JP2002196282A

JP2002196282A - 光アイソレータ

Info

Publication number: JP2002196282A
Application number: JP2000397165A
Authority: JP
Inventors: Akira Yahagi; 晃矢作
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2000-12-27
Filing date: 2000-12-27
Publication date: 2002-07-12

Abstract

(57)【要約】【課題】小型で実装しやすい光アイソレータを得る。【解決手段】偏光ガラス４２ａ，４２ｂと、ファラ
デー回転結晶と、前記ファラデー回転結晶に磁界を印加
する４角の貫通穴を有する永久磁石４１とで構成される
光アイソレータにおいて、前記４角の貫通穴を有する永
久磁石４１は、Ｌ字形の断面形状を有する２個の磁石素
片を組み合わせてなることを特徴とする光アイソレータ
とする。

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部品に係り、特に、光を一方向
には低損失で透過させ、逆方向には遮断する光アイソレ
ータに関する。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムにおいては、光信号を電
気信号に置き換えることなく、光信号のままで直接増幅
を行う光ファイバ増幅器や、１本の光ファイバで複数の
波長の光信号を伝送する波長多重光通信などの技術が実
用化されている。このような光通信システムを構成する
各種の光装置においては、順方向の光は透過させ、逆方
向の光は遮断する光アイソレータが数多く用いられてい
る。

【０００３】光アイソレータは、偏光子、ファラデー回
転結晶などの光学素子と、ファラデー回転結晶に磁界を
印加する手段である永久磁石等から成る光デバイスであ
り、その従来例を図５に示す。

【０００４】図５は、従来の光アイソレータを示す説明
図であり、図５（ａ）は、光アイソレータの中心軸に垂
直な断面図であり、図５（ｂ）は、光アイソレータの中
心軸を含む断面図である。

【０００５】丸穴を持つ円柱形の永久磁石５１の内部に
４角の断面形状を持つファラデー回転結晶５２が配設さ
れ、その前後には、第１の偏光子５３ａと第２の偏光子
５３ｂが備えられている。また、それらの素子を固定す
るホルダ５４が用いられている。このような形状が、従
来例においては一般的であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来例として示した光
アイソレータは、ファラデー回転結晶の周囲に永久磁石
を配設する構成となっている。これは、光アイソレータ
において一般的な形状であるが、この構成において光ア
イソレータの小型化および透過光領域の確保という２種
類の要求を共に満足させるためには、永久磁石の直径方
向の薄肉化が必要である。しかしながら、ファラデー回
転結晶による４５°の偏光面回転を得るためには、一般
的に、かなり強い磁界を印加しなければならないため、
その永久磁石の薄肉化には限界がある。

【０００７】ところで、ファラデー回転結晶がビスマス
置換希土類鉄ガーネットのように強磁性体である場合に
は、印加磁界としては、ファラデー回転結晶を磁気飽和
させるために必要な一定以上の磁界が必要である。

【０００８】また、ファラデー回転結晶が常磁性体であ
る場合には、ファラデー回転角は印加磁界強度に比例
し、例えば、ＣdＭnＨgＴe系結晶においては、４５度の
ファラデー回転角を得るためには、３０００Ｏe以上の
磁界強度が必要になる。

【０００９】さらに、光モジュール内部の実装空間にお
いて、占有体積の小さい光アイソレータの形状が必要と
される。

【００１０】そこで、本発明は、小型で実装しやすい光
アイソレータを提供することを課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】光モジュールの中には、
光アイソレータをレーザ・ダイオードのチップと同じ基
板に実装して用いるものがある。この場合には、基板に
接する光アイソレータの底面は平坦である必要がある。
一方、ファラデー回転結晶素子を、ブールのファラデー
回転結晶から、歩留まり良く取得するためには、ファラ
デー回転結晶素子の形状は、直方体状であることが望ま
しい。

【００１２】また、ファラデー回転結晶素子と、光アイ
ソレータの外形面の間に、機能を成さない空間が存在す
ると、光アイソレータの占有体積が大きくなってしま
う。そこで、本発明の光アイソレータにおける磁界印加
手段は、外形が直方体状で、ファラデー回転結晶が入る
貫通穴の形状は４角穴であり、加工しやすい形状の永久
磁石の素片を組み合わせた永久磁石から成っている。

【００１３】即ち、本発明の光アイソレータにおいて
は、外形は直方体状で、４角の貫通穴を有する永久磁石
であって、Ｌ字形の断面形状を有する２個の磁石素片を
接着してなる永久磁石を、ファラデー回転結晶への磁界
印加手段として備えることができる。

【００１４】また、本発明の光アイソレータにおいて
は、外形は直方体状で、４角の貫通穴を有する永久磁石
であって、４角柱または５角柱の磁石素片を接着してな
る前記永久磁石を、ファラデー回転結晶への磁界印加手
段として備えることができる。

【００１５】また、本発明の光アイソレータにおいて
は、前記ファラデー回転結晶の形状は直方体状であり、
前記磁界印加手段の４角の貫通穴の内面に接着剤、低融
点ガラス、または金属半田で接着固定されていてもよ
い。

【００１６】また、本発明の光アイソレータにおいて
は、偏光子が前記磁界印加手段である永久磁石に接着固
定されていてもよい。

【００１７】即ち、本発明は、偏光子と、ファラデー回
転結晶と、前記ファラデー回転結晶に磁界を印加する４
角の貫通穴を有す永久磁石とで構成される光アイソレー
タにおいて、前記４角の貫通穴を有す永久磁石は、Ｌ字
形の断面形状を有する２個の磁石素片を組み合わせてな
る光アイソレータである。

【００１８】即ち、本発明は、偏光子と、ファラデー回
転結晶と、前記ファラデー回転結晶に磁界を印加する４
角の貫通穴を有す永久磁石とで構成される光アイソレー
タにおいて、前記４角の貫通穴を有す永久磁石は、４角
柱の磁石素片を組み合わせてなることを特徴とする光ア
イソレータである。

【００１９】また、本発明は、偏光子と、ファラデー回
転結晶と、前記ファラデー回転結晶に磁界を印加する４
角の貫通穴を有す永久磁石とで構成される光アイソレー
タにおいて、前記４角の貫通穴を有す永久磁石は、５角
柱の磁石素片を組み合わせてなる光アイソレータであ
る。

【００２０】また、本発明は、前記４角の貫通穴を有す
永久磁石の外形形状は、直方体とする光アイソレータで
ある。

【００２１】また、本発明は、前記ファラデー回転結晶
の形状は直方体であり、前記４角の貫通穴を有す永久磁
石の、４角の貫通穴の部分に接着剤、低融点ガラスまた
は金属はんだで接着固定されている光アイソレータであ
る。

【００２２】また、本発明は、前記偏光子が前記磁界印
加手段である永久磁石に接着固定されている光アイソレ
ータである。

【００２３】

【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、以下に説明する。

【００２４】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態１の光アイソレータにおけるファラデー回転子部を
示す斜視図である。図１において、１１ａと１１ｂは磁
石素片であり、１２はファラデー回転結晶である。

【００２５】ファラデー回転結晶１２は、ＣdＭnＨgＴe
系の単結晶から成り、０.８×０.８×２.５ｍｍの直方
体状である。

【００２６】磁石素片１１ａ，１１ｂとしは、Ｎd-Ｆe-
Ｂ磁石またはＳm-Ｃo磁石を要求される外形寸法と温度
特性に応じて選択して用いる。磁石素片１１ａと１１ｂ
は、Ｌ字形の断面形状を持っている。そして、接着剤に
より接着固定されて、直方体の外形形状と４角柱の貫通
穴を有する組合せ型の永久磁石となっている。また、そ
の貫通穴の内面にファラデー回転結晶１２が、接着剤、
低融点ガラス、または金属はんだにより固定されてい
る。

【００２７】図４は、図１に示したファラデー回転子部
を用いた光アイソレータを示す斜視図である。図４の光
アイソレータにおいて、４２ａと４２ｂは偏光ガラスで
あり、永久磁石４１に接着剤、低融点ガラスまたは金属
ガラスを用いて固定されている。ここで、永久磁石４１
の着磁は、前記永久磁石４１が組み立てられた後に、光
アイソレータの中心軸方向に着磁されるものである。

【００２８】このような光アイソレータは、平坦な底面
を持っているので、平らな基板に接着して実装すること
ができる。また、角棒状の永久磁石に４角穴を開けた永
久磁石を用いるより、低コストで光アイソレータを作製
することができる。

【００２９】（実施の形態２）図２は、本発明の実施の
形態２のファラデー回転子部を示す斜視図である。図２
において、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、４角柱
状のＮd-Ｆe-Ｂ磁石またはＳm-Ｃo磁石から成る磁石素
片である。また、２２はファラデー回転結晶である。

【００３０】この組合せ磁石においては、先の実施の形
態１の場合よりも、磁石素片の接着工数が増えるが、４
角柱状の磁石素片への加工の工数が減る。

【００３１】（実施の形態３）図３は、本発明の実施の
形態３の光アイソレータによるファラデー回転子部を示
す斜視図である。図３において、３１ａ，３１ｂ，３１
ｃ，３１ｄは、５角柱状のＮd-Ｆe-Ｂ磁石またはＳm-Ｃ
o磁石から成る磁石素片である。また、３２はファラデ
ー回転結晶である。

【００３２】この組合せ磁石においては、４角柱状の磁
石素片を５角柱状に加工する工程が付加されるが、光学
断面内の磁界分布を改善することができる。

【００３３】なお、実施の形態２と実施の形態３におい
ても、実施の形態１と同様にして、２枚の偏光子を接着
固定して、光アイソレータを作製することができる。

【００３４】図４は、本発明の実施の形態１から実施の
形態３の光アイソレータの外観を示す斜視図である。

【００３５】これまで説明したように、本発明の光アイ
ソレータにおいては、永久磁石とファラデー回転結晶の
間に、従来例では存在した、機能をなさない空間を排除
している。その結果、磁石の外形が小型であるにもかか
わらず、磁石の断面積を増やし、磁界強度を確保した磁
界印加手段を有する小形の光アイソレータを提供するこ
とが可能となった。

【００３６】また、外形形状を直方体状とすることによ
り、基板平面への実装が可能で、光モジュール内での占
有体積の小さい光アイソレータを提供することが可能と
なった。

【００３７】また、光学素子を保持するホルダに要する
コストを削減することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
小型で実装しやすい光アイソレータを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１の光アイソレータにおけ
るファラデー回転子部を示す斜視図。

【図２】本発明の実施の形態２の光アイソレータにおけ
るファラデー回転子部を示す斜視図。

【図３】本発明の実施の形態３の光アイソレータにおけ
るファラデー回転子部を示す斜視図。

【図４】図１から図３の本発明のファラデー回転子部の
いずれかを用いた光アイソレータを示す斜視図。

【図５】従来の光アイソレータを示す説明図。図５
（ａ）は、光アイソレータの中心軸に垂直な断面図であ
り、図５（ｂ）は、光アイソレータの中心軸を含む断面
図。

【符号の説明】

１１ａ，１１ｂ，２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ，３
１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ磁石素片１２，２２，３２，５２ファラデー回転結晶４１，５１永久磁石４２ａ，４２ｂ偏光ガラス５３ａ第１の偏光子５３ｂ第２の偏光子５４ホルダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光子と、ファラデー回転結晶と、前記
ファラデー回転結晶に磁界を印加する４角の貫通穴を有
す永久磁石とで構成される光アイソレータにおいて、前
記４角の貫通穴を有す永久磁石は、Ｌ字形の断面形状を
有する２個の磁石素片を組み合わせてなることを特徴と
する光アイソレータ。
【請求項２】偏光子と、ファラデー回転結晶と、前記
ファラデー回転結晶に磁界を印加する４角の貫通穴を有
す永久磁石とで構成される光アイソレータにおいて、前
記４角の貫通穴を有す永久磁石は、４角柱の磁石素片を
組み合わせてなることを特徴とする光アイソレータ。
【請求項３】偏光子と、ファラデー回転結晶と、前記
ファラデー回転結晶に磁界を印加する４角の貫通穴を有
す永久磁石とで構成される光アイソレータにおいて、前
記４角の貫通穴を有す永久磁石は、５角柱の磁石素片を
組み合わせてなることを特徴とする光アイソレータ。
【請求項４】前記４角の貫通穴を有す永久磁石の外形
形状は、直方体とすることを特徴とする請求項１ないし
３のいずれかに記載の光アイソレータ。
【請求項５】前記ファラデー回転結晶の形状は直方体
であり、前記４角の貫通穴を有す永久磁石の、４角の貫
通穴の部分に接着剤、低融点ガラスまたは金属はんだで
接着固定されていることを特徴とする請求項１ないし４
のいずれかに記載の光アイソレータ。
【請求項６】前記偏光子が前記磁界印加手段である永
久磁石に接着固定されていることを特徴とする請求項１
ないし５のいずれか記載の光アイソレータ。