向上する。リング３を先に接着固定をするの
は、アパーチャ８内に接着剤が浸透することを防止する
ためである。なお、充填に用いる接着剤は、硬化後ある
程度柔らかいものが望ましい。具体的には、ｓｈｕｒｅ
Ｄ硬度が３０〜４０程度のものが良い。

【００２０】その後、リングに接着剤を塗布して第１の
マグネット２を載せ、硬化する。このあと着磁を施し、
光アイソレータが完成する。

【００２１】本実施例の光アイソレータは、レーザーダ
イオードの出射面近傍に配設される。

【００２２】第１のマグネット２と第２のマグネット４
に残留磁束密度Ｂｒが１０ＫＧの磁石を用いたとき、フ
ァラデー回転子６の光学面中心付近には、９００Ｏｅ以
上の磁界が印加される。一般に、ファラデー回転子の飽
和磁化の２倍の磁界があれば、ファラデー回転子は確実
に飽和するので、本実施例の形態においては、磁界強度
は十分といえる。

【００２３】光学特性は、ファラデー回転子６と第１の
偏光子５、第２の偏光子７の固定時における偏光子の軸
ずれと、ファラデー回転子６の４５°からの偏光面回転
角のずれによって決まるが、固定時における偏光子の軸
ずれは、おおよそ０.５°、ファラデー回転子の４５°
からの偏光面回転角のずれは、おおよそ１°以内に抑え
られ、アイソレーション最大になるよう調整すれば、ア
イソレーション４０ｄＢ以上、挿入損失０.２ｄＢ以下
となる。本実施例においても上記の特性となった。

【００２４】（実施例２）図２は、本発明における第２
の実施の形態の光アイソレータの側面図である。

【００２５】ここで、光学素子９、第１のマグネット
２、第２のマグネット４、及びリング３は、実施例１記
載の光アイソレータに使用されたものと同一である。本
実施例は、実施例１記載の光アイソレータのホルダ１部
分に、はめあい部１１を加え、はめあい部へフェルール
付き光ファイバ１３を加えた実施形態である。

【００２６】既に述べたように、ビームが絞られる位置
に光アイソレータを配設する場合、光アイソレータのア
パーチャの径を小さくすることが可能であり、このこと
は光学素子及びアイソレータ全体の小型化、ひいてはコ
スト削減につながる。そのビームが最も絞られる位置
は、フェルール直前であり、この位置にアイソレータを
配設することが有効である。

【００２７】光学素子全体に付けられる傾きは、４°で
あり、この傾きは反射減衰量を確保するために有効な手
段である。また、フェルール端面１２もキャピラリーを
基準にして６.５°傾きが付けられており、同様の目
的、効果である。結果として、本実施形態では、反射減
衰量５５ｄＢ以上を実現する。

【００２８】フェルール端面１２からの出射ビーム１７
をその広がりも含めて光アイソレータと共に図示したも
のを図３に示す。フェルール光出射位置１６からの出射
ビーム１７は、約３.５°の傾きをもって出射する。こ
れに回折によるビーム拡がりを考慮して、アパーチャ径
を決める必要があるが、波長１.５５μｍのシングル・モ
ードタイプの光ファイバの場合、広がり角度は、約２.
８°であるので、キャピラリー１４を基準にして６.３
°と０.７°の広がりがあると考える。

【００２９】本実施形態では、フェルール光出射位置１
６と、マグネット端面１８の間隔は約２.９ｍｍであ
る。なお、フェルール研磨方向と光学素子９の傾き方向
は、同じである必要がある。その場合、第１のマグネッ
ト２の端面１８でのビーム径は、約０.２９ｍｍであ
り、アパーチャ８の径に比べて十分小さく、また、第１
のマグネット２の開口部１５から最悪でも０.１４ｍｍ
離れているため、ビームがアパーチャにかかることは無
いと言える。光学特性は実施例１と同等のレベルが実現
できる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、十分なア
パーチャ径と磁界強度を持った、外径の小さい光アイソ
レータを作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施形態における光アイ
ソレータを示す図。図１（ａ）は側面図、図１（ｂ）
は、Ａ−Ａ’からの断面図。

【図２】本発明における第２の実施形態における光アイ
ソレータの側面図。

【図３】図２に示す実施例の光アイソレータにおいて、
光ファイバからの出射ビームの状態を示す図。

【図４】従来の光アイソレータの一例を示す図。

【符号の説明】

１，１９ホルダ２第１のマグネット３リング４第２のマグネット５，２２第１の偏光子７，２４第２の偏光子６，２３ファラデー回転子８，２０アパーチャ９，２５光学素子１０接着剤１１はめあい部１２フェルール端面１３（フェルール付き）光ファイバ１４キャピラリー１５（第１のマグネットの）開口部１６フェルール光出射位置１７出射ビーム１８（第１のマグネットの）端面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光透過方向に穴のあいた第１のマグネッ
ト、第１の偏光子、ファラデー回転子、第２の偏光子、
及び光透過方向に穴のあいた第２のマグネットを順に重
ねて形成された光アイソレータであって、前記第１の偏
光子、ファラデー回転子、第２の偏光子は、リングの中
におさめられており、一方、第１及び第２のマグネット
の外径は、前記リングの外径と同一とすることを特徴と
する光アイソレータ。
【請求項２】請求項１記載の光アイソレータにおい
て、第１及び第２のマグネットは、円筒形状であり、第
１、第２のマグネットを除く残りの部材を挿入するため
のリングは、その外径を第１及び第２のマグネットの外
径とほぼ同一とし、またその内径を、残りの部材である
偏光子及びファラデー回転子の光学面の最大寸法より大
きな寸法とし、かつ、その厚みを、残りの部材を重ねた
厚みと同一とし、前記リングの両側面に第１のマグネッ
ト、及び第２のマグネットが配置されて、かつ、ホルダ
内に装着したことを特徴とする光アイソレータ。
【請求項３】請求項１または２のいずれかに記載の光
アイソレータにおいて、前記ホルダには、はめあい部が
形成されていて、前記はめあい部にフェルール付き光フ
ァイバが具備されていることを特徴とする光アイソレー
タ。