JP2003279895A - 光アイソレータ - Google Patents
光アイソレータInfo
- Publication number
- JP2003279895A JP2003279895A JP2002082679A JP2002082679A JP2003279895A JP 2003279895 A JP2003279895 A JP 2003279895A JP 2002082679 A JP2002082679 A JP 2002082679A JP 2002082679 A JP2002082679 A JP 2002082679A JP 2003279895 A JP2003279895 A JP 2003279895A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical isolator
- permalloy
- magnetic material
- soft magnetic
- faraday rotator
- 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
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 硬磁性ガーネットを用いて小型化されている
だけでなく、温度信頼性にすぐれた光アイソレータを提
供すること。 【解決手段】 外部磁場による磁気飽和の後、前記外部
磁場を除去しても飽和ファラデー回転角を保持するファ
ラデー回転子を備える光アイソレータであって、前記フ
ァラデー回転子は軟磁性材で囲まれている。また、前記
軟磁性材の外形形状について、光路方向の長さをＬ、フ
ァラデー回転子が位置する内側空洞の、光路に垂直な断
面積をＳとするとき、Ｌ／Ｓ１／２≧０.７とするとよ
い。
だけでなく、温度信頼性にすぐれた光アイソレータを提
供すること。 【解決手段】 外部磁場による磁気飽和の後、前記外部
磁場を除去しても飽和ファラデー回転角を保持するファ
ラデー回転子を備える光アイソレータであって、前記フ
ァラデー回転子は軟磁性材で囲まれている。また、前記
軟磁性材の外形形状について、光路方向の長さをＬ、フ
ァラデー回転子が位置する内側空洞の、光路に垂直な断
面積をＳとするとき、Ｌ／Ｓ１／２≧０.７とするとよ
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主に光通信分野にお
いて使用される光アイソレータに関するものである。
いて使用される光アイソレータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】光通信においては、光源等への反射雑音
の除去を目的としてファラデー回転子を用いた光アイソ
レータが使用されている。ファラデー回転子は、外部磁
場を印加した状態で、その外部磁場の方向もしくは逆方
向に偏光を入射すると、これを通過した偏光の偏波面が
回転するファラデー回転と呼ばれる特性を有する。この
ファラデー回転は単なる施光とは異なり、非相反である
ため光アイソレータに使用される。
の除去を目的としてファラデー回転子を用いた光アイソ
レータが使用されている。ファラデー回転子は、外部磁
場を印加した状態で、その外部磁場の方向もしくは逆方
向に偏光を入射すると、これを通過した偏光の偏波面が
回転するファラデー回転と呼ばれる特性を有する。この
ファラデー回転は単なる施光とは異なり、非相反である
ため光アイソレータに使用される。
【０００３】図２は、光アイソレータの原理を示す図で
ある。偏波面方向８，１０が互いに４５°ずれている２
個の偏光子７、９とそれらの間に位置する４５°のファ
ラデー回転角を有するファラデー回転子１１、そしてフ
ァラデー回転子に外部磁場３で示す磁場を印加するため
の図示しない磁石（通常はファラデー回転子の周囲を覆
う円筒形の永久磁石）により構成されている。また、２
は偏波面回転を受ける光の光路である。
ある。偏波面方向８，１０が互いに４５°ずれている２
個の偏光子７、９とそれらの間に位置する４５°のファ
ラデー回転角を有するファラデー回転子１１、そしてフ
ァラデー回転子に外部磁場３で示す磁場を印加するため
の図示しない磁石（通常はファラデー回転子の周囲を覆
う円筒形の永久磁石）により構成されている。また、２
は偏波面回転を受ける光の光路である。
【０００４】このような光アイソレータにおいては、偏
光子等の光学素子を偏光無依存にすることで入射波が非
偏光であっても動作できるようにしたものがあるが、基
本的な原理は図２に示されたものと同様である。
光子等の光学素子を偏光無依存にすることで入射波が非
偏光であっても動作できるようにしたものがあるが、基
本的な原理は図２に示されたものと同様である。
【０００５】強磁性体のファラデー回転子では、飽和磁
場以上の大きさの磁場下でファラデー回転角が一定の値
を示すが、飽和磁場以下の大きさの磁場下においては外
部磁場にファラデー回転角がほぼ比例し、外部磁場を除
去した場合、ファラデー効果が無くなることが、かって
は常識であった。
場以上の大きさの磁場下でファラデー回転角が一定の値
を示すが、飽和磁場以下の大きさの磁場下においては外
部磁場にファラデー回転角がほぼ比例し、外部磁場を除
去した場合、ファラデー効果が無くなることが、かって
は常識であった。
【０００６】従って、ファラデー回転子を光アイソレー
タ等に用いた場合、外部磁場印加用の磁石が不可欠であ
るためにデバイスとして小型化や低コスト化を妨げる要
因となっていた。
タ等に用いた場合、外部磁場印加用の磁石が不可欠であ
るためにデバイスとして小型化や低コスト化を妨げる要
因となっていた。
【０００７】ところが、ファラデー回転子に外部磁場を
印加して磁気飽和させたのち外部磁場を除去しても磁気
飽和させた際のファラデー回転を保持することを特徴と
する硬磁気特性を有するビスマス置換型希土類鉄ガーネ
ット単結晶膜（以下、硬磁性ガーネットと記す）が見い
だされ、その技術は、例えば、特開平６−２２２３１１
号公報に開示されている。
印加して磁気飽和させたのち外部磁場を除去しても磁気
飽和させた際のファラデー回転を保持することを特徴と
する硬磁気特性を有するビスマス置換型希土類鉄ガーネ
ット単結晶膜（以下、硬磁性ガーネットと記す）が見い
だされ、その技術は、例えば、特開平６−２２２３１１
号公報に開示されている。
【０００８】図３は、硬磁性ガーネットの波長１.５５
μｍの光に対する外部磁場とファラデー回転との関係を
示す概念図である。図中、１２は硬磁性ガーネットのフ
ァラデー回転を反転させるのに必要な磁場強度であり、
硬磁性ガーネットの保磁力に起因する物理量であるから
以下、保磁力と記す。
μｍの光に対する外部磁場とファラデー回転との関係を
示す概念図である。図中、１２は硬磁性ガーネットのフ
ァラデー回転を反転させるのに必要な磁場強度であり、
硬磁性ガーネットの保磁力に起因する物理量であるから
以下、保磁力と記す。
【０００９】硬磁性ガーネットをファラデー回転子とし
た光アイソレータは、外部磁場印加用の磁石が不要なた
め、小型、簡単な構造をもって低コストで容易に製造で
きる。
た光アイソレータは、外部磁場印加用の磁石が不要なた
め、小型、簡単な構造をもって低コストで容易に製造で
きる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】硬磁性ガーネットは、
フェリ磁性を有していることから、図４のような磁気特
性を示す。すなわち、図４は、硬磁性ガーネットにおけ
る保磁力および飽和磁場の温度特性を示す概略図であ
る。ここで、１２は保磁力の曲線、１３は飽和磁化の曲
線である。
フェリ磁性を有していることから、図４のような磁気特
性を示す。すなわち、図４は、硬磁性ガーネットにおけ
る保磁力および飽和磁場の温度特性を示す概略図であ
る。ここで、１２は保磁力の曲線、１３は飽和磁化の曲
線である。
【００１１】室温では十分な保磁力をもつ硬磁性ガーネ
ットが、高い温度では保磁力が低下して外部磁場の影響
を受けやすくなる。従って、本発明の目的は、硬磁性ガ
ーネットをファラデー回転子とすることによって小型化
した光アイソレータを、さらに、高い温度において安定
に動作する光アイソレータとして提供することにある。
ットが、高い温度では保磁力が低下して外部磁場の影響
を受けやすくなる。従って、本発明の目的は、硬磁性ガ
ーネットをファラデー回転子とすることによって小型化
した光アイソレータを、さらに、高い温度において安定
に動作する光アイソレータとして提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】光透過領域が確保され
て、まわりを軟磁性材で囲まれた硬磁性ガーネットに外
部磁場が印加された場合、外部磁場による一部の磁束
は、硬磁性ガーネットの近くで減少し、軟磁性材内部を
通過するので、硬磁性ガーネットを通過する磁束の密度
は硬磁性ガーネットを軟磁性材で囲んでいない場合と比
べて減少し、軟磁性材で囲まれた硬磁性ガーネットにお
いては、見かけ上の保磁力が高くなることが予想され
る。
て、まわりを軟磁性材で囲まれた硬磁性ガーネットに外
部磁場が印加された場合、外部磁場による一部の磁束
は、硬磁性ガーネットの近くで減少し、軟磁性材内部を
通過するので、硬磁性ガーネットを通過する磁束の密度
は硬磁性ガーネットを軟磁性材で囲んでいない場合と比
べて減少し、軟磁性材で囲まれた硬磁性ガーネットにお
いては、見かけ上の保磁力が高くなることが予想され
る。
【００１３】そこで、本発明では硬磁性ガーネットを囲
む軟磁性材の形状と保磁力の関係に着目したところ、光
アイソレータの構成に適した条件を見いだすに至った。
む軟磁性材の形状と保磁力の関係に着目したところ、光
アイソレータの構成に適した条件を見いだすに至った。
【００１４】すなわち、硬磁性ガーネットを囲む軟磁性
材の光路方向の長さをＬ、軟磁性材の内側空洞の光路に
垂直な断面積をＳとすると、Ｌ／Ｓ１／２ ≧０.７であ
るとき硬磁性ガーネットをファラデー回転子とする光ア
イソレータにおいて安定したファラデー回転が得られる
ことが分かった。
材の光路方向の長さをＬ、軟磁性材の内側空洞の光路に
垂直な断面積をＳとすると、Ｌ／Ｓ１／２ ≧０.７であ
るとき硬磁性ガーネットをファラデー回転子とする光ア
イソレータにおいて安定したファラデー回転が得られる
ことが分かった。
【００１５】また、前記軟磁性材の光路に垂直な方向の
厚さは、０.１ｍｍ以上であるとき、安定したファラデ
ー回転子が得られ、高い温度で安定して動作する光アイ
ソレータが得られる。
厚さは、０.１ｍｍ以上であるとき、安定したファラデ
ー回転子が得られ、高い温度で安定して動作する光アイ
ソレータが得られる。
【００１６】また、前記軟磁性材は、前記ファラデー回
転子または偏光子の固定用ホルダーとすることができ
る。
転子または偏光子の固定用ホルダーとすることができ
る。
【００１７】また、前記軟磁性材としてパーマロイ用い
ることができる。
ることができる。
【００１８】
【作用】硬磁性ガーネットのまわりを軟磁性材で囲むこ
とによって硬磁性ガーネットの実質的な保磁力を高め、
安定したファラデー効果を得ることができる。従って、
軟磁性材で囲まれた硬磁性ガーネットをファラデー回転
子とする光アイソレータにおいては安定な動作が可能で
ある。
とによって硬磁性ガーネットの実質的な保磁力を高め、
安定したファラデー効果を得ることができる。従って、
軟磁性材で囲まれた硬磁性ガーネットをファラデー回転
子とする光アイソレータにおいては安定な動作が可能で
ある。
【００１９】図面に基づいて、詳しく説明する。図１
は、軟磁性材料ホルダーの内部に配置された硬磁性ガー
ネットを示す斜視図であり、１は硬磁性ガーネット、２
は光路、３は外部磁場、４は軟磁性材料ホルダー、５は
ホルダーの長さＬ、そして６は軟磁性材料ホルダー内部
の断面積Ｓを示す。ただし、硬磁性ガーネット１は破線
で示されている。
は、軟磁性材料ホルダーの内部に配置された硬磁性ガー
ネットを示す斜視図であり、１は硬磁性ガーネット、２
は光路、３は外部磁場、４は軟磁性材料ホルダー、５は
ホルダーの長さＬ、そして６は軟磁性材料ホルダー内部
の断面積Ｓを示す。ただし、硬磁性ガーネット１は破線
で示されている。
【００２０】図１において斜視図で示したように、光透
過領域を確保して、硬磁性ガーネットのまわりを軟磁性
材で囲んだ状態で、硬磁性ガーネットに外部磁場を印加
した場合の磁束分布を断面図で図５に示す。ただし、図
５において軟磁性材と硬磁性ガーネットは切り口で示さ
れている。
過領域を確保して、硬磁性ガーネットのまわりを軟磁性
材で囲んだ状態で、硬磁性ガーネットに外部磁場を印加
した場合の磁束分布を断面図で図５に示す。ただし、図
５において軟磁性材と硬磁性ガーネットは切り口で示さ
れている。
【００２１】硬磁性ガーネットのまわりを軟磁性材で囲
んでいない場合、外部磁場による磁束は硬磁性ガーネッ
トを通過する。しかし、硬磁性ガーネット１６のまわり
を軟磁性材１４で囲んでいる場合、外部磁場３による一
部の磁束１５は図５に示すように硬磁性ガーネット１６
の近くで減少し軟磁性材１４の内部を通過するので、硬
磁性ガーネット１６を通過する磁束密度は硬磁性ガーネ
ットを軟磁性材で囲んでいない場合と比べて減少し、軟
磁性材で囲まれた硬磁性ガーネットでは見かけ上の保磁
力が高くなる。
んでいない場合、外部磁場による磁束は硬磁性ガーネッ
トを通過する。しかし、硬磁性ガーネット１６のまわり
を軟磁性材１４で囲んでいる場合、外部磁場３による一
部の磁束１５は図５に示すように硬磁性ガーネット１６
の近くで減少し軟磁性材１４の内部を通過するので、硬
磁性ガーネット１６を通過する磁束密度は硬磁性ガーネ
ットを軟磁性材で囲んでいない場合と比べて減少し、軟
磁性材で囲まれた硬磁性ガーネットでは見かけ上の保磁
力が高くなる。
【００２２】この効果を有効的に得られるのは硬磁性ガ
ーネットを囲む軟磁性材の長さ５をＬ、軟磁性材内側の
空洞部分の断面積６をＳとするとき、Ｌ／Ｓ１／２ ≧
０.７となる場合である。
ーネットを囲む軟磁性材の長さ５をＬ、軟磁性材内側の
空洞部分の断面積６をＳとするとき、Ｌ／Ｓ１／２ ≧
０.７となる場合である。
【００２３】また、軟磁性材の光路に垂直な方向の厚さ
を０.１ｍｍ以上とすることにより、外部磁場による磁
束を有効に軟磁性材に導くことができる。
を０.１ｍｍ以上とすることにより、外部磁場による磁
束を有効に軟磁性材に導くことができる。
【００２４】また、硬磁性ガーネットをファラデー回転
子とする光アイソレータにおいて軟磁性材料を用いてホ
ルダーを作製することにより、ホルダーは光学素子（フ
ァラデー回転子、偏光子）の固定、保護材として有用な
だけでなく外部磁場に対して安定したファラデー回転を
得ることに寄与する。
子とする光アイソレータにおいて軟磁性材料を用いてホ
ルダーを作製することにより、ホルダーは光学素子（フ
ァラデー回転子、偏光子）の固定、保護材として有用な
だけでなく外部磁場に対して安定したファラデー回転を
得ることに寄与する。
【００２５】
【実施例】（実施例１）Ｎｄ3Ｇａ5Ｏ12基板上に液相エ
ピタキシャル法により育成した組成がＧｄ1.8Ｙｂ0.2Ｂ
ｉ1.0Ｆｅ4.5Ａｌ0.1Ｇａ0.4Ｏ12の硬磁性ガーネットを
基板除去したのち、厚さ０.５ｍｍに鏡面研磨し、無反
射コート膜を両面に施し、１.５ｍｍ×１.５ｍｍに切断
した。
ピタキシャル法により育成した組成がＧｄ1.8Ｙｂ0.2Ｂ
ｉ1.0Ｆｅ4.5Ａｌ0.1Ｇａ0.4Ｏ12の硬磁性ガーネットを
基板除去したのち、厚さ０.５ｍｍに鏡面研磨し、無反
射コート膜を両面に施し、１.５ｍｍ×１.５ｍｍに切断
した。
【００２６】次に、硬磁性ガーネットのまわりを円筒状
のパーマロイ、または四角の穴持つ四角柱状の軟磁性材
であるパーマロイ（(株)トーキン製ＴＭＢ）で囲み、フ
ァラデー回転子を円筒または四角の穴の中央に配置し
た。
のパーマロイ、または四角の穴持つ四角柱状の軟磁性材
であるパーマロイ（(株)トーキン製ＴＭＢ）で囲み、フ
ァラデー回転子を円筒または四角の穴の中央に配置し
た。
【００２７】この状況を図面を用いて説明する。図６
は、円筒状のパーマロイにより硬磁性ガーネットのまわ
りを囲んだ場合の光アイソレータを示す斜視図であり、
図７は、四角の穴を持つ四角柱状のパーマロイで硬磁性
ガーネットのまわりを囲んだ場合の光アイソレータを示
す斜視図である。ただし、硬磁性ガーネット１６は、破
線で示され、その前後に位置する偏光子は図示されな
い。
は、円筒状のパーマロイにより硬磁性ガーネットのまわ
りを囲んだ場合の光アイソレータを示す斜視図であり、
図７は、四角の穴を持つ四角柱状のパーマロイで硬磁性
ガーネットのまわりを囲んだ場合の光アイソレータを示
す斜視図である。ただし、硬磁性ガーネット１６は、破
線で示され、その前後に位置する偏光子は図示されな
い。
【００２８】図６において、２は光路、３は外部磁場、
１６は硬磁性ガーネット、１７ａは円筒状のパーマロ
イ、１８は円筒状パーマロイの内径、１９は円筒状パー
マロイの厚さ、２０は円筒状パーマロイの長さＬ、そし
て２１ａは円筒状パーマロイの穴の断面積Ｓを示す。
１６は硬磁性ガーネット、１７ａは円筒状のパーマロ
イ、１８は円筒状パーマロイの内径、１９は円筒状パー
マロイの厚さ、２０は円筒状パーマロイの長さＬ、そし
て２１ａは円筒状パーマロイの穴の断面積Ｓを示す。
【００２９】図７において、２は光路、３は外部磁場、
１７ｂは四角の穴を持つ四角柱状のパーマロイ（簡略に
四角形状のパーマロイと呼ぶこともある）、２２は四角
形状のパーマロイにおける穴の縦の長さ、２３は四角形
状のパーマロイにおける穴の横の長さ、２１ｂは四角形
状のパーマロイにおける穴の断面積Ｓ、２７は四角形状
のパーマロイにおける光路に垂直な方向の厚さ、そして
２８は四角形状のパーマロイの長さＬを示す。
１７ｂは四角の穴を持つ四角柱状のパーマロイ（簡略に
四角形状のパーマロイと呼ぶこともある）、２２は四角
形状のパーマロイにおける穴の縦の長さ、２３は四角形
状のパーマロイにおける穴の横の長さ、２１ｂは四角形
状のパーマロイにおける穴の断面積Ｓ、２７は四角形状
のパーマロイにおける光路に垂直な方向の厚さ、そして
２８は四角形状のパーマロイの長さＬを示す。
【００３０】光アイソレータの作製に戻って説明を続け
る。円筒状のパーマロイ１７ａは、内径２.８ｍｍおよ
び４.５ｍｍ、厚さ０.１ｍｍおよび０.２ｍｍ、長さＬ
＝０.５ｍｍ〜７.５ｍｍ、また、四角の穴を持つ四角柱
状のパーマロイ１７ｂは縦２.５ｍｍ、横２.５ｍｍ、厚
さ０.１ｍｍ、長さＬ＝０.５ｍｍ〜７.５ｍｍとした。
る。円筒状のパーマロイ１７ａは、内径２.８ｍｍおよ
び４.５ｍｍ、厚さ０.１ｍｍおよび０.２ｍｍ、長さＬ
＝０.５ｍｍ〜７.５ｍｍ、また、四角の穴を持つ四角柱
状のパーマロイ１７ｂは縦２.５ｍｍ、横２.５ｍｍ、厚
さ０.１ｍｍ、長さＬ＝０.５ｍｍ〜７.５ｍｍとした。
【００３１】作製した光アイソレータにおいて、光学面
に垂直方向に磁場を印加しながら同じ方向に波長１.５
５μｍの光を入射させ、印加磁場強度を変化させながら
ファラデー回転係数の変化から保磁力を測定した。
に垂直方向に磁場を印加しながら同じ方向に波長１.５
５μｍの光を入射させ、印加磁場強度を変化させながら
ファラデー回転係数の変化から保磁力を測定した。
【００３２】測定結果を図８および図９に示す。図８は
円筒状のパーマロイを用いた場合の保持力の形状依存性
を示す図であり、図９は四角の穴を持つ四角柱状のパー
マロイを用いた場合の実質的な保磁力の形状依存性を円
筒状のパーマロイを用いた場合と比較して示す図であ
る。
円筒状のパーマロイを用いた場合の保持力の形状依存性
を示す図であり、図９は四角の穴を持つ四角柱状のパー
マロイを用いた場合の実質的な保磁力の形状依存性を円
筒状のパーマロイを用いた場合と比較して示す図であ
る。
【００３３】ここで、Ｌは図６または図７におけるパー
マロイの光路方向の長さ２０または２８であり、Ｓは、
図６または図７におけるパーマロイ内部の空洞部分
（穴）の断面積２１ａまたは２１ｂである。また、比較
例として硬磁性ガーネットのまわりにパーマロイがない
場合を図８および図９において、長さＬ＝０ｍｍ（Ｌ／
Ｓ １／２＝０）の場合として記した。
マロイの光路方向の長さ２０または２８であり、Ｓは、
図６または図７におけるパーマロイ内部の空洞部分
（穴）の断面積２１ａまたは２１ｂである。また、比較
例として硬磁性ガーネットのまわりにパーマロイがない
場合を図８および図９において、長さＬ＝０ｍｍ（Ｌ／
Ｓ １／２＝０）の場合として記した。
【００３４】図８からＬ／Ｓ1/2 ＜０.７の場合には、
Ｌ／Ｓ1/2が増加すると硬磁性ガーネットの保磁力も増
加するが、Ｌ／Ｓ1/2≧０.７の場合、硬磁性ガーネット
の保磁力はＬ／Ｓ1/2 の値に関係なく、ほぼ一定とな
る。
Ｌ／Ｓ1/2が増加すると硬磁性ガーネットの保磁力も増
加するが、Ｌ／Ｓ1/2≧０.７の場合、硬磁性ガーネット
の保磁力はＬ／Ｓ1/2 の値に関係なく、ほぼ一定とな
る。
【００３５】パーマロイの厚さ、および内径を変えて
も、保磁力の値が異なるだけで、同様の結果が得られ
た。
も、保磁力の値が異なるだけで、同様の結果が得られ
た。
【００３６】また、図９から分かるように、パーマロイ
の断面形状を変えても、同様の結果が得られた。
の断面形状を変えても、同様の結果が得られた。
【００３７】なお、本実施例では、軟磁性材としてパー
マロイを用いたが、実施例１の結果から他の軟磁性材を
用いても、同様の結果が得られることは当該分野に熟知
した者であれば容易に推測できる。
マロイを用いたが、実施例１の結果から他の軟磁性材を
用いても、同様の結果が得られることは当該分野に熟知
した者であれば容易に推測できる。
【００３８】（実施例２）図１０は本実施例２の光アイ
ソレータを分解して示す斜視図である。
ソレータを分解して示す斜視図である。
【００３９】実施例１で用いたパーマロイを厚さ約０.
２ｍｍ、長さ２.３５ｍｍの下部ホルダー２４とし、１.
５ｍｍ×１.５ｍｍ×厚さ０.５ｍｍの硬磁性ガーネット
１６と１.５ｍｍ×１.５ｍｍ×厚さ０.５ｍｍの吸収型
ガラス偏光子（波長１.５５μｍ用）２６を用い、厚さ
０.２ｍｍのパーマロイ製の上部ホルダー２５で覆った
光アイソレータを作製した。
２ｍｍ、長さ２.３５ｍｍの下部ホルダー２４とし、１.
５ｍｍ×１.５ｍｍ×厚さ０.５ｍｍの硬磁性ガーネット
１６と１.５ｍｍ×１.５ｍｍ×厚さ０.５ｍｍの吸収型
ガラス偏光子（波長１.５５μｍ用）２６を用い、厚さ
０.２ｍｍのパーマロイ製の上部ホルダー２５で覆った
光アイソレータを作製した。
【００４０】光学素子保護のため各光学素子間に０.１
ｍｍの隙間、ホルダーの両端には０.１５ｍｍの隙間を
設けた。この光アイソレータにおいて、光学面に垂直方
向に磁場を印加しながら同じ方向に波長１.５５μｍの
光を入射させ、印加磁場強度を変化させ、ファラデー回
転係数の変化から保磁力の温度依存性を測定した。
ｍｍの隙間、ホルダーの両端には０.１５ｍｍの隙間を
設けた。この光アイソレータにおいて、光学面に垂直方
向に磁場を印加しながら同じ方向に波長１.５５μｍの
光を入射させ、印加磁場強度を変化させ、ファラデー回
転係数の変化から保磁力の温度依存性を測定した。
【００４１】その結果を図１１に示す。すなわち、図１
１は本実施例２におけるファラデー回転子の保磁力の温
度依存性を示す図であり、比較例として非磁性材料であ
るＳＵＳ３０４ステンレスをホルダーとして同様に作製
した場合も含めて示した。
１は本実施例２におけるファラデー回転子の保磁力の温
度依存性を示す図であり、比較例として非磁性材料であ
るＳＵＳ３０４ステンレスをホルダーとして同様に作製
した場合も含めて示した。
【００４２】パーマロイをホルダーとした場合の５０℃
での保磁力は、ＳＵＳ３０４をホルダーとした時の２５
℃の保磁力より大きかった。
での保磁力は、ＳＵＳ３０４をホルダーとした時の２５
℃の保磁力より大きかった。
【００４３】このように、Ｌ／Ｓ1/2 ＝１.６の軟磁性
材料ホルダーを使用することによって５０℃でも安定し
たファラデー回転を有する光アイソレータを提供でき
た。
材料ホルダーを使用することによって５０℃でも安定し
たファラデー回転を有する光アイソレータを提供でき
た。
【００４４】
【発明の効果】以上述べたように硬磁性ガーネットをフ
ァラデー回転子とする光アイソレータにおいて、軟磁性
材で硬磁性ガーネットを囲むことによって硬磁性ガーネ
ットの実質的な保磁力が大きくなり、高い温度でも安定
したファラデー回転が得られる。
ァラデー回転子とする光アイソレータにおいて、軟磁性
材で硬磁性ガーネットを囲むことによって硬磁性ガーネ
ットの実質的な保磁力が大きくなり、高い温度でも安定
したファラデー回転が得られる。
【００４５】また、硬磁性ガーネットをファラデー回転
子とする光アイソレータにおいて、軟磁性材で光アイソ
レータのホルダーを作ることにより、光アイソレータの
小型化、簡素化、低コスト化だけでなく、高い温度でも
安定して動作する光アイソレータを提供できる。
子とする光アイソレータにおいて、軟磁性材で光アイソ
レータのホルダーを作ることにより、光アイソレータの
小型化、簡素化、低コスト化だけでなく、高い温度でも
安定して動作する光アイソレータを提供できる。
【図１】軟磁性材料ホルダーの内部に配置された硬磁性
ガーネットを示す斜視図。
ガーネットを示す斜視図。
【図２】光アイソレータの原理を示す図。
【図３】硬磁性ガーネットの波長１.５５μｍの光に対
する外部磁場とファラデー回転との関係を示す概念図。
する外部磁場とファラデー回転との関係を示す概念図。
【図４】硬磁性ガーネットの保磁力および飽和磁化の温
度依存性を示す概略図。
度依存性を示す概略図。
【図５】光透過領域を確保して、硬磁性ガーネットのま
わりを軟磁性材で囲んだ状態で、硬磁性ガーネットに外
部磁場が印加された場合の磁束分布を示す断面図。
わりを軟磁性材で囲んだ状態で、硬磁性ガーネットに外
部磁場が印加された場合の磁束分布を示す断面図。
【図６】実施例１における円筒状のパーマロイで硬磁性
ガーネットのまわりを囲んだ場合の光アイソレータを示
す斜視図。
ガーネットのまわりを囲んだ場合の光アイソレータを示
す斜視図。
【図７】実施例１における四角の穴を持つ四角柱状の軟
磁性材で硬磁性ガーネットのまわりを囲んだ場合の光ア
イソレータを示す斜視図。
磁性材で硬磁性ガーネットのまわりを囲んだ場合の光ア
イソレータを示す斜視図。
【図８】円筒状パーマロイに囲まれた硬磁性ガーネット
の実質的な保磁力の形状依存性を示す図。
の実質的な保磁力の形状依存性を示す図。
【図９】四角の穴を持つ四角柱状のパーマロイを用いた
場合の実質的な保磁力の形状依存性を円筒状のパーマロ
イを用いた場合と比較して示す図。
場合の実質的な保磁力の形状依存性を円筒状のパーマロ
イを用いた場合と比較して示す図。
【図１０】実施例２の光アイソレータを分解して示す斜
視図。
視図。
【図１１】実施例２におけるファラデー回転子の保磁力
の温度依存性を示す図。
の温度依存性を示す図。
１ 硬磁性ガーネット
２ 光路
３ 外部磁場
４ 軟磁性材料ホルダー
５ ホルダーの長さＬ
６ ホルダー内部の断面積Ｓ
７，９ 偏光子
８，１０ 偏波面方向
１１ ４５°のファラデー回転角を有するファラデー
回転子 １２ 保磁力の曲線 １３ 飽和磁化の曲線 １４ 軟磁性材 １５ 磁束 １６ 硬磁性ガーネット １７ａ 円筒状パーマロイ １７ｂ 四角の穴を持つ四角柱状のパーマロイ １８ 円筒状パーマロイの内径 １９ 円筒状パーマロイの厚さ ２０ 円筒状パーマロイの長さＬ ２１ａ 円筒状のパーマロイの穴の断面積Ｓ ２１ｂ 四角形状のパーマロイにおける穴の断面積Ｓ ２２ 四角形状のパーマロイにおける穴の縦の長さ ２３ 四角形状のパーマロイにおける穴の横の長さ ２４ 下部ホルダー ２５ 上部ホルダー ２６ 吸収型ガラス偏光子 ２７ 四角形状のパーマロイにおける光路に垂直方向
の厚さ ２８ 四角形状のパーマロイの長さＬ
回転子 １２ 保磁力の曲線 １３ 飽和磁化の曲線 １４ 軟磁性材 １５ 磁束 １６ 硬磁性ガーネット １７ａ 円筒状パーマロイ １７ｂ 四角の穴を持つ四角柱状のパーマロイ １８ 円筒状パーマロイの内径 １９ 円筒状パーマロイの厚さ ２０ 円筒状パーマロイの長さＬ ２１ａ 円筒状のパーマロイの穴の断面積Ｓ ２１ｂ 四角形状のパーマロイにおける穴の断面積Ｓ ２２ 四角形状のパーマロイにおける穴の縦の長さ ２３ 四角形状のパーマロイにおける穴の横の長さ ２４ 下部ホルダー ２５ 上部ホルダー ２６ 吸収型ガラス偏光子 ２７ 四角形状のパーマロイにおける光路に垂直方向
の厚さ ２８ 四角形状のパーマロイの長さＬ
Claims (5)
- 【請求項１】 外部磁場による磁気飽和の後、前記外部
磁場を除去しても飽和ファラデー回転角を保持するファ
ラデー回転子を備える光アイソレータにおいて、前記フ
ァラデー回転子は軟磁性材で囲まれていることを特徴と
する光アイソレータ。 - 【請求項２】 前記軟磁性材の外形形状について、光路
方向の長さをＬ、ファラデー回転子が位置する内側空洞
の光路に垂直な断面積をＳとするとき、 Ｌ／Ｓ１／２
≧０.７であることを特徴とするとする請求項１記載の
光アイソレータ。 - 【請求項３】 前記軟磁性材の光路に垂直な方向の厚さ
は０.１ｍｍ以上であることを特徴とする請求項２記載
の光アイソレータ。 - 【請求項４】 前記軟磁性材は前記ファラデー回転子ま
たは偏光子の固定用ホルダーであることを特徴とする請
求項１、２または３に記載の光アイソレータ。 - 【請求項５】 前記軟磁性材はパーマロイからなること
を特徴とする請求項１、２、３または４に記載の光アイ
ソレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002082679A JP2003279895A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 光アイソレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002082679A JP2003279895A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 光アイソレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003279895A true JP2003279895A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29230778
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002082679A Pending JP2003279895A (ja) | 2002-03-25 | 2002-03-25 | 光アイソレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003279895A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2264842A3 (de) * | 2009-06-12 | 2013-09-04 | Schäfter + Kirchhoff GmbH | Laserdiodenstrahlquelle |
-
2002
- 2002-03-25 JP JP2002082679A patent/JP2003279895A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2264842A3 (de) * | 2009-06-12 | 2013-09-04 | Schäfter + Kirchhoff GmbH | Laserdiodenstrahlquelle |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0968675A (ja) | ファラデー回転子を使用した高性能小型光学アイソレーター | |
| JPH08507160A (ja) | 薄膜磁気光学偏光回転子 | |
| JPH04333818A (ja) | 光アイソレータの製造方法 | |
| TW508453B (en) | Optical isolator comprising a high-performance low-cost magnet for applying magnetic field to a Faraday rotator | |
| US5898516A (en) | Faraday rotator having a rectangular shaped hysteresis | |
| JP2003279895A (ja) | 光アイソレータ | |
| JP2019211753A (ja) | 磁気回路、ファラデー回転子及び磁気光学素子 | |
| JP4655835B2 (ja) | ファラデー回転角可変装置 | |
| JP7476686B2 (ja) | 磁気回路、ファラデー回転子、及び磁気光学デバイス | |
| JP4070479B2 (ja) | 着磁方法 | |
| JP2004302412A (ja) | 磁気光学デバイス | |
| JP2763015B2 (ja) | 光アイソレータ及びその製造方法 | |
| JP2007328296A (ja) | ファラデー回転子及び光アイソレータ | |
| JPH07104224A (ja) | 非相反光デバイス | |
| JP2000221448A (ja) | 光アイソレータ | |
| WO2019230420A1 (ja) | 磁気回路、ファラデー回転子及び磁気光学素子 | |
| JPH0749468A (ja) | 光アイソレータ | |
| JPS59147320A (ja) | 光非相反素子 | |
| JP2000298247A (ja) | 光アイソレータ及び非可逆相反部品 | |
| JP2535159Y2 (ja) | 光アイソレータ | |
| JP3672211B2 (ja) | 偏光スイッチング素子及び光シャッタ | |
| JP2000235166A (ja) | 非可逆相反部品 | |
| JP2000241766A (ja) | 光アイソレータ、ファラデー回転素子、硬磁性ガーネット厚膜材料およびその製造方法 | |
| JPH06281885A (ja) | 光アイソレータ | |
| JP2000105355A (ja) | 光アイソレータ及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Effective date: 20040820 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051206 |
|
| A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20060822 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20061114 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20070306 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |