JP2002350777A - Isolator with lens - Google Patents
Isolator with lensInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明が属する技術分野】本発明は、光通信等の送信に
用いるレーザモジュールの構造的原因で発生する反射戻
り光を防止する目的で使用される、偏波依存型光アイソ
レータの構造に関するもので、要求される反射特性、小
型化を実現し、かつレンズとの複合化を達成するための
レンズ付きアイソレータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a polarization dependent optical isolator used for preventing reflected return light generated due to a structural cause of a laser module used for transmission of optical communication or the like. The present invention relates to an isolator with a lens for realizing required reflection characteristics, miniaturization, and achieving compounding with a lens.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、光通信等に使用される、アイソレ
ータは、偏光子、ファラデー回転子を金属金具に半田や
低融点ガラスで取り付け、これをYAGレーザで回転調
整しながら融着で取り付けて完成している。これを用い
るときは、レンズの後に取り付け、コリメート系や非コ
リメート系を構成し、適当な位置に取り付けられて用い
られていた。2. Description of the Related Art Conventionally, an isolator used for optical communication and the like is obtained by attaching a polarizer and a Faraday rotator to a metal fitting with solder or low-melting glass, and attaching it by fusion while adjusting the rotation with a YAG laser. It is completed. When this is used, it is attached after the lens to form a collimating system or a non-collimating system, and is used by being attached at an appropriate position.
【0003】このような構成が取られていたため、レー
ザダイオードとレンズとの距離は、レンズの寸法、レン
ズを取り付けるための金具の寸法を考慮して設計される
ため、アイソレータに入力されるレーザのモードフィー
ルド径はどうしても大きなものとなり、このため、アイ
ソレータに用いられる偏光子、ファラデー回転子の寸法
が大きくなり、これが、アイソレータのコスト要因の1
つとなっていた。また、1つ1つ光学調整する事が要求
され、それが、さらに、加工コストを押し上げる要因と
なっていた。[0003] With such a configuration, the distance between the laser diode and the lens is designed in consideration of the dimensions of the lens and the dimensions of the bracket for mounting the lens. The mode field diameter is inevitably large, so that the dimensions of the polarizer and the Faraday rotator used in the isolator are increased, which is one of the cost factors of the isolator.
Had one. In addition, optical adjustments are required one by one, which further increases the processing cost.
【0004】その解決策の1つとして、レーザからピグ
テイル間を非コリメート光学系で構成し、ピグテイルの
前面に、ラミネートアイソレータを取り付ける方法が採
用されていたが、この方法は、ピグテイル自身、方向性
が無いため、実際のモジュールに取り付ける際、レーザ
の偏波面と合わせるための回転調整が必要となってい
た。As one of the solutions, a method has been adopted in which a non-collimating optical system is used between the laser and the pigtail, and a laminate isolator is mounted on the front of the pigtail. Therefore, when it is attached to an actual module, it is necessary to adjust the rotation to match the plane of polarization of the laser.
【0005】また、非コリメート光学系をとっても、フ
ァラデー回転子、並びに偏光子の板厚を薄く出来るわけ
ではないため、その大きさは、前面の偏光子の表面にお
けるビーム形状により制限されていた。さらに、ラミネ
ートアイソレータは偏光子とファラデー回転子を接着剤
で固着しているため、今後、益々、レーザの発光強度が
大きくなる用途に対し、その信頼性に対する不安が充分
解消されるものではなかった。Further, even if a non-collimating optical system is used, the thickness of the Faraday rotator and the polarizer cannot be reduced, and the size thereof is limited by the beam shape on the surface of the front polarizer. Furthermore, since the laminate isolator has a polarizer and a Faraday rotator fixed with an adhesive, in the future, in applications where the emission intensity of the laser will increase, concerns about its reliability have not been sufficiently resolved. .
【0006】このような課題を抱える従来のアイソレー
タの構成例を図によって説明する。図8は従来の一般的
なアイソレータの構成例を示している。A configuration example of a conventional isolator having such a problem will be described with reference to the drawings. FIG. 8 shows a configuration example of a conventional general isolator.
【0007】図に示すように、偏光子4が、低融点ガラ
ス12を用いて、金具11に取り付けられる。また、フ
ァラデー回転子3が、同様に低融点ガラス12を用いて
金具11'に取り付けられる。これら2つの素子が回転
光学調整された後、YAGレーザにより、融着で固定さ
れる。As shown in the figure, a polarizer 4 is attached to a metal fitting 11 using a low melting point glass 12. Further, the Faraday rotator 3 is similarly attached to the metal fitting 11 ′ using the low melting point glass 12. After these two elements have been subjected to rotational optical adjustment, they are fixed by fusion using a YAG laser.
【0008】もう1つの偏光子4が低融点ガラス12を
用いて金具11"に取り付けられる。その後、金具11'
と11"が、2つの偏光子4が互いに90°となるよう
回転光学調整され、YAGレーザで融着して固定され、
入射されたレーザの光は透過するが、反射された光は吸
収される機能を有する素子が完成する。[0008] Another polarizer 4 is attached to the metal fitting 11 "using the low melting point glass 12. Thereafter, the metal fitting 11 '.
And 11 ″ are rotationally optically adjusted so that the two polarizers 4 are at 90 ° to each other, are fixed by fusing with a YAG laser,
An element having a function of transmitting incident laser light but absorbing reflected light is completed.
【0009】このアイソレータは通常、コリメート系で
用いられる。したがって、アイソレータを透過する光の
スポット径は、レーザの広がり角とアイソレータの前に
置かれるレンズの焦点距離で決定される事になる。レン
ズの焦点距離は、その取り付け方法、開口数等から決定
される。This isolator is usually used in a collimating system. Therefore, the spot diameter of the light passing through the isolator is determined by the spread angle of the laser and the focal length of the lens placed in front of the isolator. The focal length of a lens is determined by its mounting method, numerical aperture, and the like.
【0010】LDの広がり角は、典型的値として30°
が良く知られている。また、レンズの焦点距離として
0.8mmが多く採用されるため、そこから得られる光
のスポット径は1mmとなり、したがって、アイソレー
タの有効範囲は少なくとも1mm□が要求される事にな
る。The spread angle of the LD is typically 30 °.
Is well known. Further, since 0.8 mm is often used as the focal length of the lens, the spot diameter of light obtained therefrom is 1 mm, and therefore, the effective range of the isolator is required to be at least 1 mm square.
【0011】図9はアイソレータの専有面積を少なくす
る目的で採用されている構造を示すもので、ピグテイル
15にラミネートアイソレータ16が取り付けられてい
る。FIG. 9 shows a structure adopted for the purpose of reducing the occupied area of the isolator. A laminate isolator 16 is attached to a pigtail 15.
【0012】図に示すように、まず、2つの偏光子4と
1つのファラデー回転子3の板が回転光学調整され、接
着剤で取り付けられる。したがって、この場合は、素子
を1つ1つ取り付けられているわけではないため、加工
工数は削減されている。これを所望の寸法に切断したも
のがラミネートアイソレータ16である。As shown in the figure, first, plates of two polarizers 4 and one Faraday rotator 3 are rotationally optically adjusted and attached with an adhesive. Therefore, in this case, since the elements are not attached one by one, the number of processing steps is reduced. The laminate isolator 16 is obtained by cutting this into a desired size.
【0013】一方、ピグテイル15は次のように作成さ
れる。フェルール17と金具11が圧入で取り付けら
れ、被覆13を除かれたファイバー12がフェルール1
7に通され、被覆ごと接着剤で固定される。その後、フ
ェルール17の先端が角度研摩され、ラミネートアイソ
レータがこのフェルール17の先端に接着剤で取り付け
られる。On the other hand, the pigtail 15 is created as follows. The ferrule 17 and the metal fitting 11 are attached by press-fitting, and the fiber 12 from which the coating 13 has been removed is the ferrule 1.
7 and fixed with an adhesive together with the coating. Thereafter, the tip of the ferrule 17 is angle-polished, and a laminate isolator is attached to the tip of the ferrule 17 with an adhesive.
【0014】ここに、磁性体5がピグテイルに取り付け
られたアイソレータが完成する。Here, an isolator in which the magnetic body 5 is attached to the pigtail is completed.
【0015】このアイソレータは、光学的には調整され
ているものの、モジュールに取り付ける場合、レーザは
偏波依存性を有しているため、このレーザとの方向性を
合わせる必要があり、この素子を取り付ける場合、再
度、回転光学調整をしながら取り付けることが要求され
ている。Although this isolator is optically adjusted, when it is mounted on a module, the laser has polarization dependence, so it is necessary to match the directionality with this laser. In the case of mounting, it is required to mount while adjusting the rotation optical again.
【0016】図10は、特開平9−90282号公報に
示されているもので、第1の偏光子1にレンズ2が取り
付けられ、さらにファラデー回転子3と第2の偏光子4
が取り付けられ、これに磁性体5が取りつけられた構造
を有し、レーザ20の出射光線22がファイバー26に
結合を結ぶ構成が取られている.このような構造の場
合、アイソレータの専有面積を小さくする目的は達成し
ているものの、下記に示す、種々の弱点を有するもので
ある。FIG. 10 is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-90282, in which a lens 2 is attached to a first polarizer 1, and a Faraday rotator 3 and a second polarizer 4 are further attached.
And a structure in which the magnetic body 5 is attached thereto, and the emitted light beam 22 of the laser 20 is connected to the fiber 26. In the case of such a structure, although the purpose of reducing the occupied area of the isolator has been achieved, it has various weak points described below.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】従来のコリメート系ア
イソレータは、レンズの後に図8のアイソレータが置か
れ、コリメータ系の場合は、レーザがレンズの焦点距離
におかれ、その距離がレンズの取り付け可能な値に設定
される事から、アイソレータとレンズが別体で構成され
ている場合、取り付け構造が各々に必要となり、その結
果、光のスポット径は大きくなり、したがって、アイソ
レータの構成要素である偏光子、ファラデー回転子を小
さくする事ができないという課題があった。In a conventional collimating type isolator, the isolator shown in FIG. 8 is placed after a lens. In the case of a collimating type, a laser is placed at the focal length of the lens, and the distance can be set to the lens. When the isolator and the lens are configured separately, a mounting structure is required for each, and as a result, the spot diameter of the light becomes large, and therefore, the polarization component which is a component of the isolator is used. There was a problem that the size of the child and Faraday rotator could not be reduced.
【0018】アイソレータの寸法を小さくするために、
図中に示すように、非コリメータ系を採用し、ピグテイ
ルの直前にアイソレータを取り付ける手段がある。ただ
この場合も、非コリメート系とはいえ、偏光子、ファラ
デー回転子に必要な厚み(偏光子 0.2−0.5m
m、ファラデー回転子 0.5mm)があるため、おの
ずと寸法に限界を有している。In order to reduce the size of the isolator,
As shown in the figure, there is a means that employs a non-collimator system and attaches an isolator immediately before the pigtail. However, even in this case, the thickness required for the polarizer and the Faraday rotator (polarizer 0.2-0.5 m
m, Faraday rotator 0.5 mm), which naturally limits its dimensions.
【0019】又、上記構造では、図9からわかるよう
に、金具11を用いて、YAGによる溶接で取り付ける
際に、この金具11に方向を示す正確な目印がなかった
りアイソレータが目印に正確に取り付けられていない
為、方向性がわかる構造とはなっていない。このため、
再度、光学調整が必要であり、取り付けるための専用の
装置が必要となる。Further, in the above structure, as can be seen from FIG. 9, when the metal fitting 11 is used for welding by YAG, there is no accurate mark indicating the direction on the metal fitting 11 or the isolator is accurately attached to the mark. Since it is not performed, the structure does not become clear. For this reason,
Again, optical adjustment is required, and a dedicated device for mounting is required.
【0020】さらに、図10に示すものでは、アイソレ
ータの占有面積を小さくするには有効であるが、戻り光
に対する対策、加えて戻り光対策を行なった後の組立て
の簡易化を実現する構造に対し言及していない。たとえ
ば、アイソレータを傾ける事により、戻り光対策として
いるが、アイソレータを小形にし、レーザ20とアイソ
レータの距離が極端に近づいた場合、容易な取り付け構
造を与える構造は提示されていない。Further, although the structure shown in FIG. 10 is effective for reducing the occupied area of the isolator, the structure for realizing a countermeasure against the return light and also simplifying the assembly after the countermeasure against the return light is performed. No mention. For example, a countermeasure against return light is provided by inclining the isolator. However, a structure that makes the isolator small and provides an easy mounting structure when the distance between the laser 20 and the isolator is extremely short is not disclosed.
【0021】[0021]
【課題を解決するための手段】上記に鑑みて本発明は、
レンズを備え、かつ光透過面を反射防止コートされた第
一の偏光子と、光透過面をそれぞれ反射防止コートされ
たファラデー回転子と第2の偏光子を光学調整して接合
した複合素子とを、それぞれ同一の基板に取り付け、さ
らにこの基板に磁性体を取り付けてレンズ付きアイソレ
ータを構成する事により、レンズ、アイソレータが一体
で取り付けられる構造を与え、レーザとレンズの距離を
短縮し、かつ、容易に取り付け可能としている。In view of the above, the present invention provides
A first polarizer having a lens and having a light transmission surface coated with an antireflection coating, and a composite element obtained by optically adjusting and joining a Faraday rotator and a second polarizer each having a light transmission surface coated with an antireflection coating; Are attached to the same substrate, respectively, and furthermore, a magnetic body is attached to this substrate to form an isolator with a lens, thereby providing a structure in which the lens and the isolator are integrally attached, shortening the distance between the laser and the lens, and It can be easily attached.
【0022】第1の偏光子におけるレンズは、偏光子と
一体的に形成されているか、あるいは、別体で形成さ
れ、接合することにより、偏光子とレンズの複合体を形
成している。さらに、第1の偏光子におけるレンズは、
偏光子の端面に形成した膜をエッチングやレーザ加工し
て形成するか、あるいは、偏光子の端面に備えた低融点
ガラスを金型で成形して形成する方法も有効である。The lens of the first polarizer is formed integrally with the polarizer, or is formed separately and joined to form a complex of the polarizer and the lens. Further, the lens in the first polarizer is
It is also effective to form the film formed on the end face of the polarizer by etching or laser processing, or to form a low-melting glass provided on the end face of the polarizer with a mold.
【0023】さらに、上記第1の偏光子のレンズを備え
ていない端面を光軸に垂直な面から所定の角度で傾斜す
ることにより、第1の偏光子の裏面からの反射を防止し
ている.レンズ面からの反射は、反射防止コートを施せ
ば、十分、戻り光対策が出来る。Further, the end face of the first polarizer, which is not provided with a lens, is inclined at a predetermined angle from a plane perpendicular to the optical axis to prevent reflection from the back face of the first polarizer. . For the reflection from the lens surface, if an anti-reflection coating is applied, sufficient measures against return light can be taken.
【0024】第2の偏光子とファラデー回転子は光が通
過しない領域にその形状が異なる金属層を備え、これを
用いて接合する。この第2の偏光子とファラデー回転子
からなる複合素子の端面は、光軸に垂直な面から所定の
角度で傾斜することで、反射戻り光を防ぐ構造としてい
る。The second polarizer and the Faraday rotator are provided with metal layers having different shapes in a region through which light does not pass, and are joined using the metal layers. The end face of the composite device including the second polarizer and the Faraday rotator is structured to prevent reflected return light by being inclined at a predetermined angle from a plane perpendicular to the optical axis.
【0025】これらの複合体、第1の偏光子、ファラデ
ー回転子と第2の偏光子は大きな基板から切断され、1
部の切断面に、金属層ならびに半田層を形成し、この金
属層並びに半田層を用いて基板に取り付けられている。These composites, the first polarizer, the Faraday rotator and the second polarizer are cut from a large substrate and
A metal layer and a solder layer are formed on the cut surface of the portion, and the metal layer and the solder layer are used to attach the substrate to the substrate.
【0026】基板に取り付けるに当っては、基板の底面
とレンズの主軸の距離が精密に制御され、Siプラット
フォームに容易に取り付けることが出来る構造となって
いる。In mounting on the substrate, the distance between the bottom surface of the substrate and the main axis of the lens is precisely controlled, so that the substrate can be easily mounted on the Si platform.
【0027】以上のような構造を採用する事により、レ
ーザの出射光による光スポットが大きくならない距離で
光をコリメートし、その結果、光スポットを小さくする
事により、アイソレータの有効径の縮小を図ることがで
きる。また、レンズと第1の偏光子、ファラデー回転子
と第2の偏光子を別体にする事により、戻り光対策と組
立ての簡略化を図り、レンズが正確に第1の偏光子に形
成される事を利用し、このレンズと基板の位置を正確に
制御する事、ならびに、Siプラットフォームにより、
レーザの取り付け位置を正確に出す事により、アイソレ
ータの取り付けの容易化を実現している。By adopting the above structure, the light is collimated at a distance where the light spot by the emitted light of the laser does not become large, and as a result, the effective diameter of the isolator is reduced by reducing the light spot. be able to. Also, by separating the lens and the first polarizer, and the Faraday rotator and the second polarizer as separate bodies, a countermeasure against returning light and simplification of assembly are achieved, and the lens is accurately formed on the first polarizer. To control the position of this lens and substrate accurately, and by using the Si platform,
By accurately setting the laser mounting position, it is easy to mount the isolator.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図によっ
て説明する。図1は本発明のアイソレータを示してい
る。第1の偏光子1の前方にはレンズ2が形成され、そ
の後方の端面1aは、傾斜面となっている。これらの素
子の両面は反射防止コートがされ、その下面には金属層
6aが形成され、金属層6bを有する基板7に取り付け
られている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an isolator of the present invention. A lens 2 is formed in front of the first polarizer 1, and an end surface 1a behind the lens 2 is an inclined surface. Both surfaces of these elements are coated with an antireflection coating, and a metal layer 6a is formed on the lower surface thereof, and is attached to a substrate 7 having a metal layer 6b.
【0029】また、同じ基板7上にファラデー回転子3
と第2の偏光子4が固定され、ファラデー回転子3で入
射光の偏光面を45°傾け、第2の偏光子4でこの入射
光を透過させる作用をなす。これらは、光学調整された
後、ファラデー回転子3に形成された金属層6aと2の
偏光子4に形成された金属層6dとで接合され複合素子
を形成する。この複合素子の下面には金属層6aが形成
され、金属層6bを有する基板7に取り付けられる。さ
らに、ファラデー回転子3に磁界を印加するための磁性
体5を基板7に取り付けて、光アイソレータを構成して
ある。The Faraday rotator 3 is mounted on the same substrate 7.
And the second polarizer 4 are fixed, the Faraday rotator 3 tilts the plane of polarization of the incident light by 45 °, and the second polarizer 4 transmits the incident light. After being optically adjusted, these are joined together with the metal layer 6a formed on the Faraday rotator 3 and the metal layer 6d formed on the polarizer 4 to form a composite element. A metal layer 6a is formed on the lower surface of the composite device, and is attached to a substrate 7 having a metal layer 6b. Further, a magnetic body 5 for applying a magnetic field to the Faraday rotator 3 is attached to the substrate 7 to constitute an optical isolator.
【0030】上記のような、第1の偏光子1にレンズ2
を形成し、焦点距離が短く、開口数の大きなレンズ2を
採用することにより、レーザの直近にレンズ2ならびに
アイソレータを置くことが出来、その結果、レーザの出
射光のスポット径を小さく抑え、かつ高い結合効率を得
る事が出来る。The first polarizer 1 has a lens 2 as described above.
By using a lens 2 having a short focal length and a large numerical aperture, the lens 2 and the isolator can be placed in the immediate vicinity of the laser. As a result, the spot diameter of the emitted light of the laser can be suppressed small, and High coupling efficiency can be obtained.
【0031】レンズからの反射特性による戻り光とレー
ザとの結合効率は、後で詳細に述べるが、計算の結果、
問題とはならないことが確認されている。レンズ2と第
1の偏光子1との界面での反射は、屈折率が同じであれ
ば、発生しない。接着等でつける場合、コリメート系で
は直接、戻り光がレーザと結合するため、接合面を斜め
にしておく必要がある。第1の偏光子1の後方の端面1
aからの反射は、コリメート系の場合、レーザとほぼ、
100%結合する事になる。したがって、本発明ではこ
の端面1aに所定の角度を持たせ、反射防止コートを行
うことで、戻り光とレーザとの結合効率の低下を図って
いる。The coupling efficiency between the return light and the laser due to the reflection characteristic from the lens will be described in detail later.
It has been confirmed that this is not a problem. Reflection at the interface between the lens 2 and the first polarizer 1 does not occur if the refractive indexes are the same. In the case of attaching by a bonding or the like, since the return light is directly coupled to the laser in the collimating system, the joining surface needs to be inclined. End face 1 behind first polarizer 1
The reflection from a is almost the same as that of a laser in the case of a collimating system.
100% will be combined. Therefore, in the present invention, the end face 1a is provided with a predetermined angle and an anti-reflection coating is applied to reduce the coupling efficiency between the return light and the laser.
【0032】ただし、このような構造をとった場合、詳
細を後述するように第1の偏光子1のを大きな基板から
切り出す際に、この基板は、片面が、波型、あるいはの
こぎり状とせざるを得ない。この基板に、ファラデー回
転子3と第2の偏光子4をなす大きな基盤を取り付けよ
うとした場合、工程の煩雑化を招く事になる。したがっ
て、本発明では、ファラデー回転子3と第2の偏光子4
は第1の偏光子1と別体としている。However, in such a structure, when the first polarizer 1 is cut out from a large substrate as will be described in detail later, one surface of this substrate must be corrugated or saw-toothed. Not get. If a large base forming the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 is to be mounted on this substrate, the process will be complicated. Therefore, in the present invention, the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4
Are separate from the first polarizer 1.
【0033】ファラデー回転子3と第2の偏光子4は大
きな基板ごと光学調整する事が可能であるため、予め切
断する寸法、並びに有効エリアを設定しておき、それに
入らない領域に各基板に反射防止コートした後、金属層
6c、6dを形成しておき、光学調整した後、これらの
金属層6c、6dを用いて、2つの基板を張り合わせる
事が出来る。この金属層6c、6dの形状は、この複合
素子を取り付ける時の位置関係がわかるように、予めそ
の形状を変えておくと便利である。Since the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 can be optically adjusted for each large substrate, the dimensions to be cut and the effective area are set in advance, and each substrate is set in an area not included in the cut area. After the anti-reflection coating, the metal layers 6c and 6d are formed, and after optical adjustment, the two substrates can be bonded using the metal layers 6c and 6d. It is convenient to change the shapes of the metal layers 6c and 6d in advance so that the positional relationship when attaching the composite element can be understood.
【0034】大きな基板から切り出す際は、第1の偏光
子、並びにファラデー回転子3と第2の偏光子4による
複合素子の端面1a、3a、4aに選択的に除去できる
薄膜、例えば、レジストや感光性ポリイミド等の有機材
料、あるいは、窒化膜等の無機材料、その他金属材料
等、ガラス、ガーネットなどの薄膜を形成した後、基板
を各々切断し、一部の切断面に6aを形成して基板7と
接合する。When cutting out from a large substrate, the first polarizer and the thin film which can be selectively removed on the end faces 1a, 3a and 4a of the composite device by the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 such as a resist or a thin film After forming a thin film such as an organic material such as photosensitive polyimide, or an inorganic material such as a nitride film, and other metal materials, such as glass and garnet, each of the substrates is cut, and 6a is formed on a part of the cut surface. It is bonded to the substrate 7.
【0035】本発明で重要な事は、レンズ2の主軸から
基板7の底面までの距離が所望の値に入るようにする事
である.この目的を実現するため、第1の偏光子1を切
り出すための大きな基板に形成されるレンズ2の位置は
精密に制御された位置に形成される。さらに、ダイサー
により、正確な寸法に切断される。また基板7には正確
な平面度、正確な厚さが要求される。このため、材料と
してガラスが最適である。ただし、他の材料が使えない
という事ではない。What is important in the present invention is that the distance from the main axis of the lens 2 to the bottom surface of the substrate 7 falls within a desired value. In order to achieve this object, the position of the lens 2 formed on a large substrate for cutting out the first polarizer 1 is formed at a precisely controlled position. Furthermore, it is cut to a correct size by the dicer. The substrate 7 is required to have an accurate flatness and an accurate thickness. For this reason, glass is optimal as a material. However, this does not mean that other materials cannot be used.
【0036】以上のような構造を取る事により実現でき
る効果は、第1の偏光子1にレンズ2が取り付けられ、
そのレンズ2の焦点距離が短く、高い開口数を採用する
事により、アイソレータをレーザに十分、近づける事が
出来、その結果、アイソレータの有効面積を小さくする
事が出来、したがって、低コスト化を実現する事が出来
る。The effect that can be realized by adopting the above structure is that the lens 2 is attached to the first polarizer 1,
By using a short focal length of the lens 2 and adopting a high numerical aperture, the isolator can be made sufficiently close to the laser, and as a result, the effective area of the isolator can be reduced, thus realizing low cost. You can do it.
【0037】レンズと偏光子との複合化を行い、1つの
偏光子基板に、沢山のレンズを形成することができるた
め、1個当たりのレンズのコストが低減し、かつ、レン
ズを取り付けるための金具、並びに工数を削減する事が
出来る。By combining a lens and a polarizer and forming a large number of lenses on one polarizer substrate, the cost of one lens can be reduced, and the cost for mounting the lens can be reduced. Hardware and man-hours can be reduced.
【0038】また、ファラデー回転子3と第2の偏光子
4との光学調整は大きな基板ごと行なう事が出来るた
め、組立ての簡略化を行なう事が出来、コストの低下に
つながる。この基板を斜めに切断する方法は、現在、ダ
イサーで確立している。Further, since the optical adjustment of the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 can be performed for each large substrate, the assembly can be simplified and the cost can be reduced. The method of cutting the substrate obliquely is currently established by a dicer.
【0039】基板7への取り付けは金属層6aで行なっ
ている。この方法は、接合面の厚さ制御が容易であり、
また、正確な厚さを有する基板7の採用によりレンズ2
の光軸と基板7の底面の距離を容易に制御する事が出来
る。この値を制御する事で、本発明を取り付ける場合、
取り付けの自由度を1次元とする事が出来、容易な取付
を実現している。The attachment to the substrate 7 is performed by the metal layer 6a. This method is easy to control the thickness of the joint surface,
In addition, the use of the substrate 7 having an accurate thickness
, And the distance between the optical axis and the bottom surface of the substrate 7 can be easily controlled. By installing this invention by controlling this value,
The degree of freedom of attachment can be made one-dimensional, and easy attachment is realized.
【0040】図1において、レンズ2を備えた第1の偏
光子1とファラデー回転子3と第2の偏光子4とを取り
付けた時の各素子の傾きが平行となっているが、この場
合、光線は上方に傾く事になる。これを下方に傾く方向
に補正する構造として、図2に示すようにファラデー回
転子3と第2の偏光子4の傾き角度を逆方向にする事が
出来る。これらの構造は、組立て時に適したものを採用
すれば良い。In FIG. 1, when the first polarizer 1 having the lens 2, the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 are attached, the inclination of each element is parallel. , The rays will be tilted upward. As a structure that corrects this in the downward tilt direction, the tilt angles of the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 can be reversed, as shown in FIG. What is necessary is just to employ | adopt these structures suitable at the time of an assembly.
【0041】次に各光学素子の製造を詳細に説明する。Next, the production of each optical element will be described in detail.
【0042】第1の偏光子1のを切り離すための基板は
図3に示す構造をしており、1枚の基板から複数の素子
が切り出される。切り出しの角度は正確に測定され、選
択的に除去可能な薄膜を両面にコートした後、ダイサー
により図3の点線部分8から切り出されることになる。
切り出された素子の一部の切断面に金属層6aを形成
し、選択的に除去可能な薄膜を除去する事によって、第
1の偏光子1が作成される。図3に示す基板の裏面は本
例では加工が容易な波型構造が取られている。この構造
としては、レンズ2の光軸からの位置の正確性を出すた
めに、指向性のあるノコギリ型構造の方がより正確であ
る。A substrate for separating the first polarizer 1 has a structure shown in FIG. 3, and a plurality of elements are cut out from one substrate. The angle of the cut is accurately measured, and after a thin film that can be selectively removed is coated on both sides, the cut is cut from the dotted line portion 8 in FIG. 3 by a dicer.
The first polarizer 1 is formed by forming the metal layer 6a on a part of the cut surface of the cut element and removing the selectively removable thin film. The back surface of the substrate shown in FIG. 3 has a corrugated structure that is easy to process in this example. As this structure, a directional saw-tooth structure is more accurate in order to obtain the accuracy of the position of the lens 2 from the optical axis.
【0043】第1の偏光子1にレンズ2を形成する1つ
の方法は、既に形成している半円のレンズや、レンズア
レイを接着材で取り付けるものである。この時、レンズ
や接着剤は偏光子と同一の屈折率のものを用いる。One method of forming the lens 2 on the first polarizer 1 is to attach an already formed semicircular lens or lens array with an adhesive. At this time, a lens and an adhesive having the same refractive index as the polarizer are used.
【0044】接着剤の屈折率が異なる場合は、予め、レ
ンズ、偏光子に、所定の角度(4−15°)の斜め加工
をほどこし、これらを接着する必要がある。あるいは、
レンズと第1の偏光子に接着剤の屈折率に合わせた反射
防止コートを形成した後、接着する必要がある。When the refractive indexes of the adhesives are different, it is necessary to apply a predetermined angle (4 to 15 °) to the lens and the polarizer beforehand and bond them. Or,
After forming an antireflection coat corresponding to the refractive index of the adhesive on the lens and the first polarizer, it is necessary to bond them.
【0045】レンズ2を形成する他の方法は、第1の偏
光子1に低温CVDで酸化膜を形成し、その後、レーザ
やエッチング加工で回析格子型レンズや屈折光学型レン
ズを形成する。Another method of forming the lens 2 is to form an oxide film on the first polarizer 1 by low-temperature CVD, and then form a diffraction grating lens or a refractive optical lens by laser or etching.
【0046】さらに、レンズ2を形成するもう1つの方
法は、低融点ガラスを用い、第1の偏光子1の上面に低融
点ガラスを置き、これを金型で成形してレンズ2を作成
する。第1の偏光子1と一体的にレンズ2を形成しても
良い。Further, another method of forming the lens 2 is to use a low-melting glass, place the low-melting glass on the upper surface of the first polarizer 1, and mold it with a mold to form the lens 2. . The lens 2 may be formed integrally with the first polarizer 1.
【0047】これらのレンズ2の形成方法で大きな特徴
は、第1の偏光子1の特性をそこなわないようにする
為、その形成時の温度は少なくとも600℃以下に抑え
ておく必要があるということである。A major feature of the method of forming the lens 2 is that the temperature at the time of forming the first polarizer 1 must be suppressed to at least 600 ° C. or less so as not to deteriorate the characteristics of the first polarizer 1. That is.
【0048】第2の偏光子4とファラデー回転子3の複
合体は次のように作成される。図4(a)のように、ま
ず、光スポット18の透過しない領域について、ファラ
デー回転子3と第2の偏光子4の片面に、方向性がわか
るような形状をした金属層6c、6dが形成される。図
4(b)は2つの基板の貼り合わせ形態を示している。
ファラデー回転子3と第2の偏光子4をなすそれぞれの
基板は、光学調整方向をあらかじめ、矢印30、31と
なるように定めておき、微調整して両者の位置合わせを
行なう。The composite of the second polarizer 4 and the Faraday rotator 3 is prepared as follows. As shown in FIG. 4A, first, in a region where the light spot 18 does not pass, metal layers 6 c and 6 d having shapes whose directions can be recognized are formed on one surface of the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4. It is formed. FIG. 4B shows a state of bonding two substrates.
The optical adjustment direction of each of the substrates forming the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 is determined in advance as indicated by arrows 30 and 31, and fine adjustment is performed to align the two.
【0049】その後、図5に示すように高温で貼り合わ
せ互いの金属層6c、6dを接合する。貼り合わせた基
板は、選択的に除去可能な薄膜を両面に施した後、点線
の斜め切断部10に沿って切断し、切断された素子の取
り付け部を上にして並べ、ここに、金属層6aを形成
し、その後、選択的に除去可能な薄膜を除去する事によ
り、偏光子4とファラデー回転子3の複合体が形成され
る。Thereafter, as shown in FIG. 5, the metal layers 6c and 6d are bonded together at a high temperature. The bonded substrate is provided with a thin film that can be selectively removed on both sides, and then cut along the oblique cut portion 10 indicated by a dotted line, and the cut elements are arranged with the mounting portion thereof facing upward. By forming 6a and then removing the selectively removable thin film, a composite of the polarizer 4 and the Faraday rotator 3 is formed.
【0050】第1の偏光子1と、ファラデー回転子3と
第2の偏光子4の複合体は、その厚さ、平面度の精度が
高い基板7に精密に組みつけられ、その後、磁性体5を
取り付けてアイソレータとして完成する。基板7並びに
金属層6a、6bに高い精度が要求されるのは、後に述
べるように、取り付けの自由度を1次元に帰着させるた
めである。その結果、容易な組立て方法が実現する事と
なる。The composite of the first polarizer 1, the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 is precisely assembled on a substrate 7 having high thickness and high flatness. 5 is attached to complete the isolator. High precision is required for the substrate 7 and the metal layers 6a and 6b, as described later, in order to reduce the degree of freedom of attachment to one dimension. As a result, an easy assembling method is realized.
【0051】上記、金属層6a、6b、6c、6dは下
地、中間層、最上層と、この上の半田層からなる。金属
層6a〜6dとして要求されるのは、下地層はガラスと
の密着が良い事、中間層は下地に対し、半田とのバッフ
ァ層となってくれること、最上層は中間層の酸化防止、
並びに半田層の濡れ性を確保してくれる層で、一般的に
は、Cr/Au、Cr/Ni/Au、Ti/Pt/A
u、Ti/W/Au等が適している.また、半田層とし
ては、Au/Snの合金層あるいは、積層が適してい
る。The above-mentioned metal layers 6a, 6b, 6c and 6d are composed of an underlayer, an intermediate layer, an uppermost layer, and a solder layer thereon. The metal layers 6a to 6d are required to have a good adhesion of the underlayer to the glass, a middle layer to serve as a buffer layer with solder to the underlayer, a top layer to prevent oxidation of the middle layer,
And a layer that ensures the wettability of the solder layer, and is generally made of Cr / Au, Cr / Ni / Au, Ti / Pt / A
u, Ti / W / Au, etc. are suitable. As the solder layer, an Au / Sn alloy layer or a laminate is suitable.
【0052】上記、アイソレータの接合工程として、フ
ァラデー回転子3と第2の偏光子4の接合と、第1の偏
光子1並びにファラデー回転子3と第2の偏光子4の複
合体と基板7との接合をするのが半田層である。前者は
先に接合しておく必要があるため、高い融点が要求され
る.その実現方法として、次のような方法が可能であ
る。As the above-mentioned isolator joining process, the joining of the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4, the combination of the first polarizer 1, the composite of the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4, and the substrate 7 are performed. It is the solder layer that joins with the solder layer. The former requires a high melting point because it must be bonded first. The following method is possible as a method of realizing the same.
【0053】1つは、複合体を接合するための金属層6
c、6dにAu/Snを用い、基板7と接合するための
金属層6a、6bに、Ag/Sn半田を用いる方法であ
る。もう1つの方法は、Au/Snの重量比を変える方
法である.重量比が7:3の時、この材料の融点は最小
となり、約290℃となる。この重量比が8:2等にな
るように合金の材料費を変更したり、金属層のAuの厚
さを変更することで、ファラデー回転子3と第2の偏光
子4との接合温度を上げておくことが出来る。One is a metal layer 6 for bonding the composite.
In this method, Au / Sn is used for c and 6d, and Ag / Sn solder is used for the metal layers 6a and 6b for bonding to the substrate 7. Another method is to change the weight ratio of Au / Sn. At a weight ratio of 7: 3, the melting point of this material is at a minimum, about 290 ° C. The joining temperature between the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 is reduced by changing the material cost of the alloy so that the weight ratio becomes 8: 2 or the like or changing the thickness of Au of the metal layer. Can be raised.
【0054】各素子を切り離すときに用いる選択的に除
去可能な薄膜の1つとして、レジストやポリイミドがあ
る。これらは、デベロッパーにより除去される。また、
ハードコートとして窒化膜がある。これらはプラズマエ
ッチングで選択的に除去することが可能である。そのほ
か、場合により、用いる金属層並びに半田層6aを侵さ
ないデベロッパーで除去できる金属を用いることも出来
る。One of the selectively removable thin films used for separating each element is a resist or polyimide. These are removed by the developer. Also,
There is a nitride film as a hard coat. These can be selectively removed by plasma etching. In addition, in some cases, a metal that can be removed by a developer that does not attack the metal layer and the solder layer 6a can be used.
【0055】次に本発明の応用例を図6に示す。レーザ
20はバンプ21によりSiプラットフォーム23に取
り付けられる。本発明のアイソレータをなす基板7がS
iプラットフォーム23上に固定され、Siプラットフ
ォームに形成されたダイサーによる切断部24によりレ
ーザダイオード20との距離が設定される。現在のダイ
サーの切断精度は向上しているため、レーザダイオード
20の取り付け精度も含め、5μm以内の精度での取り
付けが可能である。Next, an application example of the present invention is shown in FIG. Laser 20 is attached to Si platform 23 by bump 21. The substrate 7 forming the isolator of the present invention is S
The distance from the laser diode 20 is set by a cutting part 24 fixed on the i platform 23 and formed by a dicer formed on the Si platform. Since the cutting accuracy of the current dicer has been improved, it is possible to mount the laser diode 20 with an accuracy of 5 μm or less, including the mounting accuracy.
【0056】また、アイソレータの取り付け位置は、S
iプラットフォーム23に形成された溝部25の高さで
決まる事となるが、この精度は、±1μmが可能であ
る。また、レンズ2の中心のズレが±1μm、切断時の
位置合わせ誤差が±1μm、金属層6a、6bの制御誤
差が±0.5μmとすると、総合的な誤差は、±1.8
μmとなり、したがって、充分、精度の高い取り付けが
可能である。The mounting position of the isolator is S
The accuracy is determined by the height of the groove 25 formed in the i-platform 23, and the accuracy can be ± 1 μm. If the center deviation of the lens 2 is ± 1 μm, the alignment error at the time of cutting is ± 1 μm, and the control error of the metal layers 6a and 6b is ± 0.5 μm, the total error is ± 1.8.
μm, so that a sufficiently accurate mounting is possible.
【0057】このような取り付け方法により、レンズ2
との距離、レーザダイオード20とレンズ2の光軸の高
さ方向に対する位置合わせは一義的に定められるため、
横方向のみが調整要素として残るアイソレータが提供で
きる。With this mounting method, the lens 2
And the alignment of the laser diode 20 and the lens 2 with respect to the height direction of the optical axis are uniquely determined.
An isolator can be provided in which only the lateral direction remains as an adjusting element.
【0058】なお、図6ではアイソレータの基板7をS
iプラットフォーム23上に固定したが、このSiプラ
ットフォーム23自体に直接各素子を固定して本発明の
アイソレータとすることもできる。In FIG. 6, the substrate 7 of the isolator is S
Although fixed on the i platform 23, each element can be directly fixed on the Si platform 23 itself to form the isolator of the present invention.
【0059】次に、レーザダイオード20とレンズ2の
位置を近づけたとき、反射による戻り光がどの程度発生
するかという問題について解析する。レーザダイオード
20の広がり角から、そのビームウエストω0は、 ω0=λ/πtanθ であたえられる。ここで、λ=1.55μm、θ=30
°を入れると、ω0=0.8645μmとなる。Next, the problem of how much return light is generated due to reflection when the position of the laser diode 20 and the lens 2 are brought closer is analyzed. From the spread angle of the laser diode 20, the beam waist ω 0 is given by ω 0 = λ / πtan θ. Here, λ = 1.55 μm, θ = 30
When ° is included, ω 0 = 0.8645 μm.
【0060】反射を計算する場合は、レンズ2表面上に
球面の反射鏡があるものとして計算すればよい。この球
面鏡による仮想のビームウエストω1は次式で与えられ
る。When calculating the reflection, the calculation may be performed assuming that a spherical reflecting mirror is present on the surface of the lens 2. Beam waist omega 1 virtual by the spherical mirror is given by the following equation.
【0061】ω1=ω0/√〔(πω0 2/λ)2・4/R2
+(1+2d/R)2〕 ここで、 レーザとレンズの主面までの距離を、R=1
00μmとし、レンズの半径を66μmとすると、レー
ザとレンズの距離は d=34μmとなり、これを代入
すると、ω1=0.5086が得られる。Ω 1 = ω 0 / √ [(πω 0 2 / λ) 2 · 4 / R 2
+ (1 + 2d / R) 2 ] Here, the distance between the laser and the main surface of the lens is represented by R = 1
Assuming that the diameter is 00 μm and the radius of the lens is 66 μm, the distance between the laser and the lens is d = 34 μm. By substituting this, ω 1 = 0.5086 is obtained.
【0062】また、その位置zは次式で与えられる。The position z is given by the following equation.
【0063】z=〔(πω1 2/λ)2・2/R+d(1
+2d/R)〕/〔(πω1 2/λ) 2・4/R2+(1+
2d/R)2〕 この値は、容易に求まり、z=20.24μmが得られ
る事になる。Z = [(πω1 Two/ Λ)Two・ 2 / R + d (1
+ 2d / R)] / [(πω1 Two/ Λ) Two・ 4 / RTwo+ (1+
2d / R)TwoThis value is easily obtained, and z = 20.24 μm is obtained.
Will be.
【0064】この結果、この鏡による戻り光とレーザの
結合効率は次式で与えられる。As a result, the coupling efficiency between the return light and the laser by the mirror is given by the following equation.
【0065】η=4ω0 2ω1 2/((ω0 2+ω1 2)+λ2
(d+z)2/π2) この式に上記、パラメータω0、ω1、λ、d、zを代入
すると、結合効率0.001すなわち、30dBが得ら
れ、レンズにARコート(通常27dB)を施すと、ト
ータル57dBが得られ、レンズを近づけても全く、問
題ないことがわかる。Η = 4ω 0 2 ω 1 2 / ((ω 0 2 + ω 1 2 ) + λ 2
(D + z) 2 / π 2 ) By substituting the above parameters ω 0 , ω 1 , λ, d, and z into this equation, a coupling efficiency of 0.001 is obtained, that is, 30 dB, and an AR coat (typically 27 dB) is applied to the lens. When applied, a total of 57 dB is obtained, and it can be seen that there is no problem even if the lens is brought closer.
【0066】第1の偏光子1に取り付けられるレンズ2
の形状を図7に示す。図7で(a)は通常のもの、
(b)はレンズ2が平面部に出ていないもの、(c)は
回析格子レンズを示している。The lens 2 attached to the first polarizer 1
Is shown in FIG. In FIG. 7, (a) is a normal one,
(B) shows a lens in which the lens 2 is not exposed on a plane portion, and (c) shows a diffraction grating lens.
【0067】図7(a)のタイプのレンズ2は、すでに
形成されたレンズ2を接着剤や融着で取り付けるもの
や、低融点ガラスを用い、金型で成形するタイプのもの
に適しているが、このタイプは、取り付け時の位置合わ
せに幾分、考慮が必要である。The lens 2 of the type shown in FIG. 7 (a) is suitable for a lens to which the already formed lens 2 is attached with an adhesive or fusion, or for a type in which a low melting glass is used and a mold is used. However, this type requires some consideration for alignment during installation.
【0068】図7(b)のタイプは取り付け時、平面を
利用して取り付けることが出来るが、金型等の作成がか
なり困難となる。The type shown in FIG. 7B can be mounted using a flat surface when mounting, but it is considerably difficult to make a mold or the like.
【0069】図7(c)の回析格子型は、偏光子に、か
なり薄い酸化膜を形成し、その後、エッチングやレーザ
加工により形成できるため、構造的にはかなり作成が可
能な構造となっている。In the diffraction grating type shown in FIG. 7C, a considerably thin oxide film can be formed on the polarizer and then formed by etching or laser processing. ing.
【0070】[0070]
【実施例】本発明による実施例として図1のアイソレー
タを作成した。図3のように第1の偏光子1をなす基板
の裏面に310μmの間隔で、8°の傾きがつくように
斜め研磨を行い、その後、表面に120μmφの半球ボ
ールレンズを屈折率が等しい接着剤を用いて、規則正し
く並べて固着させた。その後、両面に反射防止コートを
行い、上記、基板に感光性ポリイミドを被せた後、30
μmのブレードを用い、280μm□の第1の偏光子1
を切り出し、この切断面に、Cr/Ni/Auの下地、
中間層、最上層(500Å/2000Å/2000Å)
とAu/Snの半田層2μmを形成し、金属層6aを形
成し、最後にポリイミドを除去し、第1の偏光子1を形
成した。EXAMPLE An isolator shown in FIG. 1 was manufactured as an example according to the present invention. As shown in FIG. 3, oblique polishing is performed on the back surface of the substrate forming the first polarizer 1 at an interval of 310 μm at an angle of 8 °, and then a hemispherical ball lens of 120 μmφ is bonded to the surface with the same refractive index. Using an agent, they were fixed and arranged regularly. After that, anti-reflection coating is performed on both surfaces, and the above-mentioned substrate is covered with photosensitive polyimide.
280 μm square first polarizer 1 using a μm blade
Is cut out, and on this cut surface, an underlayer of Cr / Ni / Au,
Middle layer, top layer (500/2000/2000)
Then, a Au / Sn solder layer 2 μm was formed, a metal layer 6 a was formed, and finally the polyimide was removed to form a first polarizer 1.
【0071】ボールレンズの寸法は次のような考察に基
いて数値計算をおこなった。レーザダイオード20の広
がり角は、垂直方向30°、水平方向25℃が一般的で
ある。The dimensions of the ball lens were calculated numerically based on the following considerations. The spread angle of the laser diode 20 is generally 30 ° in the vertical direction and 25 ° C. in the horizontal direction.
【0072】球面レンズを仮定し、レンズ2の主面まで
の距離を100μmとすると、コリメート光のスポット
径は115μφとなる。焦点が100μmのレンズの径
は、f=n2R/2(n2−n1)から、レンズの屈折率
を1.5とすると簡単に求まり、66μmとなる。もち
ろん収差の問題があるため、単純にそのまま、このよう
なレンズ設計とはならず、実際には非球面レンズを用い
ることが前提となる。また、レーザダイオード20とレ
ンズ2の光軸のズレにより、ビームに傾きが生じるた
め、その効果もアイソレータの有効面積に考慮しておく
必要がある。Assuming that a spherical lens is used and the distance to the main surface of the lens 2 is 100 μm, the spot diameter of the collimated light is 115 μφ. The diameter of a lens having a focal point of 100 μm is easily obtained from f = n 2 R / 2 (n 2 −n 1 ), where the refractive index of the lens is 1.5, and is 66 μm. Of course, since there is a problem of aberration, such a lens design is not simply made as it is, and it is assumed that an aspherical lens is actually used. In addition, since the beam is tilted due to the deviation of the optical axis between the laser diode 20 and the lens 2, the effect needs to be considered in the effective area of the isolator.
【0073】ファラデー回転子3の厚さを0.5mm、
第2の偏光子4の厚さを0.2mm、両者の取り付け空
間を0.1mmとすると、トータル1mmの厚さが必要
で、ビームの出射角度のばらつきを±3°まで許容する
と、それによる有効エリアの増加分は、105μmとな
る。The thickness of the Faraday rotator 3 is 0.5 mm,
Assuming that the thickness of the second polarizer 4 is 0.2 mm and the mounting space of both is 0.1 mm, a total thickness of 1 mm is required. The increase in the effective area is 105 μm.
【0074】これに、ダイサーによるダメージ層を30
μm考慮すると、トータル、115μm+105μm+
60μmで、280μmがアイソレータの有効エリアと
しての要求寸法となる。In addition, the damage layer by the dicer was 30
Considering μm, total, 115 μm + 105 μm +
At 60 μm, 280 μm is the required size as the effective area of the isolator.
【0075】これは、従来のアイソレータに用いられて
いる偏光子、ファラデー回転子の必要面積、1.2mm
×1.2mmの約14分の1に相当し、ダイサーの切断
面積を考慮すると、15分の1と大幅に面積を縮小する
事ができる。This is because the required area of the polarizer and Faraday rotator used in the conventional isolator is 1.2 mm.
This corresponds to about one-fourth of × 1.2 mm. Considering the cutting area of the dicer, the area can be greatly reduced to one-fifteenth.
【0076】また、この時、レーザダイオード20とレ
ンズ2との距離は34μmあり、充分、取り付け可能な
距離が確保されている。At this time, the distance between the laser diode 20 and the lens 2 is 34 μm, and a sufficient distance for attachment is ensured.
【0077】次にファラデー回転子3並びに第2の偏光
子4に反射防止コートを施し、それぞれの片面に、金属
層6c、6dとしてCr/Ni/Au(500Å/20
00Å/2000Å)を形成し、ファラデー回転子3に
は更に、半田層Au/Snを3μm形成した。Next, an anti-reflection coating is applied to the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4, and Cr / Ni / Au (500 ° / 20) is formed on one surface of each of them as metal layers 6c and 6d.
00/2000 °), and a 3 μm solder layer Au / Sn was further formed on the Faraday rotator 3.
【0078】この第2の偏光子4とファラデー回転子3
を回転光学調整した後、高温で半田を溶融し、これらを
接合して、複合体を作成した.この基板に感光性ポリイ
ミド形成した後、280×283μmの寸法にダイサー
で切断した。切断に当っては、片面は垂直に、片面は8
°の角度を付け、角度の付いた部分を取り付けると、2
80×280μmの寸法となるように設定した.次に、
金属層6aを形成し、複合体を完成させた。The second polarizer 4 and the Faraday rotator 3
After adjusting the rotational optics, the solder was melted at a high temperature and joined to form a composite. After photosensitive polyimide was formed on this substrate, it was cut with a dicer to a size of 280 × 283 μm. For cutting, one side is vertical and one side is 8
At an angle of ° and attaching the angled part, 2
The size was set to be 80 × 280 μm. next,
The metal layer 6a was formed to complete the composite.
【0079】最後に、基板7に金属層6bを形成し、所
望の寸法に切断した後、第1の偏光子1と複合体を半田
で接合して取り付け、アイソレータを完成させた。Finally, the metal layer 6b was formed on the substrate 7, cut into a desired size, and the first polarizer 1 and the composite were attached by soldering to complete the isolator.
【0080】このアイソレータを用いて、光学台上で評
価した所、結合効率として、約35%が得られた。ま
た、反射率として35dB以上が得られている。もちろ
ん、アイソレータの基本特性である挿入損失、分離特性
としてはそれぞれ、0.2dB以下、ピーク波長で40
dB以下が得られている。When this isolator was evaluated on an optical bench, a coupling efficiency of about 35% was obtained. Further, a reflectance of 35 dB or more is obtained. Of course, the insertion loss and the separation characteristic, which are the basic characteristics of the isolator, are 0.2 dB or less and 40 dB at the peak wavelength, respectively.
dB or less is obtained.
【0081】この結果で、結合効率が35%となってい
るのは、球面レンズを用いたための収差の影響で、本来
の非球面レンズを用いることができれば、60−70%
の結合効率を得ることが出来ると考える。As a result, the coupling efficiency of 35% is attributable to the aberration due to the use of the spherical lens. If the original aspherical lens can be used, the coupling efficiency is 60-70%.
It is considered that the coupling efficiency of can be obtained.
【0082】また、本試作では、十分な位置合わせ精度
を考慮せず製作したが、各寸法を十分抑えながら作成す
れば、精度として±2μmが可能と考えられる.Further, in the present trial production, the production was performed without considering the sufficient positioning accuracy. However, if the production is performed while the dimensions are sufficiently suppressed, it is considered that the precision can be ± 2 μm.
【0083】[0083]
【発明の効果】このように、本発明によれば、レンズを
備え、かつ光透過面を反射防止コートされた第一の偏光
子と、光透過面をそれぞれ反射防止コートされたファラ
デー回転子と第2の偏光子を光学調整して接合した複合
素子とを、それぞれ同一の基板に取り付け、さらにこの
基板に磁性体を取り付けたレンズ付きアイソレータとし
たことによって、偏光子、およびファラデー回転子の必
要面積を従来の面積に比較し十分減少させることが出
来、また、その取り付けには、回転光学調整を行なう事
が必要なく、さらに、光軸に接着剤がないため、高信頼
性が確保され、生産に当っては、レンズ形成、斜め研
削、光学調整、等基板によるバッチ処理が可能なため生
産工数の大幅な短縮が可能である。このため、従来に比
較し、低コストでのアイソレータの供給が可能であり、
今後、益々、普及に拍車のかかる光通信市場のさらなる
発展を促すものである。As described above, according to the present invention, a first polarizer having a lens and having a light transmitting surface coated with an antireflection coating, and a Faraday rotator having a light transmitting surface each coated with an antireflection coating are provided. The composite element in which the second polarizer is optically adjusted and joined is mounted on the same substrate, and a magnetic body is mounted on the substrate to form an isolator with a lens. This makes it necessary to use a polarizer and a Faraday rotator. The area can be reduced sufficiently compared to the conventional area, and its mounting does not require adjustment of the rotation optics, and since there is no adhesive on the optical axis, high reliability is secured, In production, batch processing by substrates such as lens formation, oblique grinding, optical adjustment, and the like can be performed, so that the number of production steps can be significantly reduced. For this reason, it is possible to supply an isolator at a lower cost than in the past,
In the future, it will promote the further development of the optical communication market, which is accelerating its spread.
【図1】本発明のレンズ付きアイソレータを示す断面図
である。FIG. 1 is a sectional view showing an isolator with a lens according to the present invention.
【図2】本発明のレンズ付きアイソレータの他の実施形
態を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the isolator with a lens of the present invention.
【図3】本発明のレンズ付きアイソレータをなす第1の
偏光子の製造方法を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a first polarizer that forms the isolator with a lens according to the present invention.
【図4】(a),(b)は本発明のレンズ付きアイソレ
ータをなす第2の偏光子とファラデー回転子との複合体
の製造方法を示す図である。FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating a method of manufacturing a composite of a second polarizer and a Faraday rotator that constitutes an isolator with a lens according to the present invention.
【図5】本発明のレンズ付きアイソレータをなす第2の
偏光子とファラデー回転子の複合体の製造方法を示す断
面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a composite of a second polarizer and a Faraday rotator that constitutes an isolator with a lens according to the present invention.
【図6】本発明のレンズ付きアイソレータの応用例を示
す断面図である。FIG. 6 is a sectional view showing an application example of the isolator with a lens of the present invention.
【図7】(a)〜(c)は本発明のレンズ付きアイソレ
ータに用いる第1の偏光子の断面図である。FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views of a first polarizer used in the isolator with a lens according to the present invention.
【図8】従来の一般的な偏波依存型アイソレータを示す
断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a conventional general polarization-dependent isolator.
【図9】従来のピグテイルに塔載したラミネートアイソ
レータを示す断面図である。FIG. 9 is a sectional view showing a conventional laminate isolator mounted on a pigtail.
【図10】従来のレンズ付きアイソレータの断面図であ
る。FIG. 10 is a sectional view of a conventional isolator with a lens.
1 第1の偏光子 1a 端面 2 レンズ 3 ファラデー回転子 3a 端面 4 第2の偏光子 4a 端面 5 磁性体 6a〜6d 金属層 7 基板 8 切断部 9 斜め研削部 10 切断部 11 金具 11' 金具 11" 金具 12 低融点ガラス 13 ファイバー被覆部 14 接着剤 15 ピグテイル 16 ラミネートアイソレータ 17 フェルール 18 光スポット 20 レーザダイオード 21 バンプ 22 出射光線 23 Siプラットフォーム 24 切断部 25 溝部 30 光軸調整方向 31 光軸調整方向 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st polarizer 1a end surface 2 lens 3 Faraday rotator 3a end surface 4 2nd polarizer 4a end surface 5 Magnetic body 6a-6d Metal layer 7 Substrate 8 Cutting part 9 Oblique grinding part 10 Cutting part 11 Metal fitting 11 'Metal fitting 11 "Metal fittings 12 Low melting glass 13 Fiber coating part 14 Adhesive 15 Pigtail 16 Laminating isolator 17 Ferrule 18 Light spot 20 Laser diode 21 Bump 22 Emitting light 23 Si platform 24 Cutting part 25 Groove part 30 Optical axis adjusting direction 31 Optical axis adjusting direction
Claims (9)
ートされた第一の偏光子と、光透過面をそれぞれ反射防
止コートされたファラデー回転子と第2の偏光子を光学
調整して接合した複合素子とを、それぞれ同一の基板に
取り付け、さらにこの基板に磁性体を取り付けたことを
特徴とするレンズ付きアイソレータ。An optical system comprising: a first polarizer having a lens and a light transmitting surface having an antireflection coating, a Faraday rotator having a light transmitting surface having an antireflection coating, and a second polarizer. An isolator with a lens, wherein the joined composite elements are mounted on the same substrate, and a magnetic material is mounted on the substrate.
子と一体的に形成されているか、あるいは、別体で形成
され接合されたものであることを特徴とする請求項1記
載のレンズ付きアイソレータ。2. The lens according to claim 1, wherein the lens of the first polarizer is formed integrally with the polarizer or formed separately and joined. With isolator.
子の端面に形成した膜をエッチングやレーザ加工して形
成したものであることを特徴とする請求項1記載のレン
ズ付きアイソレータ。3. The isolator with a lens according to claim 1, wherein the lens in the first polarizer is formed by etching or laser processing a film formed on an end face of the polarizer.
子の端面に備えた低融点ガラスを金型で成形して形成し
たものであることを特徴とする請求項1記載のレンズ付
きアイソレータ。4. The isolator with a lens according to claim 1, wherein the lens in the first polarizer is formed by molding a low-melting glass provided on an end face of the polarizer with a mold. .
端面を光軸に垂直な面から所定の角度で傾斜させたこと
を特徴とする請求項1記載のレンズ付きアイソレータ。5. The isolator with a lens according to claim 1, wherein an end face of the first polarizer, which is not provided with a lens, is inclined at a predetermined angle from a plane perpendicular to an optical axis.
が通過しない領域にそれぞれの形状が異なる金属層を備
え、この金属層を用いて接合されている事を特徴とする
請求項1記載のレンズ付きアイソレータ。6. The method according to claim 1, wherein the second polarizer and the Faraday rotator each include a metal layer having a different shape in a region through which light does not pass, and are joined using the metal layer. The isolator with the lens described.
なる複合素子の端面を、光軸に垂直な面から所定の角度
で傾斜させたことを特徴とする請求項1記載のレンズ付
きアイソレータ。7. The isolator with a lens according to claim 1, wherein an end face of the composite element comprising the second polarizer and the Faraday rotator is inclined at a predetermined angle from a plane perpendicular to the optical axis. .
2の偏光子は大きな基板から切断され、1部の切断面に
金属層を形成して基板と接合したことを特徴とする請求
項1記載のレンズ付きアイソレータ。8. The method according to claim 1, wherein the first polarizer, the Faraday rotator, and the second polarizer are cut from a large substrate, and a metal layer is formed on a part of the cut surface and joined to the substrate. Item 7. The isolator with a lens according to Item 1.
するか、又は基板がSiプラットフォームからなること
を特徴とする請求項1記載のレンズ付きアイソレータ。9. The isolator with a lens according to claim 1, wherein the substrate is fixed on a Si platform, or the substrate is made of a Si platform.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001162944A JP2002350777A (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Isolator with lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001162944A JP2002350777A (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Isolator with lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002350777A true JP2002350777A (en) | 2002-12-04 |
Family
ID=19005995
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JP2001162944A Withdrawn JP2002350777A (en) | 2001-05-30 | 2001-05-30 | Isolator with lens |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002350777A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006047812A (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Nec Tokin Corp | Optical isolator and manufacturing method therefor |
-
2001
- 2001-05-30 JP JP2001162944A patent/JP2002350777A/en not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2006047812A (en) * | 2004-08-06 | 2006-02-16 | Nec Tokin Corp | Optical isolator and manufacturing method therefor |
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A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080218 |
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A761 | Written withdrawal of application |
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