JP2003315736A

JP2003315736A - 光アイソレータ

Info

Publication number: JP2003315736A
Application number: JP2002121580A
Authority: JP
Inventors: Akitoshi Shimo; 彰利下
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-06

Abstract

(57)【要約】【課題】光学素子の位置決めを正確に行うことがで
き、回転方向の調整工程を省き、低コストである光アイ
ソレータを提供すること。【解決手段】基板上に、偏光子１３およびファラデー
素子１４を含む光学素子とマグネットとを有機接着また
は無機接着により固定した光アイソレータにおいて、前
記基板と前記光学素子の間にスペーサ３１を挿入した光
アイソレータとする。また、前記スペーサの熱膨張係数
は基板および光学素子の熱膨張係数とは異なり、基板と
光学素子の熱膨張差による応力歪みを緩和する。また、
前記スペーサの厚みを変化させて、前記基板の底面から
光透過領域の中心までの距離を設定することができる。
また、前記基板は平板基板またはコの字型基板２１とす
ることができる。また、前記マグネットは、直方体マグ
ネット１２またはコの字型マグネットとすることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光受動部品として主
に光通信システムで用いられる光アイソレータに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】光アイソレータには、構成部品として、
偏光子、ファラデー素子（主にガーネット結晶）、マグ
ネットおよびこれらを固定するための部品が必要とな
る。

【０００３】偏光子やガーネットを固定する従来の方法
としては、円筒形の穴に光学素子を積層する例などがあ
る。図７は、その例を示す分解斜視図である。図７にお
いて、１３は偏光子、１４はファラデー素子、６１は円
筒形ホルダである。このような円筒形の穴に光学素子を
積層する方法では光学素子の位置決めが容易にできる利
点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような円筒型の
光アイソレータにおいて、ＬＤモジュール用としては、
実装時には形状が円筒であるがゆえに、偏光方向の調整
および横方向の位置あわせが容易でないという問題点が
ある。

【０００５】また、円筒形の穴に光学素子を入れて固定
するときに、光学素子の光軸のまわりの回転方向を位置
決めできないために、偏光子同士の偏光方向を合わせる
ための調整工程が入ることになる。

【０００６】そこで、本発明は、光学素子の位置決めを
正確に行うことができ、回転方向の調整工程を省き、コ
ストダウン要求に対応できる光アイソレータを提供する
ことを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段を、次の３つの段階に従って説明する。

【０００８】（１）光学素子を平板基板上に配置するこ
とで、光学素子の光透過位置（有効領域）の基板底面か
らの高さを安定させることができ、また、ＬＤモジュー
ルヘ実装する際に簡便にかつ偏光子の偏光方向を一定に
して固定することができる。

【０００９】（２）基板をコの字型にすることで、ハン
ドリングの際に、直接、接着固定部に力をかけることな
く基板自体をつかむことができるので、取り扱いが容易
になる。

【００１０】（３）基板材質と光学素子の熱膨張係数の
差が大きいと、固定した際にクラックの発生や固定強度
の低下などが引き起こされるが、熱膨張差による応力歪
みを緩和するスペーサを挿入することで、このような不
具合を防止することができる。

【００１１】上記（１）の段階に対応する手段につい
て、図５に基づいてさらに説明する。図５は、平板基板
上に部品を配置した光アイソレータの斜視図であり、１
１は平板基板、１２は直方体マグネット、１３は偏光
子、そして１４はファラデー素子である。このような構
造の光アイソレータはＬＤモジュール用として実装性に
優れる。

【００１２】上記（２）について、図６に基づいてさら
に説明する。図６は、コの字型基板上に部品を配置した
光アイソレータの斜視図であり、２１はコの字型基板で
あり、他の図面と共通の符号は実質的に共通の部品を示
す。このような光アイソレータはハンドリング性に優れ
る。

【００１３】上記（３）に対応した一例について、図２
に基づいて説明する。図２において、コの字型基板２１
と２つの偏光子１３およびファラデー素子１４からなる
光学素子との間にスペーサ３１が挿入されて接着固定さ
れている。このような光アイソレータは基板と光学素子
との熱膨張の差による応力歪みを緩和して、良品率と信
頼性の高い光アイソレータとなる。

【００１４】すなわち本発明の光アイソレータは、基板
上に、偏光子およびファラデー素子を含む光学素子とマ
グネットを有機接着または無機接着により固定した光ア
イソレータであって、前記基板と前記光学素子の間にス
ペーサが挿入されている。

【００１５】また、前記スペーサの熱膨張係数は基板お
よび光学素子の熱膨張係数とは異なり、基板と光学素子
の熱膨張差による応力歪みを緩和している。

【００１６】また、前記スペーサの厚みを変化させて、
基板底面から光透過領域の中心までの距離を設定するこ
とができる。

【００１７】また、前記基板は平板基板とすることがで
きる。

【００１８】また、前記基板はコの字型基板とすること
ができる。

【００１９】また、前記マグネットは直方体マグネット
とすることができる。

【００２０】そして、前記マグネットはコの字型マグネ
ットとすることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】光アイソレータの構成部品である
光学素子を固定するための部品、形状およびこれを使用
した光アイソレータに本発明を適用した例について説明
する。

【００２２】（実施の形態１）図１は本実施の形態１に
おける光学素子と平板基板の間にスペーサを使用した光
アイソレータの斜視図である。平板基板１１の上に２個
の直方体マグネット１２とスペーサ３１が接着固定さ
れ、２枚の偏光子１３と１枚のファラデー素子１４から
なる光学素子がスペーサ３１上に接着固定されている。

【００２３】この形状により、平板基板１１の底面をＬ
Ｄ（レーザダイオード）と共通の基板に実装して、偏光
面の調整を行うことなく動作させることができる。ま
た、スペーサ３１の挿入により、光学素子のクラックや
欠けを防止することができる。

【００２４】（実施の形態２）図２は本実施の形態２に
おける光学素子とコの字型基板の間にスペーサを使用し
た光アイソレータの斜視図である。図２において、２１
はコの字型基板であり、他の符号は図１と共通である。

【００２５】この形状により、光学素子の側面に触れる
ことなく、コの字型基板２１の側面をつかむことにより
ハンドリングが可能になり、製造工程における作業能率
の向上とともに、ＬＤ基板への実装の作業能率が向上す
る。さらに、コの字型基板２１の内壁は直方体マグネッ
ト１２の位置決めにも利用することができる。

【００２６】また、スペーサ３１の挿入により、光学素
子のクラックや欠けを防止して、良品率と信頼性の高い
光アイソレータができる。

【００２７】（実施の形態３）図３は本実施の形態３に
おけるコの字型マグネットを平板基板上に固定し、光学
素子と平板基板の間にスペーサを挿入した光アイソレー
タの斜視図である。図３において、５１はコの字型マグ
ネットであり、５２は光学素子である。

【００２８】このようなコの字型マグネット５１によっ
て、強い磁界強度が得られようになり、飽和磁化の大き
なファラデー素子の使用が可能になる。

【００２９】（実施の形態４）図４は本実施の形態４に
おけるコの字型マグネットをコの字型基板上に固定し、
光学素子とコの字型基板の間にスペーサを挿入した光ア
イソレータの斜視図である。図４において、２１がコの
字型基板である。

【００３０】この形状によるハンドリング性の向上は実
施の形態２と共通している。また、コの字型マグネット
５１の側面とコの字型基板２１の内壁による位置決めが
可能である。

【００３１】

【実施例】以下に、本発明の実施例を説明する。本実施
例における光アイソレータの構造は既に図１で示した構
造である。

【００３２】平板基板１１（熱膨張係数９０×１０^-7Ｋ
^-1）上に偏光子１３（熱膨張係数６５×１０^-7Ｋ^-1）を
２枚、ファラデー素子１４としてのガーネット結晶（熱
膨張係数１１０×１０^-7Ｋ^-1）を１枚、直方体マグネッ
ト１２（熱膨張係数１２０×１０^-7Ｋ^-1）を２個、そし
て、スペーサ３１（熱膨張係数５４×１０^-7Ｋ^-1）を１
個、低融点ガラス（熱膨張係数５０×１０^-7Ｋ^-1）を使
用して固定し、光アイソレータを作製した。

【００３３】この時の光学素子（偏光子およびガーネッ
ト結晶）の光軸に対する傾きは４°とした。

【００３４】また、スペーサ３１の厚みを０.２ｍｍと
することにより、平板基板の底面から光透過領域の中心
までの距離を１.０ｍｍに設定することができた。

【００３５】結果において、挿入損失０.１８ｄＢ、ア
イソレーション３８.７ｄＢの特性を得ることができ
た。また、光学素子およびマグネットの固定強度は５０
０ｇ以上であった。

【００３６】また、低融点ガラスは熱膨張差によって生
じる引っ張り応力が大きいと破断することがあるが、本
実施例においては、信頼性の高い固定ができた。

【００３７】ところで、本発明の実施の形態および実施
例で用いた光学素子は、ファラデー素子と偏光子であっ
たが、波長板やプリズムなどの素子が含まれていても、
本発明の有効性は容易に理解できる。

【００３８】

【発明の効果】本発明によれば、（１）ＬＤモジュール
ヘの実装時に特別な部品を使用せずに基板上へ固定でき
ること、（２）ＬＤモジュールヘの実装時に偏光方向の
調整を不要にして固定できること、（３）基板底面から
光学素子の有効領域までの距離を一定にできること、
（４）光学素子と熱膨張係数の離れた基板とをスペーサ
を使用することで固定強度の低下を招くことなく固定で
きること、（５）光学素子を傾けることでＬＤモジュー
ルヘの端面反射を逃がすことができること、（６）コの
字型マグネットを使用することで部品点数を減らすこと
ができること、などの利点を持った光アイソレータの提
供が可能となった。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１の光アイソレータの斜視図。

【図２】実施の形態２の光アイソレータの斜視図。

【図３】実施の形態３の光アイソレータの斜視図。

【図４】実施の形態４の光アイソレータの斜視図。

【図５】平板基板上に部品を配置した光アイソレータの
斜視図。

【図６】コの字型基板上に部品を配置した光アイソレー
タの斜視図。

【図７】従来の円筒型光アイソレータの光学素子積層構
造を示す分解斜視図。

【符号の説明】

１１平板基板１２直方体マグネット１３偏光子１４ファラデー素子２１コの字型基板３１スペーサ５１コの字型マグネット５２光学素子６１円筒形ホルダ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に、偏光子およびファラデー素子
を含む光学素子とマグネットとを有機接着または無機接
着により固定した光アイソレータにおいて、前記基板と
前記光学素子の間にスペーサを挿入したことを特徴とす
る光アイソレータ。
【請求項２】前記スペーサの熱膨張係数は基板および
光学素子の熱膨張係数とは異なり、基板と光学素子の熱
膨張差による応力歪みを緩和したことを特徴とする請求
項１に記載の光アイソレータ。
【請求項３】前記スペーサの厚みを変化させて、前記
基板の底面から光透過領域の中心までの距離を設定した
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光アイソレ
ータ。
【請求項４】前記基板は平板基板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】前記基板はコの字型基板であることを特
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６】前記マグネットは直方体マグネットであ
ることを特徴とする請求項１、２、３、４または５に記
載の光アイソレータ。
【請求項７】前記マグネットはコの字型マグネットで
あることを特徴とする請求項１、２、３、４または５に
記載の光アイソレータ。