JP2005321428A

JP2005321428A - 光学素子固定部品およびそれを用いた光アイソレータ

Info

Publication number: JP2005321428A
Application number: JP2004137069A
Authority: JP
Inventors: Noriko Miyazaki; 紀子宮崎
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2005-11-17

Abstract

【課題】光学素子の接着強度および組立て作業での容易さを確保しつつ、より安価な、光学素子の固定部品およびそれを用いた光アイソレータを提供すること。
【解決手段】矩形の光学素子６を固定するための、板状の光学素子固定部品であって、その矩形の対角線の長さよりも小さい直径を持つ円形凹部２が形成され、その円形凹部２の中央部には光を透過させる開口部３が形成され、円形凹部２の周の４箇所には矩形の光学素子６を設置する際に矩形の角部７が当接する逃げ部４が設けられている。また、この光学素子固定部品によって固定された偏光子およびファラデー回転子を備える光アイソレータである。
【選択図】図１

Description

本発明は、光通信や光計測などに用いられる光アイソレータに関する。

矩形の光学素子を円形の開口を持つ機構部品に固定して光アイソレータなどを作製するとき、光学素子固定部品として、たとえば図５に斜視図で示される例が特許文献１に開示されている。図５のように、光学素子である偏光子５３は矩形の透明板で形成されている。この偏光子５３を固定している固定部品５９は端面に凹部５７が設けられ、凹部５７の内側に円形の光路５５が開口している。凹部５７は偏光子５３と同じ様に矩形で、しかもその四隅には逃げ部５８が扇状に形成されている。偏光子５３は固定部品５９の凹部５７に嵌込まれ、互いの四隅を接合剤で接合している。

このように上記光学素子固定部品によれば、接合箇所は光学素子の周縁部に平均的に配置され、接合代全体の面積は小さくても強い接合強度を得ることができる。また接合剤投入位置のねらいも定めやすく、狭い接合代に対して接合剤の投入量が多少過剰でも接合剤が光路側にはみ出るおそれは少ないため、光学素子と組み合わせる組立て作業は容易で、生産にあたっては歩留りよく進めることができる。

実登２５９２０８１号公報

特許文献１のような従来技術において、光学素子固定部品は外形が約φ２〜５ｍｍと大変小さく、高精度が求められるため、その光学素子固定部品の加工は難しい。たとえば成形加工、プレス加工の場合、所望の精度が得られない場合が多い。他方、切削加工であれば、より高精度の加工が可能であるがコスト高になりやすい。特に矩形凹部は軸対称ではないので旋盤による加工は行えず、高価になる。

この状況にあって、本発明の課題は光学素子の接着強度および組立て作業での容易さを確保しつつ、より安価な光学素子固定部品およびそれを用いた光アイソレータを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明においては、旋削加工が可能な円形凹部と逃げ部とを組み合わせて設けることにより矩形の光学素子を嵌め込んで固定する手段を用いた。

すなわち、第１の発明の光学素子固定部品は、矩形の光学素子を固定するための、板状の光学素子固定部品において、前記矩形の対角線の長さよりも小さい直径を持つ円形凹部が形成され、前記円形凹部の中央部には光を透過させる開口部が形成され、前記円形凹部の周の４箇所には前記光学素子を設置する際に矩形の角部が嵌合する逃げ部が設けられたたことを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明の光学素子固定部品において、前記円形凹部および逃げ部での前記光学素子の光学面に向かい合う面が、光路に対して傾斜して形成されたことを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明の光学素子固定部品において、板状の両面はテーパをなし、前記円形凹部が設けられた凹部形成面は光路に対して傾斜して形成されたことを特徴とする。

第４の発明の光アイソレータは、偏光子およびファラデー回転子を備える光アイソレータにおいて、前記偏光子またはファラデー回転子が請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学素子固定部品に固定されたことを特徴とする。

本発明においては、矩形の光学素子を嵌め込む凹部を円形にし、矩形の光学素子の角部に当る部分に逃げ部を設け、加工を容易にしたので、本発明によれば、光学素子の接着強度や組立て作業に対する有効性を確保しつつ、より安価な光学素子固定部品の提供が可能となる。

また、本発明によれば、光学素子の接着強度や組立て作業に対する容易さを確保しつつ、より安価な光アイソレータの提供が可能となる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に、本発明の実施の形態の光学素子固定部品および矩形の光学素子を斜視図で示す。光学素子固定部品１には円形凹部２が形成され、この円形凹部２には開口部３が設けられ、光束が通過する。円形凹部２には矩形の光学素子６を嵌め込む際に矩形の光学素子の角部７に当る部分に、前もって円形凹部２から外側に出っ張るように逃げ部４が形成されている。この逃げ部４に矩形の光学素子の角部７を嵌め込んで矩形の光学素子６を円形凹部２に置く。

光学素子と光学素子固定部品は半田、低融点ガラス、接着剤等で接着されるが、その接着代は一般に開口部３の外周部５になる。そして、より広い光路とより無駄のない光学素子サイズを所望する場合、外周部５の面積は小さくなる。その場合、接着強度の不足や接着媒体の光路へのはみ出しなどの不具合が起こりうる。しかし、逃げ部４を接着代として光学素子を接着すれば、より広い光路と無駄のない光学素子サイズと十分な接着強度とが得られる。

次に、この光学素子固定部品の加工方法について説明する。光学素子固定部品は外形が約φ２〜５ｍｍと大変小さく、高精度が求められるため加工は難しい。たとえば成形加工、プレス加工の場合、所望の精度が得られない場合が多い。切削加工であればより高精度の加工が可能であるがコスト高になりやすい。よって精度を確保しつつより低コストな光学素子固定部品を得るためには、その形状を切削加工に適した形状に設計することがポイントになる。

切削加工は大きく分けてミーリング加工と旋削加工とがある。ミーリング加工は、被加工物（材料）を固定し、一方でエンドミルを回転させながら移動させて、形を削り出していくものである。従来の技術に当る矩形凹部はこの加工方法により形成される。このエンドミルは矩形凹部を形成するために複数回、方向を変えながら直線移動することになるため、加工時間がかかり、制御も難しくなる。また、矩形凹部の辺を形成するためには逃げ部の太さ以下の細いエンドミルが必要である。エンドミルが細くなると消耗が早くなり、交換の頻度が増す。

それに対して、旋削加工は、被加工物（材料）を旋盤のチャックに固定して回転させ、バイトで切削するものである。削り出す形状が主軸に対称な形、つまり円形しか対応できないため、従来技術の矩形凹部の加工には用いることができないが、本発明の円形凹部の加工には適している。円形凹部加工時の旋盤の移動は、主軸方向のみを凹部の深さ分だけ移動すればよいので、加工時間は短くて済む。またバイト太さは所望の凹部直径にほぼ等しい直径でよいため、消耗が少なく交換の頻度は低い。

次に、図２に、図１の光学素子固定部品を用いて作製した光アイソレータを断面図で示す。光アイソレータは、偏光子６ａおよび６ｃ、ファラデー回転子６ｂの光学素子と、マグネット１３と、光学素子固定部品１ａおよび１ｃと、ファラデー回転子６ｂおよびマグネット１３用の固定部品１ｂとからなる。光学素子は必ず２つ以上になるので、各々の光学素子の固定に本発明の光学素子固定部品を用いれば、より低価格の光アイソレータが提供できる。

一般に、光学素子の表面には光の反射を防ぐために反射防止膜が施されているが、完全には防止しきれず、わずかな反射が生じる。そのわずかな反射も光源に戻ると発振の不安定などの悪影響を及ぼす場合がある。そのため図２のように光学素子を光路に対して傾斜させ、反射光が戻る方向をずらしてやることは大変有効である。

こういった理由から、光学素子固定部品の凹部を光路に対して傾斜させる必要が生じる場合がある。図３、図４に、その実施の形態を斜視図で示す。図３の場合には、板状の両面は平行であり、その上面の凹部形成面８は光路に対して垂直であるが、円形凹部２が傾斜して形成されている。他方、図４の場合には、板状の両面がテーパをなし、その上面の凹部形成面８が光路に対して傾斜しており、その凹部形成面８と同方向に円形凹部２が形成されている。

本発明によれば、円形凹部の加工や凹部形成面加工の際に旋盤の主軸を傾斜させればよいだけなので、容易に加工できる。

以上は、旋削加工を前提として説明したが、精度が許容されるのであれば成形加工やプレス加工による加工でもよい。光学素子の接着強度や組立て作業に対する有効性は同じである。

さらに実施例を挙げて本発明を説明する。

従来技術のような凹部が矩形の光学素子固定部品と、本発明の図１で示した凹部が円形の光学素子固定部品との製造コストを比較する。ステンレスＳＵＳ４３０（ＪＩＳ規格）にて、外形φ３．０ｍｍ、光路φ１．０ｍｍの光学素子固定部品を作製したところ、本発明の光学素子固定部品は従来型の７０〜９０％まで低コスト化が可能であった。

本発明の一実施の形態の光学素子固定部品と矩形の光学素子を示す斜視図。本発明の一実施の形態の光アイソレータを示す断面図。本発明の光学素子固定部品の他の実施の形態を示す斜視図。本発明の光学素子固定部品のさらに他の実施の形態を示す斜視図。従来の光学素子固定部品を示す斜視図。

符号の説明

１，１ａ，１ｃ光学素子固定部品
１ｂ固定部品
２円形凹部
３開口部
４逃げ部
５外周部
６矩形の光学素子
６ａ，６ｃ偏光子
６ｂファラデー回転子
７角部
８凹部形成面
１３マグネット

Claims

矩形の光学素子を固定するための、板状の光学素子固定部品において、前記矩形の対角線の長さよりも小さい直径を持つ円形凹部が形成され、前記円形凹部の中央部には光を透過させる開口部が形成され、前記円形凹部の周の４箇所には前記光学素子を設置する際に矩形の角部が嵌合する逃げ部が設けられたたことを特徴とする光学素子固定部品。
請求項１に記載の光学素子固定部品において、前記円形凹部および逃げ部での前記光学素子の光学面に向かい合う面が、光路に対して傾斜して形成されたことを特徴とする光学素子固定部品。
請求項１に記載の光学素子固定部品において、板状の両面はテーパをなし、前記円形凹部が設けられた凹部形成面は光路に対して傾斜して形成されたことを特徴とする光学素子固定部品。
偏光子およびファラデー回転子を備える光アイソレータにおいて、前記偏光子またはファラデー回転子は請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学素子固定部品に固定されたことを特徴とする光アイソレータ。