JP2003015082A - Isolator with lens - Google Patents

Isolator with lens

Info

Publication number
JP2003015082A
JP2003015082A JP2001197122A JP2001197122A JP2003015082A JP 2003015082 A JP2003015082 A JP 2003015082A JP 2001197122 A JP2001197122 A JP 2001197122A JP 2001197122 A JP2001197122 A JP 2001197122A JP 2003015082 A JP2003015082 A JP 2003015082A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polarizer
lens
isolator
faraday rotator
refractive index
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2001197122A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mikio Kyomasu
幹雄 京増
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyocera Corp filed Critical Kyocera Corp
Priority to JP2001197122A priority Critical patent/JP2003015082A/en
Publication of JP2003015082A publication Critical patent/JP2003015082A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem that miniaturization is restricted where the occupancy area of a polarization depending type polarizer is limited by a light spot diameter based on the spread angle of a laser and a distance between lenses. SOLUTION: The isolator with a lens is equipped with the lens and constituted by attaching a first polarizer whose light transmission surface is coated with antireflection coating, and a compound element obtained by optically adjusting and bonding a Faraday rotator and a second polarizer whose transmission surfaces are respectively coated with the antireflection coating on the same base plate respectively. The first and/or the second polarizer is formed by laminating a thin film having a low refractive index and a thin film having a high refractive index on the stripe groove part of the base plate.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【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 the purpose of preventing reflected return light generated due to the structural cause of a laser module used for transmission such as optical communication. The present invention relates to a lens-equipped isolator for achieving required reflection characteristics, downsizing, and 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 or the like has a polarizer and a Faraday rotator attached to metal fittings by soldering or low melting point glass, which is attached by fusion while adjusting the rotation with a YAG laser. It is completed. When this was used, it was attached after the lens to form a collimating system or a non-collimating system, and it was 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。
Since such a structure is adopted, the distance between the laser diode and the lens is designed in consideration of the size of the lens and the size of the metal fitting for mounting the lens. The mode field diameter is inevitably large, which increases the size of the polarizer and Faraday rotator used in the isolator, which is one of the cost factors of the isolator.
It was one. Further, it is required to make optical adjustments 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, there has been adopted a method of constructing a non-collimating optical system between the laser and the pigtail and attaching a laminate isolator to the front surface of the pigtail, but this method uses the pigtail itself and the directivity. Therefore, when it is attached to the actual module, it is necessary to adjust the rotation to match the polarization plane 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 the non-collimating optical system is used, the plate thickness of the Faraday rotator and the polarizer cannot be made thin, so that the size thereof is limited by the beam shape on the surface of the front polarizer. Further, since the laminate isolator has the polarizer and the Faraday rotator fixed by an adhesive, the reliability anxiety cannot be fully resolved in the future where the laser emission intensity will increase. .

【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, the polarizer 4 is attached to the metal fitting 11 by using the 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 are rotationally adjusted, they are fixed by fusion with 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。
Another polarizer 4 is attached to the metal fitting 11 "using the low melting point glass 12. After that, the metal fitting 11 'is attached.
And 11 "are rotationally adjusted so that the two polarizers 4 are at 90 ° to each other, and fused and fixed 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 divergence angle of the laser and the focal length of the lens placed in front of the isolator. The focal length of the 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. Since 0.8 mm is often adopted as the focal length of the lens, the spot diameter of the light obtained from that is 1 mm, and therefore, the effective range of the isolator is required to be at least 1 mm □.

【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 area occupied by the isolator. A laminate isolator 16 is attached to the 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, the plates of the two polarizers 4 and the Faraday rotator 3 are rotationally optically adjusted and attached with an adhesive. Therefore, in this case, the number of processing steps is reduced because the elements are not attached one by one. The laminate isolator 16 is obtained by cutting this into desired dimensions.

【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 with the sheath 13 removed is the ferrule 1
Then, the whole coating is fixed with an adhesive. After that, the tip of the ferrule 17 is angle-polished, and the 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。
At this point, an isolator having the magnetic body 5 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 attached to a module, since the laser has polarization dependence, it is necessary to match the directionality with this laser. In the case of mounting, it is required to mount again while adjusting the rotation optical.

【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 shown in Japanese Unexamined Patent Publication No. 9-90282, in which a lens 2 is attached to a first polarizer 1, a Faraday rotator 3 and a second polarizer 4 are attached.
Has a structure in which the magnetic substance 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, the purpose of reducing the area occupied by the isolator has been achieved, but it has various weak points as 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 the conventional collimator type isolator, the isolator shown in FIG. 8 is placed after the lens, and in the case of the collimator system, the laser is placed at the focal length of the lens and the distance can be attached to the lens. Therefore, if the isolator and lens are configured separately, a mounting structure is required for each, and as a result, the spot diameter of the light becomes large, and the polarization of the isolator is therefore a component. There was a problem that the child and the Faraday rotator could not be made smaller.

【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 of adopting a non-collimator system and attaching an isolator immediately before the pigtail. However, even in this case, the thickness required for the polarizer and Faraday rotator (polarizer 0.2 to 0.5 m
m, Faraday rotator 0.5 mm), so naturally there is a limit in size.

【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, the metal fitting 11 does not have an accurate mark indicating the direction or the isolator is accurately attached to the mark. Since it is not designed, the structure does not show the direction. For this reason,
Again, optical adjustments are needed 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, the structure shown in FIG. 10 is effective in reducing the area occupied by the isolator, but has a structure which realizes a measure against the return light and simplification of the assembly after the measure against the return light. I haven't mentioned it. For example, although the isolator is tilted to prevent the return light, when the isolator is downsized and the distance between the laser 20 and the isolator becomes extremely short, a structure for providing an easy attachment structure is not presented.

【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-transmitting surface coated with antireflection, a composite element in which a Faraday rotator having a light-transmitting surface coated with antireflection and a second polarizer are optically adjusted and joined. By mounting each on the same substrate, and by further attaching a magnetic material to this substrate to form an isolator with a lens, a structure in which the lens and the isolator are integrally attached is provided, and the distance between the laser and the lens is shortened, and It can be easily installed.

【0022】また、第1及び/又は第2の偏光子が、基
板の縞状溝部の上に低い屈折率を有する薄膜と高い屈折
率を有する薄膜を交互に積層して形成したものであるこ
とを特徴とする。
Further, the first and / or the second polarizer are formed by alternately laminating thin films having a low refractive index and thin films having a high refractive index on the striped groove portion of the substrate. Is characterized by.

【0023】さらに、上記ファラデー回転子の片面に無
機薄膜を形成し、該薄膜をエッチングして縞状溝部を形
成し、この上に低い屈折率を有する薄膜と高い屈折率を
有する薄膜を交互に積層し、もってファラデー回転子と
第2の偏光子の複合体としている。
Further, an inorganic thin film is formed on one surface of the Faraday rotator, and the thin film is etched to form a striped groove portion, and a thin film having a low refractive index and a thin film having a high refractive index are alternately formed thereon. It is laminated to form a composite of the Faraday rotator and the second polarizer.

【0024】また、上記、ファラデー回転子の片面に縞
状溝部を形成し、この上に低い屈折率を有する薄膜と高
い屈折率を有する薄膜を交互に積層し、もってファラデ
ー回転子と第2の偏光子の複合体としている。
Further, the striped groove portion is formed on one surface of the Faraday rotator, and thin films having a low refractive index and thin films having a high refractive index are alternately laminated on the striped groove portion, so that the Faraday rotator and the second thin film are formed. It is a composite of polarizers.

【0025】かかる偏光子の基板に対する要求は、透過
波長特性として、使用する波長を透過する材質であれば
良く、ガラス、パイレックス(登録商標)、石英、ガー
ネット等、あまり種類を選ばない。したがって、上述の
ように、レンズを含む該第1の偏光子の形成、あるい
は、ファラデー回転子を含む第2の偏光子それぞれを1
つの部品として形成できる作用を有し、かつ、それぞれ
の第1、第2の偏光子の光学調整が、写真製版技術に置
き換えることができる。さらに、接合が膜形成に置き換
えられており、そのような作業が省略されるという大き
な効果を有している。
The requirement for the substrate of such a polarizer is that it has a transmission wavelength characteristic as long as it is a material that transmits the wavelength used, and glass, Pyrex (registered trademark), quartz, garnet or the like may be selected. Therefore, as described above, the formation of the first polarizer including the lens or the formation of the second polarizer including the Faraday rotator by 1
It has the function of being formed as one part, and the optical adjustment of each of the first and second polarizers can be replaced by photoengraving technology. Further, the bonding is replaced by film formation, which has a great effect that such an operation is omitted.

【0026】上記技術の更なる応用として、ファラデー
回転子の片面にファラデー回転子の光学軸に合わせて縞
状溝部を形成し、その裏面には、光学軸と45°傾くよ
うに縞状溝部を形成し、それぞれに、低い屈折率を有す
る薄膜と高い屈折率を有する薄膜を形成して、第1の偏
光子、ファラデー回転子、第2の偏光子で複合体として
形成することもできる。
As a further application of the above technique, a striped groove is formed on one side of the Faraday rotator in alignment with the optical axis of the Faraday rotator, and a striped groove is formed on the back side thereof so as to be inclined at 45 ° with respect to the optical axis. It is also possible to form a thin film having a low refractive index and a thin film having a high refractive index, respectively, to form a composite with the first polarizer, the Faraday rotator, and the second polarizer.

【0027】[0027]

【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。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows an isolator of the present invention. The lens 2 is formed in front of the first polarizer 1, and the rear end surface 1a thereof is an inclined surface. Both surfaces of these elements are antireflection coated, a metal layer 6a is formed on the lower surface thereof, and they are attached to a substrate 7 having a metal layer 6b.

【0028】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6cと第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。
Further, the Faraday rotator 3 is mounted on the same substrate 7.
The second polarizer 4 is fixed, and 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 these are optically adjusted, the metal layer 6c formed on the Faraday rotator 3 and the second layer 6c
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 this composite element, and is attached to the substrate 7 having the 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 form an optical isolator.

【0029】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。
As described above, the lens 2 is formed on the first polarizer 1.
By forming the 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 laser emission light can be suppressed to a small value, and High coupling efficiency can be obtained.

【0030】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、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1a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。
As a result of calculation, it has been confirmed that the coupling efficiency between the return light and the laser due to the reflection characteristic from the lens does not pose a problem. The reflection at the interface between the lens 2 and the first polarizer 1 does not occur if the refractive index is the same. In the case of attaching by adhesion or the like, in the collimating system, the returning light is directly coupled with the laser, so that it is necessary to make the joint surface oblique. In the case of the collimating system, the reflection from the rear end face 1a of the first polarizer 1 is almost 100% coupled with the laser. Therefore, in the present invention, the end face 1a is provided with a predetermined angle and antireflection coating is applied to reduce the coupling efficiency between the returning light and the laser.

【0031】次に本発明における他の実施形態を図2に
示す。このフォトニック結晶による第1の偏光子1は図
3に示すようにレンズ2を有する大きな基板に縞状溝部
28が形成され、該基板上に低い屈折率を有する薄膜2
6と高い屈折率を有する薄膜27が積層に形成され、こ
れによって、偏光子の作用となるように構成されてい
る。
Next, another embodiment of the present invention is shown in FIG. As shown in FIG. 3, in the first polarizer 1 made of this photonic crystal, a striped groove portion 28 is formed on a large substrate having a lens 2, and a thin film 2 having a low refractive index is formed on the substrate.
6 and a thin film 27 having a high refractive index are formed in a laminated structure, whereby the thin film 27 serves as a polarizer.

【0032】また、図2においては、ファラデー回転子
3にCVDにより酸化膜を形成し、酸化膜に写真製版を
行うことにより図4に示すように縞状凸部29を形成
し、この上に低い屈折率を有する薄膜26と高い屈折率
を有する薄膜27を積層に形成し、これを第2の偏光子
4として複合体を形成する事で、アイソレータを構成し
ている。あるいは、ファラデー回転子3自体に縞状溝部
28を形成し、該溝部上に低い屈折率を有する薄膜26
と高い屈折率を有する薄膜27を積層で形成し、複合体
とする事も出来る。
In FIG. 2, an oxide film is formed on the Faraday rotator 3 by CVD, and the oxide film is photoengraved to form striped convex portions 29 as shown in FIG. An isolator is formed by forming a thin film 26 having a low refractive index and a thin film 27 having a high refractive index in a laminated form, and using this as a second polarizer 4 to form a composite. Alternatively, a striped groove portion 28 is formed on the Faraday rotator 3 itself, and the thin film 26 having a low refractive index is formed on the groove portion 28.
It is also possible to form a thin film 27 having a high refractive index by lamination to form a composite.

【0033】このように基板に形成した縞状溝部28又
は縞状凸部29上に屈折率の異なる薄膜26,27を積
層して偏光子を構成することを特徴としている。
The polarizer is constructed by laminating thin films 26 and 27 having different refractive indexes on the striped groove portion 28 or the striped convex portion 29 formed on the substrate in this way.

【0034】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 realize this purpose, the position of the lens 2 formed on the large substrate for cutting out the first polarizer 1 is formed at a precisely controlled position. Furthermore, it is cut to the correct size by a dicer. Further, the substrate 7 is required to have an accurate flatness and an accurate thickness. Therefore, glass is the most suitable material. However, this does not mean that other materials cannot be used.

【0035】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 a high numerical aperture, it is possible to bring the isolator close enough to the laser, and as a result, the effective area of the isolator can be reduced, thus reducing the cost. You can do it.

【0036】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。
Since a large number of lenses can be formed on one polarizer substrate by combining the lens and the polarizer, the cost of one lens can be reduced and the lens can be attached. Metal fittings and man-hours can be reduced.

【0037】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、あるいは、図2の例では写真製版で作成する事がで
きるため、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, or in the example of FIG. 2, it can be prepared by photolithography, so that the assembly is simplified. Can be realized, leading to cost reduction. A method of cutting this substrate obliquely is currently established with a dicer.

【0038】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 metal layer 6a is attached to the substrate 7. This method is easy to control the thickness of the joint surface,
In addition, by adopting the substrate 7 having an accurate thickness, the lens 2
It is possible to easily control the distance between the optical axis and the bottom surface of the substrate 7. When this invention is installed by controlling this value,
The degree of freedom of mounting can be made one-dimensional, and easy mounting is realized.

【0039】次に、図2に示す各光学素子の製造を詳細
に説明する。
Next, the production of each optical element shown in FIG. 2 will be described in detail.

【0040】第1の偏光子1のを切り離すための基板は
図3に示す構造をしている。多数のレンズ2を含む大き
な基板の片面に、縞状溝部28が形成されており、該溝
部上に、低い屈折率を有する薄膜26と高い屈折率を有
する薄膜27が積層され、もって、第1の偏光子を形成
している。該第1の偏光子1の縞状溝部28の周期Lx
の範囲はLx=0.39〜0.43λが好ましく、例え
ばLx=0.4λ=0.62μmとする。また、2つの
薄膜層26、27の層の周期Lzは、例えばLz=0.
8・Lx=0.656μmに設定し、また、各膜の厚み
と周期の比率は偏光効果が確認されるようバランスを取
っている。薄膜26、27の材質は、例えば、薄膜26
としてはSiO2、薄膜27としてSiを採用してい
る。
The substrate for separating the first polarizer 1 has the structure shown in FIG. A striped groove portion 28 is formed on one surface of a large substrate including a large number of lenses 2, and a thin film 26 having a low refractive index and a thin film 27 having a high refractive index are laminated on the groove portion, so that the first Forming a polarizer. The period Lx of the striped groove portion 28 of the first polarizer 1
The range is preferably Lx = 0.39 to 0.43λ, for example, Lx = 0.4λ = 0.62 μm. The period Lz of the two thin film layers 26 and 27 is, for example, Lz = 0.
8 · Lx = 0.656 μm is set, and the thickness and period ratio of each film are balanced so that the polarization effect can be confirmed. The material of the thin films 26 and 27 is, for example, the thin film 26.
As employs Si as SiO 2, a thin film 27.

【0041】上記、条件で形成された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。
A plurality of elements are cut out from one substrate formed under the above conditions. The cutting angle is accurately measured, and after selectively removing thin film is coated on both sides,
It will be cut out from the dotted line portion 8 in FIG. 3 by the dicer. The metal layer 6a is formed on a part of the cut surface of the cut element.
Is formed and the selectively removable thin film is removed, whereby the first polarizer 1 is produced.

【0042】レンズ2を形成する方法は、レンズ2の晶
材として、融点の低いものを選択し、モールドレンズを
作成する方法を用いて、多数のレンズ2が正確な位置関
係にある1枚の基板として作成される。
As a method of forming the lens 2, a crystal material of the lens 2 having a low melting point is selected, and a method of forming a molded lens is used. Created as a substrate.

【0043】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は、ファラデー回転
子3にCVDでSiO2薄膜を約0.5μm形成し、該
薄膜にレジスト塗布、写真製版、エッチングにより、周
期が0.62μmの縞状凸部28を形成し、これに上
記、レンズ2と同様に2つの薄膜26,27の積層を形
成し、これを第2の偏光子4とし、複合体を形成してい
る。縞状凸部29を形成するに当っては、レジストを塗
布したファラデー回転子3の基板の方向性を測定し、レ
ーザビームによりレジストに穴をあけ、該穴を目印とし
て写真製版を行い、第2の偏光子の方向が一致するよう
にしている。
The composite of the second polarizer 4 and the Faraday rotator 3 is prepared as follows. In FIG. 4, a SiO 2 thin film of about 0.5 μm is formed on the Faraday rotator 3 by CVD, and a stripe-shaped convex portion 28 having a period of 0.62 μm is formed on the thin film by resist coating, photoengraving and etching. Similarly to the lens 2, the two thin films 26 and 27 are laminated to form the second polarizer 4 to form a composite. In forming the striped convex portion 29, the directionality of the substrate of the Faraday rotator 3 coated with the resist is measured, a hole is made in the resist by a laser beam, and photolithography is performed using the hole as a mark. The directions of the two polarizers are matched.

【0044】図5は、上記複合体の他の実施形態の1例
で、縞状溝部28を直接、ファラデー回転子3に形成
し、2つの薄膜26,27を上記縞状溝部28の上に形
成したものである。
FIG. 5 shows an example of another embodiment of the above composite, in which the striped groove portion 28 is directly formed on the Faraday rotator 3, and two thin films 26 and 27 are formed on the striped groove portion 28. It was formed.

【0045】また、他の実施形態として、第1の偏光子
1と第2の偏光子4をファラデー回転子3の両面に形成
する事も可能である。ファラデー回転子3の光学回転軸
に合わせて印をつけ、この印に合わせて縞状溝部28を
形成し、この上に、第1の偏光子1を形成する。次に、
ファラデー回転子3の他の面に、光学回転軸に対し、4
5°傾けた方向に合わせて縞状溝部28を形成し、第2
の偏光子4を形成する。これによりアイソレータが形成
される事になる。
As another embodiment, it is possible to form the first polarizer 1 and the second polarizer 4 on both sides of the Faraday rotator 3. A mark is made according to the optical rotation axis of the Faraday rotator 3, a striped groove portion 28 is formed according to this mark, and the first polarizer 1 is formed on this. next,
On the other side of the Faraday rotator 3
The striped groove portion 28 is formed according to the direction inclined by 5 °, and the second
To form the polarizer 4. As a result, an isolator is formed.

【0046】ファラデー回転子3への特性に対する影響
は、アイソレーションの波長依存性であるが、この点
は、次のような理由により問題とはならない。すなわ
ち、ファラデー回転子3の回転角はその膜厚に依存して
おり、λ=1.55μmにおける膜厚は450μmであ
り、したがって、1μm当りの回転角は0.1°であ
る。したがって、上記、第2の偏光子4の形成による厚
さの違いは、0.23μmであるため、特性の影響は
0.02°となり、全く問題とならない。
The influence on the characteristics of the Faraday rotator 3 is the wavelength dependence of the isolation, but this point is not a problem for the following reason. That is, the rotation angle of the Faraday rotator 3 depends on its film thickness, and the film thickness at λ = 1.55 μm is 450 μm, and therefore the rotation angle per 1 μm is 0.1 °. Therefore, since the thickness difference due to the formation of the second polarizer 4 is 0.23 μm, the influence of the characteristic is 0.02 °, which is not a problem at all.

【0047】かかるフォトニック結晶による偏光子形成
の効果は、レンズ基板2、あるいは、ファラデー回転子
3に積層で偏光子を形成すればよく、例えば、第1の偏
光子1の方向性は縞状溝部28によりその方向が決まる
ため、例えば、同時に、写真製版により方向性を示すパ
ターンを入れておけば、そのパターンに沿って切断する
ことでその方向性を正確に出す事が出来る。例えば、5
インチ寸法の切断でも、その誤差は±15μm程度が得
られるため、該切断によって得られる角度誤差は、0.
0001°と極めて精度の高いものである。
The effect of forming a polarizer by the photonic crystal may be obtained by forming a polarizer on the lens substrate 2 or the Faraday rotator 3 by stacking, for example, the directionality of the first polarizer 1 is striped. Since the direction is determined by the groove portion 28, for example, if a pattern showing directionality is simultaneously provided by photolithography, the directionality can be accurately obtained by cutting along the pattern. For example, 5
Even if the cutting is performed in inches, the error is about ± 15 μm, so the angular error obtained by the cutting is 0.
It has a very high accuracy of 0001 °.

【0048】また、第2の偏光子4をファラデー回転子
3に形成する場合、最初、ファラデー回転子3の基板に
レジストを塗布し、この状態で、回転角の測定を行い、
ファラデー回転子3の基板にレーザダイオードで形成し
たスポットを数箇所照射して硬化させた後、レジストを
除去して、目印のレジストを残し、これを基準として縞
状溝部28、あるいは縞状凸部29を形成する事によ
り、上記、レンズ部より高い位置合わせが可能となる。
When the second polarizer 4 is formed on the Faraday rotator 3, first, a resist is applied to the substrate of the Faraday rotator 3, and the rotation angle is measured in this state.
After irradiating the substrate of the Faraday rotator 3 with several spots formed by a laser diode to cure the resist, the resist is removed, and the resist of the mark is left, and the striped groove portion 28 or the striped convex portion is used as a reference. By forming 29, it becomes possible to perform higher alignment than the lens portion.

【0049】このように、これまで、光学調整していた
作業が、写真製版におき返る事が出来るため、その操作
性は大幅に改善される.さらに、膜形成により、接続作
業が省略されるため、第1の偏光子1、第2の偏光子4
の形成が大幅に軽減される事になる。
As described above, since the optical adjustment work can be returned to the photolithography, the operability is greatly improved. Further, since the connection work is omitted due to the film formation, the first polarizer 1 and the second polarizer 4 are formed.
The formation of is greatly reduced.

【0050】上記基板は、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。
The above substrate is provided with a thin film which can be selectively removed on both sides, and is then cut along the dotted oblique cutting portion 10,
Arrange the mounted parts of the cut elements on top, and here,
By forming the metal layer 6a and then removing the selectively removable thin film, a composite of the polarizer 4 and the Faraday rotator 3 is formed.

【0051】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 first polarizer 1, the composite of the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 are precisely assembled on the substrate 7 having high accuracy of thickness and flatness, and then the magnetic material. 5 is attached to complete the isolator. The reason why the substrate 7 and the metal layers 6a and 6b are required to have high precision is to reduce the degree of freedom of attachment to one dimension, as described later. As a result, an easy assembling method can be realized.

【0052】次に、金属層に付いて述べる。金属層6
a、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/Au、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。
Next, the metal layer will be described. Metal layer 6
Each of a, 6b, 6c, and 6d is composed of a base, 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, an intermediate layer serving as a buffer layer for the underlayer and solder, and an uppermost layer for preventing oxidation of the intermediate layer. In addition, it is a layer that ensures the wettability of the solder layer. Generally, Cr / Au, Cr / Ni
/ Au, Ti / Pt / Au, Ti / W / Au, etc. are suitable. As the solder layer, an Au / Sn alloy layer or a laminated layer is suitable.

【0053】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 step of joining the isolator, the joining of the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4, 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 former requires a high melting point because it must be joined first. The following method is possible as a method for realizing this.

【0054】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 joining the composites.
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 joining to the substrate 7. Another method is to change the weight ratio of Au / Sn. At a weight ratio of 7: 3, this material has a minimum melting point of about 290 ° C. By changing the material cost of the alloy or changing the thickness of Au of the metal layer so that the weight ratio becomes 8: 2, etc., the junction temperature between the Faraday rotator 3 and the second polarizer 4 is changed. Can be raised.

【0055】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。
A resist or polyimide is one of the selectively removable thin films used for separating each element. These are removed by the developer. Also,
There is a nitride film as the 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 used and the solder layer 6a can be used.

【0056】次に本発明の応用例を図6に示す。レーザ
ダイオード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Si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2
4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. The laser diode 20 is attached to the Si platform 23 by the bump 21. The substrate 7 forming the isolator of the present invention is fixed on the Si platform 23, and
Cutting part 2 by the dicer formed on the platform
4 sets the distance from the laser diode 20.
Since the cutting accuracy of the current dicer has been improved, it is possible to mount the laser diode 20 within the accuracy of 5 μm including the mounting accuracy.

【0057】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
Although it depends on the height of the groove 25 formed on the i platform 23, this accuracy can be ± 1 μm. If the center deviation of the lens 2 is ± 1 μm, the positioning error during 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.
.mu.m, therefore, sufficient and highly accurate mounting is possible.

【0058】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.
It is possible to provide an isolator in which only the lateral direction remains as an adjusting element.

【0059】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 isolator substrate 7 is S
Although fixed on the i platform 23, each element can be fixed directly on the Si platform 23 itself to form the isolator of the present invention.

【0060】第1の偏光子1を形成するレンズ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 shape of the lens 2 forming the first polarizer 1 is shown in FIG. In FIG. 7, (a) shows a normal lens, (b) shows the lens 2 not projected on the plane portion, and (c) shows a diffraction grating lens.

【0061】これらの形状は、全て金型の選択により作
成する事が可能である。
All of these shapes can be created by selecting a mold.

【0062】[0062]

【実施例】本発明による実施例として図2のアイソレー
タを作成した。図3のようにレンズ2の周期を270μ
mの間隔とし、120μmφの半球ボールレンズを有す
る大きな基板を作成した。その後、レンズ2の面に反射
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、30μmのブレードを用い、240μm□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. 2 was produced as an example according to the present invention. As shown in FIG. 3, the period of the lens 2 is 270μ.
A large substrate having a hemispherical ball lens of 120 μmφ with an interval of m was prepared. After that, an antireflection coating is applied to the surface of the lens 2, and the above-mentioned substrate is covered with the photosensitive polyimide. Then, the first polarizer 1 of 240 μm □ is cut out using a blade of 30 μm, and Cr / Ni /
Au base, middle layer, top layer (500Å / 2000Å /
2000 Å) and an Au / Sn solder layer of 2 μm were formed, a metal layer 6a was formed, and finally the polyimide was removed to form the first polarizer 1.

【0063】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。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1
15μφ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。
The dimensions of the ball lens were numerically calculated based on the following considerations. The divergence angle of the laser diode 20 is generally 30 ° in the vertical direction and 25 ° C in the horizontal direction. Assuming a spherical lens and assuming that the distance to the main surface of the lens 2 is 100 μm, the spot diameter of the collimated light is 1
It becomes 15 μφ. The diameter of the lens with a focus of 100 μm is f
= From n 2 R / 2 (n 2 -n 1), the refractive index of the lens 1.5
Then, it can be easily obtained and becomes 66 μm. Of course, since there is a problem of aberration, such a lens design is not simply performed as it is, and it is premised that an aspherical lens is actually used. Further, since the beam is tilted due to the deviation of the optical axes of the laser diode 20 and the lens 2, it is necessary to consider the effect in the effective area of the isolator.

【0064】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0.01mm、両者の取り付け
空間を0.1mmとすると、トータル0.61mm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、64μ
mとなる。
The thickness of the Faraday rotator 3 is 0.5 mm,
If the thickness of the second polarizer 4 is 0.01 mm and the mounting space for both is 0.1 mm, a total thickness of 0.61 mm is required, and if the emission angle of the beam is allowed to vary up to ± 3 °, The increase in the effective area is 64μ
m.

【0065】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+64μm+6
0μmで、239μmがアイソレータの有効エリアとし
ての要求寸法となる。
To this, a damage layer by the dicer was added to 30
Considering μm, the total is 115 μm + 64 μm + 6
At 0 μm, 239 μm is the required size as the effective area of the isolator.

【0066】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
x1.2mmの約18分の1に相当し、ダイサーの切断
面積を考慮すると、20分の1と大幅に面積を縮小する
事ができる。
This is the required area of the polarizer and Faraday rotator used in the conventional isolator, 1.2 mm.
This corresponds to about 1/18 of x 1.2 mm, and when the cutting area of the dicer is taken into consideration, the area can be greatly reduced to 1/20.

【0067】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 mountable distance is secured.

【0068】次にフォトニック結晶による偏光子の作成
条件を示す。低い屈折率を有する薄膜26の材質として
は、SiO2を用いるのが一般的である。高い屈折率を
有する薄膜27の材質としては、Si、TiO2、Ta2
5等が上げられる。これらはARコートに用いられて
いる材質で、その安定性は十分確認されている。
Next, conditions for producing a polarizer made of a photonic crystal will be shown. As a material for the thin film 26 having a low refractive index, SiO 2 is generally used. The material of the thin film 27 having a high refractive index is Si, TiO 2 , Ta 2
O 5 etc. can be raised. These are the materials used for the AR coat, and their stability has been sufficiently confirmed.

【0069】フォトニック結晶で偏光子効果を得るに
は、波長λと縞状溝部28の周期Lxとの関係は、Lx
/λ=0.4を取る必要があるため、λ=1.55μm
を代入すると、Lx=0.62μmが得られている。薄
膜26,27の周期Lzと溝の周期Lxの関係はLz/
Lx=0.8となることから、薄膜26,27の周期L
zは0.5μmとなる。高い屈折率の材質と低い屈折率
の材質との比率を種々変化させて、試料を作成し、最適
値を得ている。
In order to obtain the polarizer effect with the photonic crystal, the relationship between the wavelength λ and the period Lx of the striped groove portion 28 is Lx.
/Λ=0.4, so λ = 1.55 μm
Is substituted, Lx = 0.62 μm is obtained. The relationship between the period Lz of the thin films 26 and 27 and the period Lx of the groove is Lz /
Since Lx = 0.8, the period L of the thin films 26 and 27 is L.
z is 0.5 μm. Optimum values are obtained by making samples with various ratios of the high refractive index material and the low refractive index material.

【0070】縞状溝部28の深さFと、薄膜周期Lzと
の関係はF=0.45Lz=0.23μmを設定してい
る。これらの条件により偏光子を形成した。
The relationship between the depth F of the striped groove portion 28 and the thin film period Lz is set to F = 0.45Lz = 0.23 μm. A polarizer was formed under these conditions.

【0071】ファラデー回転子3に縞状溝部28を0.
23μm形成し、片面に反射防止コートを施し、縞状溝
部28上に低い屈折率を有する薄膜26並びに高い屈折
率を有する薄膜27を10層、積層し、第2の偏光子4
との複合体を形成した。この基板に感光性ポリイミド形
成した後、240×243μm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、240×
240μm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 Faraday rotator 3 is provided with a striped groove 28.
23 μm in thickness, antireflection coating is applied on one side, and 10 layers of the thin film 26 having a low refractive index and the thin film 27 having a high refractive index are laminated on the striped groove portion 28 to form a second polarizer 4
And formed a complex with. After forming a photosensitive polyimide on this substrate, it was cut into a size of 240 × 243 μm with a dicer. When cutting, one side is vertical, one side is angled at 8 °, and when the angled part is attached, 240 ×
The size was set to 240 μm. Next, the metal layer 6a was formed and the composite body was completed.

【0072】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, after forming the metal layer 6b on the substrate 7 and cutting it to a desired size, the first polarizer 1 and the composite body were attached by soldering to complete the isolator.

【0073】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 used and evaluated on an optical bench, a coupling efficiency of about 35% was obtained. In addition, a reflectance of 35 dB or more is obtained. Of course, the insertion loss and isolation characteristics, which are the basic characteristics of the isolator, are 0.2 dB or less and 40 at the peak wavelength, respectively.
A value of dB or less is obtained.

【0074】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、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。
In this result, the coupling efficiency is 35% because of the influence of the aberration due to the use of the spherical lens, and if the aspherical lens can be used, the coupling efficiency of 60 to 70% can be obtained. I think I can do it.

【0075】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 this prototype, the manufacturing was performed without considering the sufficient alignment accuracy, but it is considered that the accuracy can be ± 2 μm if it is manufactured while sufficiently suppressing each dimension.

【0076】[0076]

【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低い屈折率
を有する薄膜と高い屈折率を有する薄膜の積層で形成し
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低い屈折率を有する薄膜と高
い屈折率を有する薄膜の積層で形成した第2の偏光子で
形成した複合素子とを、それぞれ同一の基板に取り付け
てなるレンズ付きアイソレータであって、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
転光学調整を写真製版で代行し、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
ンズ基板作成、偏光子形成、ファラデー回転子基板の光
軸測定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 lens provided with a lens and having a light-transmissive surface formed by laminating an antireflection-coated thin film having a low refractive index and a thin film having a high refractive index is provided. A polarizer and a composite element formed of a second polarizer formed by laminating a Faraday rotator whose light transmitting surface is antireflection coated, a thin film having a low refractive index, and a thin film having a high refractive index, respectively. It is an isolator with a lens that is mounted on the same substrate, and the required area of the polarizer and the Faraday rotator can be sufficiently reduced compared to the conventional area. Substituting for plate making, and since there is no adhesive on the optical axis, high reliability is ensured.In production, lens substrates are made, polarizers are formed, and substrates for Faraday rotator substrate optical axis measurement are used. Significant reduction in production steps for batch processing is possible is possible. Therefore, it is possible to supply the isolator at a lower cost than in the past, and it will promote further development of the optical communication market, which will be increasingly popular in the future.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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 of 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 cross-sectional view showing another embodiment of the lens-equipped isolator 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 showing a method of manufacturing a first polarizer that constitutes the lensed isolator of the present invention.

【図4】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。
FIG. 4 is a diagram showing a method for producing a composite body of a second polarizer and a Faraday rotator that form the lens-equipped isolator of the present invention.

【図5】本発明のレンズ付きアイソレータの他の実施形
態をなす第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 showing a method for manufacturing a composite of a second polarizer and a Faraday rotator, which is another embodiment of the lensed isolator of 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 cross-sectional view showing an application example of the lens-equipped isolator of the present invention.

【図7】(a)〜(c)は本発明のレンズ付きアイソレ
ータに用いるレンズの断面図である。
7A to 7C are cross-sectional views of a lens used in the lens-equipped isolator of 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 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 laminated 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 cross-sectional view of a conventional lens-equipped isolator.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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1 11' 金具2 11" 金具3 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 26 薄膜 27 薄膜 28 縞状溝部 29 縞状凸部 30 光軸調整方向 31 光軸調整方向 1 first polarizer 1a end face 2 lenses 3 Faraday rotator 3a end face 4 Second polarizer 4a end face 5 magnetic material 6a to 6d metal layer 7 substrate 8 cutting part 9 Diagonal grinding section 10 cutting part 11 metal fittings 1 11 'metal fitting 2 11 "metal fitting 3 12 Low melting glass 13 Fiber coating 14 Adhesive 15 Pigtail 16 Laminate Isolator 17 ferrules 18 light spots 20 laser diode 21 bump 22 Outgoing rays 23 Si platform 24 cutting part 25 groove 26 thin film 27 thin film 28 Striped groove 29 Striped convex 30 Optical axis adjustment direction 31 Optical axis adjustment direction

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レンズを備えかつ光透過面を反射防止コー
トされた第1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
り付けてなるレンズ付きアイソレータであって、上記第
1及び/又は第2の偏光子が、基板の縞状溝部の上に低
い屈折率の薄膜と高い屈折率の薄膜を積層して形成した
ものであることを特徴とするレンズ付きアイソレータ。
1. A first polarizer having a lens and having a light-transmitting surface coated with antireflection, a Faraday rotator having a light-transmitting surface coated with antireflection, and a second polarizer are optically adjusted and joined. Is a lens-equipped isolator, wherein the first and / or second polarizer is a thin film having a low refractive index and a high refractive index on the striped groove of the substrate. An isolator with a lens, characterized in that it is formed by laminating thin films of high refractive index.
【請求項2】上記ファラデー回転子の片面に無機薄膜を
形成し、該薄膜をエッチングして縞状溝部を形成し、こ
の上に低い屈折率を有する薄膜と高い屈折率を有する薄
膜を交互に積層し、もってファラデー回転子と第2の偏
光子の複合体と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。
2. An inorganic thin film is formed on one side of the Faraday rotator, and the thin film is etched to form a striped groove portion, and a thin film having a low refractive index and a thin film having a high refractive index are alternately formed thereon. The lens-equipped isolator according to claim 1, wherein the isolators are laminated to form a composite of a Faraday rotator and a second polarizer.
【請求項3】上記ファラデー回転子の片面に縞状溝部を
形成し、この上に低い屈折率を有する薄膜と高い屈折率
を有する薄膜を交互に積層し、もってファラデー回転子
と第2の偏光子の複合体と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。
3. A Faraday rotator and a second polarized light are formed by forming a striped groove on one surface of the Faraday rotator, and alternately laminating thin films having a low refractive index and thin films having a high refractive index on the groove. 2. The lens-equipped isolator according to claim 1, which is a composite of a child.
【請求項4】上記ファラデー回転子の両面に、縞状溝部
をファラデー回転子の回転軸に合わせて作成し、第1の
偏光子、ファラデー回転子、第2の偏光子の複合体とし
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。
4. A composite of a first polarizer, a Faraday rotator, and a second polarizer, with stripe grooves formed on both sides of the Faraday rotator in alignment with the rotation axis of the Faraday rotator. The isolator with a lens according to claim 1, wherein
JP2001197122A 2001-06-28 2001-06-28 Isolator with lens Pending JP2003015082A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001197122A JP2003015082A (en) 2001-06-28 2001-06-28 Isolator with lens

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001197122A JP2003015082A (en) 2001-06-28 2001-06-28 Isolator with lens

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2003015082A true JP2003015082A (en) 2003-01-15

Family

ID=19034787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001197122A Pending JP2003015082A (en) 2001-06-28 2001-06-28 Isolator with lens

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2003015082A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007058161A (en) * 2005-07-29 2007-03-08 Kyocera Corp Optical isolator and optical module
JP2009218615A (en) * 2009-06-22 2009-09-24 Hitachi Kyowa Engineering Co Ltd Electronic component
JP2015049416A (en) * 2013-09-03 2015-03-16 株式会社フジクラ Optical device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007058161A (en) * 2005-07-29 2007-03-08 Kyocera Corp Optical isolator and optical module
JP2009218615A (en) * 2009-06-22 2009-09-24 Hitachi Kyowa Engineering Co Ltd Electronic component
JP2015049416A (en) * 2013-09-03 2015-03-16 株式会社フジクラ Optical device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3484543B2 (en) Method of manufacturing optical coupling member and optical device
US20030081897A1 (en) Aspherical rod lens and method of manufacturing aspherical rod lens
US7680376B2 (en) Wafer-level alignment of optical elements
JP3059171B1 (en) Optical fiber output semiconductor device
JP2000098157A (en) Optical branching device and its manufacture
JP6161605B2 (en) Optical receptacle and optical module having the same
JP4361024B2 (en) Optical circuit
US6820445B2 (en) Attachment of optical elements
US6775441B2 (en) Optical waveguide connecting structure, optical element mounting structure and optical fiber mounting structure
JP2008107760A (en) Optical filter with optical isolator function and optical transmission/reception module with the same
CN108627924B (en) Two-part optical coupling sub-assembly for monitoring optical output power in optical transceiver
JP2003015082A (en) Isolator with lens
US5297218A (en) Optical semiconductor laser and optical waveguide alignment device
JPH0777632A (en) Photodetection module
JP2004233687A (en) Optical waveguide substrate and optical module
JP2006251046A (en) Optical waveguide substrate, optical surface mounting waveguide element, and their manufacturing method
JP4288604B2 (en) Optical coupling device
JP2012098756A (en) Optical path converting body and packaging structure thereof, and optical module with the same
JP2002350777A (en) Isolator with lens
JP4113577B2 (en) Composite optical element and composite optical component
JP2008310068A (en) In-line optical isolator
JP2005134444A (en) Optical waveguide module and its manufacturing method
WO2018042936A1 (en) Plano-convex lens, fiber array module, and light reception module
JP2002243990A (en) Optical module and its manufacturing method
JPH1062648A (en) Optical fiber collimator