JP2001021840A - 光アイソレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石を安価に作製することで、安価な光
アイソレータを提供する。 【解決手段】 永久磁石２ａの形状を角枠状とし、この
永久磁石２ａの内径部にファラデー回転子が配置され、
永久磁石２ａを筐体１内に配置した光アイソレータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムや
光計測器に用いられる光学部品であり、光源から出射し
た光が光学系の中の光学素子の端面で反射し、光源に戻
るのを防ぐため等の光アイソレータに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】光源からの出射光を光学系を用いて伝達
しようとする時、光学系中の光学素子の端面で反射した
光は、光源に戻ってくる。

【０００３】例えば、光通信において、光源のレーザか
ら出射した光は、結合レンズに収束され、光ファイバの
端面に集められる。この時、大部分の光は光ファイバ中
に入り、その中を伝搬するが、一部の光はファイバ端面
で反射されて、光源のレーザに戻る。

【０００４】レーザ中に戻った光は、一般に、位相も偏
光方向もレーザ中の光とは異なる。この戻り光は、レー
ザ光のノイズとなったり、これによって、レーザ発振が
乱され、最悪の場合は発振が停止する。

【０００５】このようなノイズを防ぐため、戻り光を遮
断する光アイソレータが用いられる。また、同様な機能
を有するものとして、光サーキュレータがある。

【０００６】光アイソレータには、戻り光の遮断特性
（アイソレーション、消光比）の高いこと、入射光の透
過損失（挿入損失）の少ないことが要求される。

【０００７】従来の光アイソレータの典型的な構成の断
面図を図４に示す。図４において、ファラデー回転子３
の両側に偏光素子を配置し、入射光側を偏光子４ａと
し、出射光側を検光子４ｂとして機能させている。

【０００８】また、ファラデー回転子３の周囲には、フ
ァラデー回転子３を一方向に磁化させるための円筒形の
永久磁石２が配置されている。

【０００９】これらの光学素子及び永久磁石は、それぞ
れホルダ５を介したり、磁石を介して、接着剤や半田あ
るいはレーザ溶接等により、筐体１に固定されているの
が通常である。

【００１０】ところで、これら部材の中で、永久磁石２
は、ファラデー回転子３に使用される磁性材料を一方向
に磁化させるだけの磁界強度を有する必要がある。ま
た、現在、光アイソレータは、一層の小型化、低価格化
が求められており、小型化のために、永久磁石２を小径
化する必要が生じる。

【００１１】このような必要から、一般に、永久磁石２
には、高性能、かつ耐食性の観点から、異方性Ｓｍ_２Ｃ
ｏ_１７系焼結磁石が使用されていた。また、この磁石材
料は、硬くて脆いことから、永久磁石２の内径及び外径
の加工を砥石にて研削加工して、リング状としていた。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】このリング状加工は、
肉厚が約０．３ｍｍ以下になると、割れ、欠け等の欠損
の発生率が著しく増大する。そのため、磁石の小径化が
困難で、加工費も増大し、永久磁石２の価格の９０％を
超えるという問題がある。

【００１３】従って、本発明は、光アイソレータに使用
されている高価格な永久磁石を安価にすることで、安価
な光アイソレータを提供するものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、光アイ
ソレータの外径形状を変えることなく、永久磁石の断面
形状を角枠状または凹状とし、永久磁石の価格を低減す
ることで、安価な光アイソレータを提供できる。

【００１５】即ち、本発明は、ファラデー回転子を永久
磁石にて磁化してなる光アイソレータにおいて、前記永
久磁石の形状を角枠状または凹状とし、該永久磁石の内
径部に前記ファラデー回転子が配置され、前記永久磁石
を筐体内に配置する光アイソレータである。

【００１６】また、本発明は、前記角枠状の磁石が凹状
の磁石と平板状の磁石との組み合わせで構成させる上記
光アイソレータである。

【００１７】また、本発明は、前記角枠状の磁石が凹状
の磁石の組み合わせで構成させる上記光アイソレータで
ある。

【００１８】本発明においては、永久磁石の断面形状を
角枠状または凹状とすることにより、直線的な切断加工
のみで対応できるので、永久磁石の加工費が極めて低廉
となる。なお、角枠状磁石は、凹状の開口部にチップ状
平板を配置したり、あるいは、浅溝を有する凹状の開口
部同士を組み合わせて構成できる。

【００１９】また、この切断加工においては、切断精度
や薄肉化を図る場合は、ダイシングソーによる研削加工
が適している。そのため、永久磁石の加工費を著しく低
減でき、従来の価格の約１／５とすることができる。

【００２０】また、永久磁石の形状が凹状の場合には、
磁石内空隙部への光学素子の装着が著しく容易となる利
点がある。

【００２１】さらに、磁石内径部を光学素子と類似した
形状とすることにより、リング状磁石に比べ、永久磁石
より発生した磁束を効率よく、ファラデー回転子に印加
することができるので、磁石は小型化しても、光アイソ
レータ特性を満足することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら説明する

【００２３】（実施の形態１）市販されているＧｄＢｉ
系ガーネット厚膜（波長１．５５μｍにおけるファラデ
ー回転角が約４５ｄｅｇ、膜圧約４５０μｍ、飽和磁化
約２００Ｇ）及びＴｂＢｉ系ガーネット厚膜（波長１．
５５μｍにおけるファラデー回転角が約４５ｄｅｇ、膜
厚約５００μｍ、飽和磁化約７００Ｇ）をファラデー回
転子として約^□０．９×０．４とし、Ｓｍ_２Ｃｏ_１７系
焼結磁石（Ｂｒ１０ＫＧ、ｉＨｃ９ＫＯｅ）及びＳｒフ
ェライト系焼結磁石（Ｂｒ４ＫＯｅ、ｉＨｃ３ＫＯｅ）
を切断して、角枠状（１．４×１．４×０．９×０．９
×１．２）、凹状（１．４×１．４×１．２で内溝０．
９×１．１５×１．２）及び比較例としてリング状（φ
２．０×φ１．３×１．２）に加工した。

【００２４】この磁石の凹状への加工はダイシングソー
を使用し、角枠状は凹状の開口部に平板状チップを組み
合わせ、エポキシ系樹脂を接着剤としてとして使用して
構成している。また、リング状は、内径を穴明け加工し
た後、外径センタレス加工して作製している。

【００２５】なお、ダイシング加工は、薄肉の高精度加
工は容易であった。また、穴明け、センタレス加工は薄
肉化、加工寸法精度のため加工が困難となり、加工費は
ダイシング加工の約５倍となった。

【００２６】これらファラデー素子及び永久磁石をＧｄ
Ｂｉ系ガーネット膜にはＳｒフェライト系、ＴｂＢｉ系
ガーネット膜にはＳｍ_２Ｃｏ_１７系の組み合わせとし、
図１、図２、図３に示すように、光アイソレータの筐体
１の内径部に永久磁石２ａ，２ｂ，２ｃをそれぞれ配置
し、その永久磁石２ａ，２ｂ，２ｃの内径部にファラデ
ー回転子３を配置し、その前後にガラス偏光子を配置し
た後、電磁石を用いて永久磁石を磁化して、波長１．５
５μｍ用光アイソレータを作製した。この光アイソレー
タの特性を測定した結果を、表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１からわかるように、永久磁石の形状に
よって、アイソレータ特性は変化することなく、いずれ
も良好な特性を示している。

【００２９】なお、角枠状及び凹状の永久磁石の角部を
研磨等で面取りして、更に多角形として使用しても、本
発明と同様の結果を得ている。

【００３０】

【発明の効果】以上、説明したごとく、本発明によれ
ば、永久磁石の加工費が、一般的に使用されているリン
グ状よりも著しく安い角枠状または凹状磁石を使用する
ことができ、安価な光アイソレータを提供できるため、
工業上、有用となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態における光アイソレータの
角枠状永久磁石と筐体、ファラデー回転子との構成を示
す断面図。

【図２】本発明の実施の形態における光アイソレータの
凹状永久磁石と筐体、ファラデー回転子との構成を示す
断面図。

【図３】本発明の実施の形態における比較例として用い
る光アイソレータのリング状永久磁石と筐体、ファラデ
ー回転子との構成を示す断面図。

【図４】一般的的な光学用アイソレータの構成を示す断
面図。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 永久磁石 ２ａ （角枠状の）永久磁石 ２ｂ （凹状の）永久磁石 ２ｃ （リング状の）永久磁石 ３ ファラデー回転子 ４ａ 偏光子 ４ｂ 検光子 ５ ホルダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ファラデー回転子を永久磁石にて磁化し
   てなる光アイソレータにおいて、前記永久磁石の形状を
   角枠状または凹状とし、該永久磁石の内径部に前記ファ
   ラデー回転子が配置され、前記永久磁石を筐体内に配置
   してなることを特徴とする光アイソレータ。
2. 【請求項２】 前記角枠状の磁石は、凹状の磁石と平板
   状の磁石との組み合わせで構成させることを特徴とする
   請求項１記載の光アイソレータ。
3. 【請求項３】 前記角枠状の磁石は、凹状の磁石の組み
   合わせで構成させることを特徴とする請求項１記載の光
   アイソレータ。