JP2006309123A - Faraday rotator mirror and method for fabricating the same - Google Patents

Faraday rotator mirror and method for fabricating the same Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small Faraday rotator mirror exhibiting excellent fabrication workability, reliability, and coupling efficiency. <P>SOLUTION: In the Faraday rotator mirror 1, a single mode fiber 2; a graded index fiber 3; a Faraday rotator 5; and a total reflection mirror 6 are successively arranged, and optical adhesives 8a and 8b are interposed at least either between the graded index fiber 3 and the Faraday rotator 5 or between the Faraday rotator 5 and the total reflection mirror 6. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ファイバセンサシステムや光増幅システムなどの動作をより安定させるために適用される光受動部品のファラデー回転ミラーおよびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a Faraday rotating mirror of an optical passive component applied to stabilize the operation of an optical fiber sensor system, an optical amplification system, and the like, and a manufacturing method thereof.

光ファイバセンサは、系の経路が主として光ファイバで構成され且つ検知要素を光ファイバの光路のいずれかに持つものである。ここで、検知要素とは、検知対象から検知される量に応じて光学的な特性変化を受けるものである。光ファイバセンサでは、振動、圧力、温度、電界、磁界、音波などの外力を検知すべくシングルモードファイバを検知要素として用いる場合、例えばこれらの外力によるシングルモードファイバの光路長の変化がファイバ干渉計によって検出される。   The optical fiber sensor has a system path mainly composed of an optical fiber and has a detection element in one of the optical paths of the optical fiber. Here, the detection element is a component that receives an optical characteristic change according to the amount detected from the detection target. In an optical fiber sensor, when a single mode fiber is used as a detection element to detect external forces such as vibration, pressure, temperature, electric field, magnetic field, and sound wave, for example, the change in optical path length of the single mode fiber due to these external forces is a fiber interferometer. Detected by.

しかしながら、このような光ファイバセンサにおいては、光ファイバ中の複屈折による光の偏波状態の偶発的な変化に起因して、出力干渉縞のゆらぎや信号の消滅が起こることが問題となる。   However, in such an optical fiber sensor, there arises a problem that fluctuation of the output interference fringe and disappearance of the signal occur due to an accidental change in the polarization state of light due to birefringence in the optical fiber.

このような問題に対して、非特許文献1ではファイバ干渉計の一部にファラデー回転ミラーを使用することが提案されている。このファラデー回転ミラーは、光ファイバ中の複屈折により発生する偏波状態の変動を抑制し、任意の入力偏波状態を維持する機能を担う光部品である。   In order to solve such a problem, Non-Patent Document 1 proposes to use a Faraday rotating mirror as a part of the fiber interferometer. This Faraday rotating mirror is an optical component that has a function of suppressing a fluctuation in polarization state caused by birefringence in an optical fiber and maintaining an arbitrary input polarization state.

図8は、従来のファラデー回転ミラー21の構成を表す断面図である。ファラデー回転ミラー21は、光ファイバ22、結合用レンズ23、ファラデー回転子25、全反射ミラー26、磁石27を用いて構成されている。   FIG. 8 is a cross-sectional view showing a configuration of a conventional Faraday rotating mirror 21. The Faraday rotation mirror 21 includes an optical fiber 22, a coupling lens 23, a Faraday rotator 25, a total reflection mirror 26, and a magnet 27.

光ファイバ22はシングルモードファイバである。結合用レンズ23は、後述の全反射ミラー26で反射した光を光ファイバ22に効率よく結合するための部材であり、光ファイバ22の一端部と対向するように配設されている。ファラデー回転子25は、所定の磁界を印加することにより、入射される光の偏波方向を所定角度回転させる機能を担う部材であり、例えばビスマス置換ガーネット結晶により構成される。ファラデー回転子25の厚さは、例えば入射される光の偏波方向が45°回転するように設定される。全反射ミラー26は、光ファイバ22から出射された光を反射するための部材であり、結合用レンズ23およびファラデー回転子25を介して光ファイバ22の一端部と対向するように配設されている。磁石27は、ファラデー回転子25に所定(例えば、ビスマス置換ガーネット結晶の飽和磁界強度以上)の磁界を印加するための部材である。   The optical fiber 22 is a single mode fiber. The coupling lens 23 is a member for efficiently coupling light reflected by a total reflection mirror 26 described later to the optical fiber 22, and is disposed so as to face one end of the optical fiber 22. The Faraday rotator 25 is a member having a function of rotating a polarization direction of incident light by a predetermined angle by applying a predetermined magnetic field, and is made of, for example, a bismuth-substituted garnet crystal. The thickness of the Faraday rotator 25 is set so that, for example, the polarization direction of incident light rotates 45 °. The total reflection mirror 26 is a member for reflecting the light emitted from the optical fiber 22, and is disposed so as to face one end of the optical fiber 22 through the coupling lens 23 and the Faraday rotator 25. Yes. The magnet 27 is a member for applying a predetermined magnetic field (for example, the saturation magnetic field strength of the bismuth-substituted garnet crystal or more) to the Faraday rotator 25.

図9は、光ファイバ22の方向から見た、ファラデー回転ミラー21内における光の偏波状態を説明するための図である。以下、図9を参照しつつ、ファラデー回転ミラー21の動作原理について説明する。なお、便宜上、光ファイバ22から出射した光を入射光、全反射ミラー26で反射された光を反射光と称するとともに、入射光の進行方向を順方向、反射光の進行方向を逆方向と称する。また、入射偏波方向を一直線偏波としたが、本説明はこれに限ることなく、任意の偏波方向にも適応される。   FIG. 9 is a diagram for explaining the polarization state of light in the Faraday rotation mirror 21 as viewed from the direction of the optical fiber 22. Hereinafter, the operating principle of the Faraday rotating mirror 21 will be described with reference to FIG. For convenience, the light emitted from the optical fiber 22 is referred to as incident light, the light reflected by the total reflection mirror 26 is referred to as reflected light, the traveling direction of the incident light is referred to as the forward direction, and the traveling direction of the reflected light is referred to as the reverse direction. . Further, although the incident polarization direction is a linear polarization, this description is not limited to this, and the present invention can be applied to any polarization direction.

まず、光ファイバ22から出射した入射光(図9−a)は、ファラデー回転子25を透過し、その偏波方向が順方向から見て時計回りに45°回転させられる(図9−b)。その後、全反射ミラー26で反射された反射光(図9−c)は、再び逆方向からファラデー回転子25に入射する。ファラデー回転子25を逆方向に透過した反射光はさらにその偏波方向を順方向から見て時計回りに45°回転させられ(図9−d)、光ファイバ22に入射する。その結果、ファラデー回転ミラー21の反射光は、入射光に対して直交する偏波方向となり、入射光が受けたのとちょうど逆の複屈折を受けるため、任意の入力偏波状態に対して出力偏波状態はそれと直交する状態に安定化される。   First, incident light (FIG. 9A) emitted from the optical fiber 22 is transmitted through the Faraday rotator 25, and its polarization direction is rotated 45 ° clockwise as viewed from the forward direction (FIG. 9B). . Thereafter, the reflected light (FIG. 9C) reflected by the total reflection mirror 26 enters the Faraday rotator 25 from the opposite direction again. The reflected light transmitted through the Faraday rotator 25 in the reverse direction is further rotated 45 ° clockwise as viewed in the forward direction (FIG. 9D), and enters the optical fiber 22. As a result, the reflected light of the Faraday rotating mirror 21 has a polarization direction orthogonal to the incident light, and receives birefringence that is just opposite to that received by the incident light. The polarization state is stabilized in a state orthogonal thereto.

図8、図9に示すようなファラデー回転ミラー21は、光ファイバセンサシステムの他、光ファイバ増幅システムにも応用されている。光ファイバ増幅システムでは、一般的にエルビウムをドープしたシングルモードファイバ(長さ:数10〜数100m)を用いているため、光ファイバ中の複屈折により偏波状態が変化するという問題、さらには長距離光ファイバ通信システムで信号波形劣化をもたらす偏波モード分散という問題があるが、ファラデー回転ミラー21を用いることにより、それらが補償されるため、より安定した出力を得ることができる。   The Faraday rotating mirror 21 as shown in FIGS. 8 and 9 is applied to an optical fiber amplification system in addition to an optical fiber sensor system. In an optical fiber amplification system, a single mode fiber (length: several tens to several hundreds of meters) doped with erbium is generally used, so that the polarization state changes due to birefringence in the optical fiber. There is a problem of polarization mode dispersion that causes signal waveform degradation in a long-distance optical fiber communication system. However, since these are compensated by using the Faraday rotating mirror 21, a more stable output can be obtained.

また、特許文献1では、小型化を図るべく、結合用レンズに代えて、コア拡大ファイバ(光ファイバと外径が同じ)を用いている。さらに、工程数の削減や組立の簡素化を図るべく、ファラデー回転子の一端面に全反射ミラー膜を形成させたり、コア拡大ファイバとファラデー回転子とを光学接着剤を介して密着させたりする提案がされている。   Further, in Patent Document 1, in order to reduce the size, a core expansion fiber (having the same outer diameter as the optical fiber) is used instead of the coupling lens. Furthermore, in order to reduce the number of processes and simplify the assembly, a total reflection mirror film is formed on one end face of the Faraday rotator, or the core expansion fiber and the Faraday rotator are brought into close contact via an optical adhesive. Proposals have been made.

図10、特許文献1のファラデー回転ミラー31の構成を表す断面図である。ファラデー回転ミラー31は、コア拡大ファイバ33、ファラデー回転子35、全反射ミラー膜36、円筒型磁石37、光学接着剤38を用いて構成されている。   FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a configuration of the Faraday rotation mirror 31 of Patent Document 1. The Faraday rotation mirror 31 includes a core expansion fiber 33, a Faraday rotator 35, a total reflection mirror film 36, a cylindrical magnet 37, and an optical adhesive 38.

コア拡大ファイバ33は、コア33aとクラッド33bよりなる。コア拡大ファイバ33は、一般的なシングルモードファイバを局所的に加熱することにより作製される。このような加熱を行うと、コア33aにドープされたGeなどが熱拡散するため、コア33aが拡大するのである。ファラデー回転子35は、上述のファラデー回転子25と同様の構成を有する部材である。全反射ミラー膜36は、多層誘電体からなり、ファラデー回転子35の一端面に直接形成されている。全反射ミラー膜36は、光の損失が小さく、高反射率(例えば99%以上)を有する。円筒型磁石37は、上述の磁石27と同様の機能を担う部材である。   The core expansion fiber 33 includes a core 33a and a clad 33b. The core expansion fiber 33 is produced by locally heating a general single mode fiber. When such heating is performed, the core 33a expands because Ge doped into the core 33a is thermally diffused. The Faraday rotator 35 is a member having the same configuration as the Faraday rotator 25 described above. The total reflection mirror film 36 is made of a multilayer dielectric and is directly formed on one end surface of the Faraday rotator 35. The total reflection mirror film 36 has a small light loss and a high reflectance (for example, 99% or more). The cylindrical magnet 37 is a member having the same function as the magnet 27 described above.

一般的に、光ファイバからの放射ビームの発散角はコア径が大きくなるほど小さくなり、平行光に近づいていく。したがって、発散角が大きい場合、反射光はコア拡大ファイバ33に結合し難くなる。特許文献1ではコア径を3〜4倍に拡大することで結合効率の低下、すなわち挿入損失の増加を抑制している。一方、コア拡大ファイバ33の端面から全反射ミラー膜36までの距離が長くなるほど放射ビームは発散し、結合効率の低下を招くため、ファラデー回転子35はコア拡大ファイバ33に密着させて実装される。特許文献1では、光学接着剤38の厚さは極めて小さく、10μm以下に設定されている。   In general, the divergence angle of the radiation beam from the optical fiber decreases as the core diameter increases and approaches the parallel light. Therefore, when the divergence angle is large, it becomes difficult for the reflected light to be coupled to the core expansion fiber 33. In Patent Document 1, a decrease in coupling efficiency, that is, an increase in insertion loss is suppressed by increasing the core diameter by 3 to 4 times. On the other hand, as the distance from the end face of the core expansion fiber 33 to the total reflection mirror film 36 becomes longer, the radiation beam diverges and the coupling efficiency decreases, so the Faraday rotator 35 is mounted in close contact with the core expansion fiber 33. . In Patent Document 1, the thickness of the optical adhesive 38 is extremely small and is set to 10 μm or less.

さらに特許文献2ではコア拡大ファイバを用い、台形状のファラデー回転子を用いることで不要反射光の戻り光を抑制することが提案されている。   Furthermore, Patent Document 2 proposes that the return light of unnecessary reflected light is suppressed by using a core expansion fiber and a trapezoidal Faraday rotator.

図10は、特許文献2のファラデー回転ミラー41を表す断面図である。ファラデー回転ミラー41は、コア拡大ファイバ43、ファラデー回転子45、全反射ミラー膜46、円筒型磁石47、光学接着剤48よりなる。   FIG. 10 is a sectional view showing the Faraday rotation mirror 41 of Patent Document 2. The Faraday rotation mirror 41 includes a core expansion fiber 43, a Faraday rotator 45, a total reflection mirror film 46, a cylindrical magnet 47, and an optical adhesive 48.

コア拡大ファイバ43は、その一端面(ファラデー回転子45との対向面)が光軸の垂直軸に対して傾斜している点においてのみ、上述のコア拡大ファイバ33と相違している。ファラデー回転子45は、その一端面においてコア拡大ファイバ43と接続した状態で、その他端面が光軸に対して垂直となるような形状(図10では台形状)に構成されている。全反射ミラー膜46、円筒型磁石47および光学接着剤48は、上述の全反射ミラー膜36、円筒型磁石37および光学接着剤38と同様の構成を有する部材である。
Electronics Letter 14th March 1991 vol27 No6 特許第3548283号 特許第3602891号 特開2002−14253号公報
The core expansion fiber 43 is different from the above-described core expansion fiber 33 only in that one end surface (the surface facing the Faraday rotator 45) is inclined with respect to the vertical axis of the optical axis. The Faraday rotator 45 is configured in a shape (trapezoidal shape in FIG. 10) such that the other end surface is perpendicular to the optical axis while being connected to the core expansion fiber 43 at one end surface. The total reflection mirror film 46, the cylindrical magnet 47, and the optical adhesive 48 are members having the same configuration as the total reflection mirror film 36, the cylindrical magnet 37, and the optical adhesive 38 described above.
Electronics Letter 14th March 1991 vol27 No6 Japanese Patent No. 3548283 Japanese Patent No. 3602891 JP 2002-14253 A

しかしながら、図7に示すように、結合用レンズ23を用いるファラデー回転ミラー21においては、以下のような問題点があった。   However, as shown in FIG. 7, the Faraday rotating mirror 21 using the coupling lens 23 has the following problems.

ファイバ干渉計の検知部や光ファイバ増幅システムでは、ファラデー回転ミラー21を光ファイバや光ファイバカプラ等と接続して筐体内に実装されるが、光ファイバの外径φ0.25mm、光ファイバカプラの外径φ2〜3mmに対して、ファラデー回転ミラー21はφ5mmと大きいため、装置の大型化の原因となっている。なお、ファラデー回転ミラー21がφ5mm程度の大きさになるのは、結合用レンズ23の径が2mm程度の大きさであるのに加え、結合用レンズ23を他の構成部品と接合するための金具等を含めるとφ5mm程度と大きくになってしまう。   In the detection unit of the fiber interferometer and the optical fiber amplification system, the Faraday rotation mirror 21 is connected to an optical fiber, an optical fiber coupler, or the like, and is mounted in a housing. The outer diameter of the optical fiber is 0.25 mm, and the optical fiber coupler Since the Faraday rotating mirror 21 is as large as 5 mm with respect to the outer diameter of 2 to 3 mm, it causes an increase in the size of the apparatus. The Faraday rotation mirror 21 has a size of about φ5 mm, in addition to the diameter of the coupling lens 23 being about 2 mm, and a metal fitting for joining the coupling lens 23 to other components. Etc., it becomes as large as φ5 mm.

また、ファラデー回転ミラー21では、光ファイバ22、結合用レンズ23および全反射ミラー26を高精度で光学調整する必要がある。したがって、ファラデー回転ミラー21では、工程数が多くなるのに加え、組立が煩雑となるため、製作時間がかかってしまう。   Further, in the Faraday rotation mirror 21, it is necessary to optically adjust the optical fiber 22, the coupling lens 23, and the total reflection mirror 26 with high accuracy. Therefore, in the Faraday rotation mirror 21, since the number of processes is increased and the assembly is complicated, it takes time to manufacture.

一方、ファラデー回転ミラー31では、外径がφ0.125mmのコア拡大ファイバ33を採用することにより小型化を図るとともに、工程数の削減および組立の簡素化を提案している。しかしながら、ファラデー回転ミラー31では、コア拡大ファイバ33の作製時にシングルモードファイバのコア径を3〜4倍に拡大すべく、高温(例えば1200℃)で長時間(例えば12時間)の加熱が必要であるため、作業性が悪く、製作時間の短縮も充分に改善することができない。また、ファラデー回転ミラー31では、高温で長時間の熱処理を行うことに起因して信頼性が低下してしまう場合がある。さらに、ファラデー回転ミラー31では、ファラデー回転子35の端面で発生する不要反射光(戻り光)がほぼコア拡大ファイバ33に結合してしまう問題がある。   On the other hand, the Faraday rotating mirror 31 proposes a reduction in the number of steps and simplification of assembly while adopting a core expansion fiber 33 having an outer diameter of φ0.125 mm. However, the Faraday rotating mirror 31 requires heating at a high temperature (for example, 1200 ° C.) for a long time (for example, 12 hours) in order to expand the core diameter of the single mode fiber by 3 to 4 times when the core expansion fiber 33 is manufactured. Therefore, workability is poor, and shortening of production time cannot be improved sufficiently. Further, in the Faraday rotating mirror 31, reliability may be deteriorated due to long-time heat treatment at a high temperature. Further, the Faraday rotating mirror 31 has a problem that unnecessary reflected light (returned light) generated at the end face of the Faraday rotator 35 is almost coupled to the core expansion fiber 33.

他方、ファラデー回転ミラー41では、台形状のファラデー回転子45を採用することにより不要反射光を抑制することが提案されている。しかしながら、ファラデー回転ミラー41では、ファラデー回転ミラー31と同様、作業性や製作時間、信頼性などの問題を充分に解消できていない。   On the other hand, in the Faraday rotation mirror 41, it has been proposed to suppress unnecessary reflected light by employing a trapezoidal Faraday rotator 45. However, in the Faraday rotating mirror 41, as in the Faraday rotating mirror 31, problems such as workability, manufacturing time, and reliability cannot be sufficiently solved.

なお、ファラデー回転子45には、挿入損失の低減をすべく、全反射ミラー膜46が直接蒸着されている。一般的に、コア拡大ファイバ43からの放射ビームの発散角はコア径が大きくなるほど小さくなり、平行光に近づいていく傾向にある。そのため、コア径が小さいほど(発散角が大きいほど)、反射光はコア拡大ファイバ43に結合し難くなる。したがって、ファラデー回転ミラー41は、コア径を3〜4倍に拡大することで結合効率の低下、すなわち挿入損失の増加を抑制している。また、コア拡大ファイバ43の端面から全反射ミラー膜46までの距離が長くなるほど放射ビームが発散してしまうため、ファラデー回転ミラー41では全反射ミラー膜46をファラデー回転子45に直接形成させることにより、挿入損失の増加を抑制している。   A total reflection mirror film 46 is directly deposited on the Faraday rotator 45 in order to reduce insertion loss. Generally, the divergence angle of the radiation beam from the core expansion fiber 43 decreases as the core diameter increases, and tends to approach parallel light. Therefore, the smaller the core diameter (the greater the divergence angle), the more difficult the reflected light is coupled to the core expansion fiber 43. Therefore, the Faraday rotating mirror 41 suppresses a decrease in coupling efficiency, that is, an increase in insertion loss, by expanding the core diameter by 3 to 4 times. Further, since the radiation beam diverges as the distance from the end face of the core expansion fiber 43 to the total reflection mirror film 46 increases, the Faraday rotator mirror 41 directly forms the total reflection mirror film 46 on the Faraday rotator 45. The increase in insertion loss is suppressed.

図11は、特許文献3の光学結合系を表す図であり、(a)はその要部拡大断面図、(b)はグレーデッドインデックスファイバ53の要部拡大断面図、(c)はグレーデッドインデックスファイバ53を透過する光線のイメージ図である。図11に示す光学結合系は、光ファイバ52、グレーデッドインデックスファイバ53、コアレスファイバ54からなり、コアレスファイバ54の一部を光学機能素子に置換することで、透過光学系の光受動部品を提供することができる。グレーデッドインデックスファイバ53は、コア53aおよびクラッド53bからなり、コア53aは中心部で最大となり、外周部に向かい屈折率が段階的(または連続的)に低下する屈折率分布を有しているため、グレーデッドインデックスファイバ53を透過する光線は周期的に屈曲して伝播する。グレーデッドインデックスファイバ53は、適当な長さに切断することにより、平行光や集束光に対応することができるレンズとして機能する。   11A and 11B are diagrams showing an optical coupling system disclosed in Patent Document 3. FIG. 11A is an enlarged cross-sectional view of a main part thereof, FIG. 11B is an enlarged cross-sectional view of a main part of the graded index fiber 53, and FIG. FIG. 6 is an image diagram of light rays that pass through an index fiber 53. The optical coupling system shown in FIG. 11 includes an optical fiber 52, a graded index fiber 53, and a coreless fiber 54. By replacing a part of the coreless fiber 54 with an optical functional element, an optical passive component of a transmission optical system is provided. can do. The graded index fiber 53 includes a core 53a and a clad 53b, and the core 53a has a maximum refractive index distribution at the center and a refractive index distribution in which the refractive index decreases stepwise (or continuously) toward the outer periphery. The light beam transmitted through the graded index fiber 53 is periodically bent and propagated. The graded index fiber 53 functions as a lens that can cope with parallel light or focused light by cutting to an appropriate length.

このようなグレーデッドインデックスファイバ53の基本的構造は光通信に用いられる、マルチモードファイバに採用されるが、外径の太い母材を作製して母材を引き延ばすことにより大量に生産することが可能であり、コア拡大ファイバ33,43に比較して極めて生産性が高い特徴がある。   Such a basic structure of the graded index fiber 53 is used for a multimode fiber used for optical communication, but it can be produced in large quantities by producing a base material having a large outer diameter and extending the base material. This is possible, and is characterized by extremely high productivity as compared with the core expansion fibers 33 and 43.

しかしながら、グレーデッドインデックスファイバ53は、上述のように長さによってレンズ性能が変化するため、ファイバ長を高精度に調節する必要がある。グレーデッドインデックスファイバ53は、一般の光ファイバと同様に劈開によりカットされ、例えばファイバカッターにより容易に切断することができるため、加工作業性に優れているが、このような設備によりファイバをカットすると例えば数十μmの長さバラツキが生じてしまう。したがって、このため図10(a)のようにファイバ端面に密着させてファラデー回転子を接続すると、グレーデッドインデックスファイバ53の長さバラツキにより、結合距離が一致しないため、充分な結合が得られないという問題がある。   However, since the lens performance of the graded index fiber 53 varies depending on the length as described above, it is necessary to adjust the fiber length with high accuracy. The graded index fiber 53 is cut by cleavage like a general optical fiber, and can be easily cut by, for example, a fiber cutter. Therefore, the graded index fiber 53 is excellent in workability. For example, length variation of several tens of μm occurs. Therefore, when the Faraday rotator is connected in close contact with the end face of the fiber as shown in FIG. 10A, the coupling distance does not match due to the length variation of the graded index fiber 53, so that sufficient coupling cannot be obtained. There is a problem.

本発明は、このような事情のもとで考え出されたものであって、小型で、製作作業性や信頼性、結合効率に優れたファラデー回転ミラーを提供することを、目的とする。   The present invention has been conceived under such circumstances, and an object of the present invention is to provide a Faraday rotating mirror that is small in size and excellent in manufacturing workability, reliability, and coupling efficiency.

本発明の第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、シングルモードファイバと、グレーデッドインデックスファイバと、ファラデー回転子と、全反射ミラーとを順次配し、前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファラデー回転子と前記全反射ミラーとの間の少なくとも一方に、光学接着剤を介在させることを特徴とする。   The Faraday rotation mirror according to the first aspect of the present invention is a single mode fiber, a graded index fiber, a Faraday rotator, and a total reflection mirror, which are sequentially disposed, and the graded index fiber, the Faraday rotator, And an optical adhesive is interposed between at least one of the Faraday rotator and the total reflection mirror.

第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファラデー回転子と前記全反射ミラーとの間の少なくとも一方に、コアレスファイバを更に介在させてもよい。   The Faraday rotation mirror according to the first aspect further includes a coreless fiber interposed between at least one of the graded index fiber and the Faraday rotator and between the Faraday rotator and the total reflection mirror. May be.

第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、前記コアレスファイバのファラデー回転子との対向面が前記グレーデッドインデックスファイバの光軸と直交する面に対して傾斜し、前記ファラデー回転子が前記コアレスファイバの前記対向面に密着し、前記全反射ミラーが前記グレーデッドインデックスファイバの光軸に対し垂直に配されているのが好ましい。   In the Faraday rotating mirror according to the first aspect, a surface of the coreless fiber facing the Faraday rotator is inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the graded index fiber, and the Faraday rotator is connected to the coreless fiber. It is preferable that the total reflection mirror is in close contact with the facing surface and is arranged perpendicular to the optical axis of the graded index fiber.

第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、前記光学接着剤の厚さが10μm以上であるのが好ましい。   In the Faraday rotating mirror according to the first aspect, the thickness of the optical adhesive is preferably 10 μm or more.

第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、前記全反射ミラーが前記ファラデー回転子に直接成膜されているのが好ましい。   In the Faraday rotating mirror according to the first aspect, the total reflection mirror is preferably formed directly on the Faraday rotator.

第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、前記グレーデッドインデックスファイバの長さが該グレーデッドインデックスファイバを伝搬する光の1周期の0.31〜0.5倍であるのが好ましい。   In the Faraday rotating mirror according to the first aspect, the length of the graded index fiber is preferably 0.31 to 0.5 times one period of light propagating through the graded index fiber.

第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、前記シングルモードファイバとグレーデッドインデックスファイバとが貫通孔を有するフェルールの該貫通孔内に配されているのが好ましい。   In the Faraday rotating mirror according to the first aspect, the single mode fiber and the graded index fiber are preferably disposed in the through hole of the ferrule having a through hole.

第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、前記全反射ミラーの外形が前記グレーデッドインデックスファイバの光軸方向から見て、前記ファラデー回転子の外形の範囲内に位置しているのが好ましい。   In the Faraday rotating mirror according to the first aspect, it is preferable that the outer shape of the total reflection mirror is positioned within the range of the outer shape of the Faraday rotator when viewed from the optical axis direction of the graded index fiber.

第1の側面に係るファラデー回転ミラーは、前記グレーデッドインデックスファイバの光軸方向から見て、前記ファラデー回転子および前記全反射ミラーが略正方形であり、前記ファラデー回転子の外形線と前記全反射ミラーの対角線とが略平行であるのが好ましい。   In the Faraday rotator mirror according to the first aspect, when viewed from the optical axis direction of the graded index fiber, the Faraday rotator and the total reflection mirror are substantially square, the outline of the Faraday rotator and the total reflection It is preferable that the diagonal of the mirror is substantially parallel.

本発明の第2の側面に係るファラデー回転ミラーの製造方法は、シングルモードファイバと、グレーデッドインデックスファイバと、ファラデー回転子と、全反射ミラーとを順次配し、前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファラデー回転子と前記全反射ミラーとの間の少なくとも一方に、光学接着剤を介在させる工程と、光学接着剤の厚さを調整する工程と、光学接着剤を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a Faraday rotator mirror, in which a single mode fiber, a graded index fiber, a Faraday rotator, and a total reflection mirror are sequentially arranged, and the graded index fiber and the Faraday mirror are arranged. A step of interposing an optical adhesive between the rotor and at least one of the Faraday rotator and the total reflection mirror, a step of adjusting the thickness of the optical adhesive, and an optical adhesive And a step of curing.

本発明の第1の側面に係るファラデー回転ミラーでは、グレーデッドインデックスファイバとファラデー回転子との間、および、ファラデー回転子と全反射ミラーとの間の少なくとも一方に、光学接着剤が介在している。そのため、本ファラデー回転ミラーでは、例えば光学接着剤の厚さを調節することにより、グレーデッドインデックスファイバの長さやファラデー回転子の厚さにおける加工バラツキに起因するファラデー回転ミラーの特性(挿入損失など)の悪化を抑制することができる。すなわち、本ファラデー回転ミラーでは、例えば全反射ミラーで反射した光を光ファイバに効率よく結合するための結合用レンズに比べて小型化を図るのに好適で、且つ、例えばコア拡大ファイバに比べて製作作業性および信頼性の向上を図るのに好適であるものの、加工バラツキに起因する特性(挿入損失など)の悪化が懸念されたグレーテッドインデックスファイバを適用することが可能となる。したがって、本ファラデー回転ミラーは、小型で、製作作業性や信頼性に優れているのに加え、挿入損失の低減の観点においても優れているのである。   In the Faraday rotation mirror according to the first aspect of the present invention, an optical adhesive is interposed between the graded index fiber and the Faraday rotator and between the Faraday rotator and the total reflection mirror. Yes. Therefore, in this Faraday rotating mirror, for example, by adjusting the thickness of the optical adhesive, the characteristics of the Faraday rotating mirror (insertion loss, etc.) due to processing variations in the length of the graded index fiber and the thickness of the Faraday rotator Can be prevented. That is, this Faraday rotating mirror is suitable for downsizing compared to, for example, a coupling lens for efficiently coupling light reflected by a total reflection mirror to an optical fiber, and compared with, for example, a core expansion fiber. Although it is suitable for improving manufacturing workability and reliability, it is possible to apply a graded index fiber in which deterioration of characteristics (such as insertion loss) due to processing variations is a concern. Therefore, the Faraday rotating mirror is small in size, excellent in workability and reliability, and excellent in terms of reducing insertion loss.

以下に実施例として、本発明によるファラデー回転ミラーについて説明する。   As an example, a Faraday rotating mirror according to the present invention will be described below.

図1は、本発明の第1の実施形態に係るファラデー回転ミラー1の構成を模式的に示す。ファラデー回転ミラー1は、シングルモードファイバ2、グレーデッドインデックスファイバ(GIF)3、コアレスファイバ4、ファラデー回転子5、全反射ミラー6、磁石7、光学接着剤8a、8bを含んで構成される。   FIG. 1 schematically shows the configuration of a Faraday rotating mirror 1 according to the first embodiment of the present invention. The Faraday rotation mirror 1 includes a single mode fiber 2, a graded index fiber (GIF) 3, a coreless fiber 4, a Faraday rotator 5, a total reflection mirror 6, a magnet 7, and optical adhesives 8a and 8b.

光ファイバ2は、その一端部から入射した光をその他端部から出射すべく、光を導くためのものである。光ファイバ2を構成する材料としては、石英ガラス、多成分系ガラス、プラスチックなどが挙げられる。   The optical fiber 2 guides light so that light incident from one end thereof is emitted from the other end. Examples of the material constituting the optical fiber 2 include quartz glass, multicomponent glass, and plastic.

グレーデッドインデックスファイバ3は、光ファイバ2のコア部分の中心を最大とする所定の屈折率分布を有する光ファイバである。グレーデッドインデックスファイバ3を伝搬する光は、図11(c)に示すように、グレーデッドインデックスファイバ3の長さに対して周期性を持って蛇行し(蛇行周期)、透過する。この蛇行周期は、通常光の波長に関係なく一定である。図11(c)では、グレーデッドインデックスファイバ3の長さがサインカーブの1周期分に相当する場合の状態が示されており、この長さを1ピッチと規定する。なお、グレーデッドインデックスファイバ3がレンズ機能を適切に担うべく、グレーデッドインデックスファイバ3の出射角度が絞られる範囲(ピッチが0.25〜0.5の範囲)でグレーデッドインデックスファイバ3の長さが設定される。ピッチが0.25の場合、最適結合距離は理論上無限大であり、ピッチが0.5の場合、最適結合距離は理論上ゼロとなる。   The graded index fiber 3 is an optical fiber having a predetermined refractive index distribution that maximizes the center of the core portion of the optical fiber 2. As shown in FIG. 11C, the light propagating through the graded index fiber 3 meanders with a periodicity with respect to the length of the graded index fiber 3 (meandering period) and transmits. This meandering period is constant regardless of the wavelength of normal light. FIG. 11C shows a state where the length of the graded index fiber 3 corresponds to one cycle of the sine curve, and this length is defined as one pitch. Note that the length of the graded index fiber 3 is within a range in which the exit angle of the graded index fiber 3 is narrowed (pitch is in the range of 0.25 to 0.5) so that the graded index fiber 3 can appropriately perform the lens function. Is set. When the pitch is 0.25, the optimum coupling distance is theoretically infinite, and when the pitch is 0.5, the optimum coupling distance is theoretically zero.

図2は、グレーデッドインデックスファイバ3の長さ(GIF長)とその最適結合距離との関係を示す。図2によく表れているように、グレーデッドインデックスファイバ3の長さが長くなるにつれて、最適結合距離は短くなる。この最適結合距離とファラデー回転子5の厚さとの差が小さい(例えば300μm以下の)場合、コアレスファイバ4を省略してもよい。ここで、最適結合距離とは、シングルモードファイバ2の出射端の光がグレーデッドインデックスファイバ3により結像する点と、グレーデッドインデックスファイバ3の端面との間の距離を意味しており、この結像点に全反射ミラー6を配設すると、反射光はシングルモードファイバ2の出射端に結像するため、反射率が最大となる結合を得ることができる。なお、本実施形態における最適結合距離は、コアレスファイバ4の長さと、ファラデー回転子5の厚さと、光学接着剤8a,8bの厚さとの総和に実質的に等しい。但し、ファラデー回転子5の厚さとは、物理的な厚さではなく、シングルモードファイバ2、グレーデッドインデックスファイバ3、コアレスファイバ4、光学接着剤8a、8bと同等な屈折率(例えば1.46)に整合させた、光学的長さを示す。例えば、ファラデー回転子5がビスマス置換ガーネットの場合、屈折率は2.34であり、光学的な長さは物理的な長さに1.46/2.34を掛けた値となる。   FIG. 2 shows the relationship between the length (GIF length) of the graded index fiber 3 and its optimum coupling distance. As best shown in FIG. 2, as the length of the graded index fiber 3 increases, the optimum coupling distance decreases. When the difference between the optimum coupling distance and the thickness of the Faraday rotator 5 is small (for example, 300 μm or less), the coreless fiber 4 may be omitted. Here, the optimum coupling distance means the distance between the point where the light at the exit end of the single mode fiber 2 forms an image with the graded index fiber 3 and the end face of the graded index fiber 3. When the total reflection mirror 6 is disposed at the image formation point, the reflected light forms an image at the exit end of the single mode fiber 2, so that the coupling with the maximum reflectance can be obtained. Note that the optimum coupling distance in the present embodiment is substantially equal to the sum of the length of the coreless fiber 4, the thickness of the Faraday rotator 5, and the thicknesses of the optical adhesives 8a and 8b. However, the thickness of the Faraday rotator 5 is not a physical thickness but a refractive index equivalent to that of the single mode fiber 2, the graded index fiber 3, the coreless fiber 4, and the optical adhesives 8a and 8b (for example, 1.46). ) To match the optical length. For example, when the Faraday rotator 5 is a bismuth-substituted garnet, the refractive index is 2.34, and the optical length is a value obtained by multiplying the physical length by 1.46 / 2.34.

図3は、グレーデッドインデックスファイバ3の長さを規定するピッチ(pitch)と反射減衰量との関係を示す。図3によく表れているように、ピッチが0.31を超えると、反射減衰量は−30dB未満となる。ここで、反射減衰量とは、ファラデー回転ミラー1の全反射量に対する、全反射ミラー6以外の反射点の反射量の比である。全反射ミラー6以外の反射点は図1に示す各構成部材の界面において発生し、その発生量は屈折率差に起因する。特に、屈折率差の大きいファラデー回転子5の界面は反射減衰量が大きくなる。これら全反射ミラー6以外の反射点の内、ファラデー回転子5を透過しない反射光は、図8を用いて説明したような偏波状態が回転する光ではなくなり、ノイズ成分となる。また、「−30dB」とは、「10×log(1/1000)」で与えられる数値であり、全反射量に対し1/1000の反射量(0.1%のノイズ)を示すものである。したがって、「反射減衰量−30dB未満」とは、ノイズ成分を0.1%未満にすることを意味する。   FIG. 3 shows the relationship between the pitch that defines the length of the graded index fiber 3 and the return loss. As clearly shown in FIG. 3, when the pitch exceeds 0.31, the return loss becomes less than −30 dB. Here, the reflection attenuation amount is the ratio of the reflection amount of reflection points other than the total reflection mirror 6 to the total reflection amount of the Faraday rotation mirror 1. Reflection points other than the total reflection mirror 6 are generated at the interfaces of the constituent members shown in FIG. In particular, the return loss amount increases at the interface of the Faraday rotator 5 having a large refractive index difference. Of these reflection points other than the total reflection mirror 6, the reflected light that does not pass through the Faraday rotator 5 is not a light whose polarization state rotates as described with reference to FIG. Further, “−30 dB” is a numerical value given by “10 × log (1/1000)” and indicates a reflection amount (0.1% noise) of 1/1000 with respect to the total reflection amount. . Therefore, “less than return loss −30 dB” means that the noise component is less than 0.1%.

コアレスファイバ4は、光学的な結合距離を調整するための部材であり、屈折率分布を実質的に持たない均質な構成を有する。   The coreless fiber 4 is a member for adjusting the optical coupling distance, and has a homogeneous configuration substantially having no refractive index distribution.

ファラデー回転子5は、例えば所定の磁界を印加することにより、入射される光の偏波方向を所定角度回転させる機能を担う部材であり、ビスマス置換ガーネット結晶などにより構成される。ファラデー回転子5の厚さは、例えば入射される光の偏波方向が45°回転するように設定される。具体的には、入射する光の波長により異なるが1550nmの場合、350〜500μm(物理的な厚さ)である。なお、ファラデー回転子5は、その表面に光の反射を防止するための反射防止膜(図示せず)を施すのが好ましい。この反射防止膜としては、例えばARコートが挙げられ、その形成位置としては、例えばファラデー回転子5の一方の主面に全反射ミラー6が形成される場合、他方の主面が挙げられる。このような反射防止膜をファラデー回転子5の表面に施すことにより、ファラデー回転ミラー1の不要反射(反射戻り光)を低減することができるのである。   The Faraday rotator 5 is a member having a function of rotating the polarization direction of incident light by a predetermined angle, for example, by applying a predetermined magnetic field, and is composed of a bismuth-substituted garnet crystal or the like. The thickness of the Faraday rotator 5 is set so that, for example, the polarization direction of incident light rotates by 45 °. Specifically, although it differs depending on the wavelength of incident light, in the case of 1550 nm, it is 350 to 500 μm (physical thickness). The Faraday rotator 5 is preferably provided with an antireflection film (not shown) for preventing reflection of light on the surface thereof. As this antireflection film, for example, an AR coat is used, and as the formation position thereof, for example, when the total reflection mirror 6 is formed on one main surface of the Faraday rotator 5, the other main surface is used. By applying such an antireflection film to the surface of the Faraday rotator 5, unnecessary reflection (reflected return light) of the Faraday rotator mirror 1 can be reduced.

ここで、ファラデー回転子5の製造方法の一例について説明する。まず、大判(例えば、10mm角以上)の平板に対して研磨加工を施す。次に、必要に応じて研磨加工を施した表面の所定箇所に反射防止膜を施す。次に、反射防止膜を施した平板をダイシングカットなどにより所定の大きさ(例えば、1mm角以下)に裁断する。以上のようにして、一つの大判の平板から100個以上のファラデー回転子5を取り出す。このような製造方法は、個々に加工する必要がなくなるため、製作作業性や量産性に優れている
全反射ミラー6は、光を実質的に全反射させるための部材であり、ガラス体(ガラス基板やコアレスファイバなど)の主面やファラデー回転子5の主面に形成されている。全反射ミラー6としては、例えば誘電体多層膜自体、ガラスなどからなる基板に誘電体多層膜を蒸着させた多層誘電体、該基板に反射率の高い金属(アルミニウムなど)を蒸着させたもの、およびアルミニウム板などが挙げられるが、高反射率(例えば99%以上)および低光損失の観点から誘電体多層膜や多層誘電体が好ましい。
Here, an example of a method for manufacturing the Faraday rotator 5 will be described. First, polishing processing is performed on a large (for example, 10 mm square or more) flat plate. Next, an antireflection film is applied to a predetermined portion of the polished surface as necessary. Next, the flat plate provided with the antireflection film is cut into a predetermined size (for example, 1 mm square or less) by dicing cutting or the like. As described above, 100 or more Faraday rotators 5 are taken out from one large flat plate. Since such a manufacturing method eliminates the need for individual processing, the total reflection mirror 6 is excellent in manufacturing workability and mass productivity. The total reflection mirror 6 is a member for substantially totally reflecting light. The main surface of the substrate and the coreless fiber) and the main surface of the Faraday rotator 5 are formed. As the total reflection mirror 6, for example, a dielectric multilayer film itself, a multilayer dielectric in which a dielectric multilayer film is deposited on a substrate made of glass or the like, a metal having a high reflectance (such as aluminum) deposited on the substrate, In addition, an aluminum plate and the like can be mentioned, but a dielectric multilayer film or a multilayer dielectric is preferable from the viewpoint of high reflectivity (for example, 99% or more) and low light loss.

磁石7は、ファラデー回転子5に所定の磁界(光軸10と平行な磁界)を印加するための部材であり、本実施形態では円筒形である。なお、ファラデー回転子5として磁界の印加を必要としないものを採用する場合、磁石7は省略してもよい。   The magnet 7 is a member for applying a predetermined magnetic field (a magnetic field parallel to the optical axis 10) to the Faraday rotator 5, and is a cylindrical shape in this embodiment. Note that when the Faraday rotator 5 that does not require application of a magnetic field is employed, the magnet 7 may be omitted.

光学接着剤8a,8bは、グレーデッドインデックスファイバ3と全反射ミラー6との間の離間距離を調整する機能を担う部材である。光学接着剤8a,8bとしては、エポキシ系やアクリル系の透光性樹脂が挙げられ、特に屈折率がコアレスファイバ4と同等(例えば1.45〜1.5)のものが好適である。また、光学接着剤8a,8bとしては、作業性の観点から可視光や紫外線や熱に対して硬化性を有するものが好適である。光学接着剤8a,8bによる調整は、光学接着剤8aおよび光学接着剤8bの少なくとも一方の厚さを変化させることにより行う。具体的には、まず、ファラデー回転子5と全反射ミラー6とを密着させた状態(例えば両者間の間隔が10μm以下の状態)で光学接着剤8bを硬化させることにより、ファラデー回転子5と全反射ミラー6とを一体化する。次に、結合状態を確認するために挿入損失を計測しつつ、所定の厚さ(例えば30μm以上)で且つ非硬化の状態(流動性のある状態)で介在させた光学接着剤8aの厚さを適宜変化させる。挿入損失の計測は、光源(商品名:Laser Source 81553SM、アジレント・テクノロジー株式会社製)の出射光を光サーキュレータ(型番:PICA-1550-S、株式会社応用光電研究室)を介してファラデー回転ミラー1に入射し、その反射光を再度光サーキュレータ(型番:PICA-1550-S、株式会社応用光電研究室)を介して、受光器(商品名:Optical Head 81521B、アジレント・テクノロジー株式会社製)で受けることにより行った。次に、所望の厚さ(例えば最適結合距離に応じて決定される厚さ)に変化させた光学接着剤8aを紫外線や熱などにより硬化させる。以上のようにして、上記調整を行うことができるのである。なお、上記調整後、必要に応じて磁石7を所定の位置に配設することにより、ファラデー回転ミラー1を得ることができる。   The optical adhesives 8 a and 8 b are members that have a function of adjusting the separation distance between the graded index fiber 3 and the total reflection mirror 6. Examples of the optical adhesives 8a and 8b include epoxy-based and acrylic-based translucent resins, and those having a refractive index equivalent to that of the coreless fiber 4 (for example, 1.45 to 1.5) are particularly suitable. Further, as the optical adhesives 8a and 8b, those having curability with respect to visible light, ultraviolet light and heat are preferable from the viewpoint of workability. The adjustment with the optical adhesives 8a and 8b is performed by changing the thickness of at least one of the optical adhesive 8a and the optical adhesive 8b. Specifically, first, the Faraday rotator 5 and the total reflection mirror 6 are brought into close contact with each other (for example, the distance between the two is 10 μm or less), and the optical adhesive 8b is cured, whereby the Faraday rotator 5 and The total reflection mirror 6 is integrated. Next, the thickness of the optical adhesive 8a interposed in a non-cured state (flowable state) with a predetermined thickness (for example, 30 μm or more) while measuring insertion loss to confirm the bonding state Is appropriately changed. Insertion loss is measured by using a light source (trade name: Laser Source 81553SM, manufactured by Agilent Technology Co., Ltd.) and a Faraday rotating mirror through an optical circulator (model number: PICA-1550-S, Applied Photoelectric Laboratory Co., Ltd.). 1 and the reflected light is again passed through the optical circulator (model number: PICA-1550-S, Applied Photoelectric Laboratory Co., Ltd.) with a light receiver (trade name: Optical Head 81521B, manufactured by Agilent Technologies). It was done by receiving. Next, the optical adhesive 8a changed to a desired thickness (for example, a thickness determined according to the optimum coupling distance) is cured by ultraviolet rays, heat, or the like. The above adjustment can be performed as described above. In addition, after the said adjustment, the Faraday rotation mirror 1 can be obtained by arrange | positioning the magnet 7 in a predetermined position as needed.

本実施形態に係るファラデー回転ミラー1では、グレーデッドインデックスファイバ3とファラデー回転子5との間、および、ファラデー回転子5と全反射ミラー6との間に、光学接着剤8a,8bが介在している。そのため、ファラデー回転ミラー1では、光学接着剤8a,8bの厚さを調節することにより、グレーデッドインデックスファイバ3の長さやファラデー回転子5の厚さにおける加工バラツキに起因するファラデー回転ミラー1の特性(挿入損失など)の悪化を抑制することができる。すなわち、ファラデー回転ミラー1では、全反射ミラー6で反射した光を光ファイバに効率よく結合するための結合用レンズに比べて外径が小さく、且つ、例えばコア拡大ファイバに比べて製作作業性および信頼性の向上を図るのに好適であるものの、加工バラツキに起因する特性(挿入損失など)の悪化が懸念されるグレーテッドインデックスファイバ3を適用することが可能となる。したがって、ファラデー回転ミラー1は、小型で、製作作業性(量産性)や信頼性に優れているのに加え、挿入損失の低減においても優れているのである。   In the Faraday rotating mirror 1 according to the present embodiment, optical adhesives 8 a and 8 b are interposed between the graded index fiber 3 and the Faraday rotator 5 and between the Faraday rotator 5 and the total reflection mirror 6. ing. Therefore, in the Faraday rotating mirror 1, the characteristics of the Faraday rotating mirror 1 due to processing variations in the length of the graded index fiber 3 and the thickness of the Faraday rotator 5 are adjusted by adjusting the thicknesses of the optical adhesives 8a and 8b. Deterioration of (insertion loss, etc.) can be suppressed. That is, in the Faraday rotation mirror 1, the outer diameter is smaller than that of a coupling lens for efficiently coupling the light reflected by the total reflection mirror 6 to the optical fiber. Although it is suitable for improving the reliability, it is possible to apply the graded index fiber 3 in which the deterioration of characteristics (such as insertion loss) due to processing variations is concerned. Therefore, the Faraday rotating mirror 1 is small in size and excellent in manufacturing workability (mass productivity) and reliability, and is also excellent in reducing insertion loss.

ファラデー回転ミラー1では、図11に示すような加工が難しい台形上のファラデー回転子45を用いることなく、加工が簡素な平板状のファラデー回転子5を用いて、ピッチを調整することで反射減衰量の低減を図ることができる。   In the Faraday rotating mirror 1, without using the trapezoidal Faraday rotator 45 which is difficult to process as shown in FIG. 11, the flat Faraday rotator 5 which is simple to process is used to adjust the pitch to reduce reflection. The amount can be reduced.

ファラデー回転ミラー1は、光学接着剤8bの厚さが10μm以上である。最適結合距離は、コアレスファイバ4の長さと、ファラデー回転子5の光学的な厚さと、光学接着剤8a,8bの厚さとの総和に実質的に等しいが、コアレスファイバ4やファラデー回転子5は、その製造上数十μm単位のバラツキが生じるため、数μm単位の調整では有意な効果を得ることができない場合がある。したがって、ファラデー回転ミラー1は、有意なバラツキ調整を行ううえで好適なのである。   In the Faraday rotating mirror 1, the thickness of the optical adhesive 8b is 10 μm or more. The optimum coupling distance is substantially equal to the sum of the length of the coreless fiber 4, the optical thickness of the Faraday rotator 5, and the thickness of the optical adhesives 8 a and 8 b, but the coreless fiber 4 and the Faraday rotator 5 are In addition, since a variation of several tens of μm occurs in the manufacture, there is a case where a significant effect cannot be obtained by adjusting the unit of several μm. Accordingly, the Faraday rotating mirror 1 is suitable for performing significant variation adjustment.

ファラデー回転ミラー1は、コアレスファイバ4を採用することにより、光学接着剤8aの厚さを不要に大きくせずにすむ。光学接着剤8aは、通常数%の硬化収縮率を有するため、光学接着剤8aの厚さが不要に大きくなると、その分硬化時におけるファラデー回転子5の光軸方向の移動が大きくなってしまう場合があるが、本構成によると、そのような移動を抑制することができる。   By adopting the coreless fiber 4, the Faraday rotating mirror 1 does not unnecessarily increase the thickness of the optical adhesive 8 a. Since the optical adhesive 8a usually has a curing shrinkage rate of several percent, if the thickness of the optical adhesive 8a increases unnecessarily, the movement of the Faraday rotator 5 in the optical axis direction during the curing increases accordingly. In some cases, according to the present configuration, such movement can be suppressed.

図4は、本発明の第2の実施形態に係るファラデー回転ミラー11の構成を模式的に示す。ファラデー回転ミラー11は、コアレスファイバ4におけるファラデー回転子5との対向面を光軸10に対して所定の加工角度で傾斜する傾斜面とし、該傾斜面に光学接着剤8aを介してファラデー回転子5を密着させ、光軸10に対して主面が垂直となるように全反射ミラー6を配設し、光学接着剤8bによりグレーデッドインデックスファイバ3などの加工バラツキの調整を図る構成とした点で、ファラデー回転ミラー1と異なる。ファラデー回転ミラー11の他の構成については、ファラデー回転ミラー1に関して上述したのと同様である。   FIG. 4 schematically shows the configuration of the Faraday rotation mirror 11 according to the second embodiment of the present invention. The Faraday rotator mirror 11 has a surface facing the Faraday rotator 5 in the coreless fiber 4 as an inclined surface inclined at a predetermined processing angle with respect to the optical axis 10, and the Faraday rotator is provided on the inclined surface via an optical adhesive 8a. The total reflection mirror 6 is disposed so that the main surface is perpendicular to the optical axis 10, and the processing variation of the graded index fiber 3 and the like is adjusted by the optical adhesive 8b. Thus, it is different from the Faraday rotating mirror 1. Other configurations of the Faraday rotating mirror 11 are the same as those described above with respect to the Faraday rotating mirror 1.

図5は、上記傾斜面の加工角度と反射減衰量との関係を示す。図5によく表れているように、加工角度が大きくなるにつれ、反射減衰量が小さくなる。したがって、ファラデー回転ミラー1’は、より高い減衰効果を得ることができるので、反射減衰量の観点でより優れているのである。   FIG. 5 shows the relationship between the processing angle of the inclined surface and the return loss. As clearly shown in FIG. 5, the return loss decreases as the processing angle increases. Therefore, the Faraday rotating mirror 1 ′ can obtain a higher attenuation effect, and thus is superior in terms of reflection attenuation.

図6は、本発明の第3の実施形態に係るファラデー回転ミラー12の構成を模式的に示す。ファラデー回転ミラー21は、シングルモードファイバ2、グレーデッドインデックスファイバ3およびコアレスファイバ4がフェルール13により保持される構成とした点で、ファラデー回転ミラー11と異なる。   FIG. 6 schematically shows the configuration of the Faraday rotation mirror 12 according to the third embodiment of the present invention. The Faraday rotating mirror 21 is different from the Faraday rotating mirror 11 in that the single mode fiber 2, the graded index fiber 3 and the coreless fiber 4 are held by the ferrule 13.

ファラデー回転ミラー12では、例えば各ファイバ2〜4の直径(例えば125μm)がファラデー回転子5の物理的な厚さ(例えば350〜500μm)より小さくても、フェルール13におけるファラデー回転子5の実装面を最適な大きさ(ファラデー回転子5の物理的な厚さに応じて決定される)に調整することにより、構造的により安定なものとすることができる。また、ファラデー回転ミラー12では、コアレスファイバ4に上記傾斜面を形成する際に、フェルール13ごと研磨加工することが可能となるため、コアレスファイバ4のみを研磨加工する場合や劈開によるカットする場合に比べて加工バラツキを低減することができる。   In the Faraday rotating mirror 12, for example, even if the diameter of each of the fibers 2 to 4 (for example, 125 μm) is smaller than the physical thickness (for example, 350 to 500 μm) of the Faraday rotator 5, the mounting surface of the Faraday rotator 5 in the ferrule 13. Is adjusted to an optimum size (determined according to the physical thickness of the Faraday rotator 5), and can be made structurally more stable. Further, in the Faraday rotating mirror 12, when the inclined surface is formed on the coreless fiber 4, it is possible to polish the entire ferrule 13, so that only the coreless fiber 4 is polished or cut by cleavage. Compared to processing variations, it can be reduced.

以上、本発明の具体的な実施形態を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、発明の思想から逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。   Although specific embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the invention.

ファラデー回転ミラー1,11,12では、グレーデッドインデックスファイバ3とファラデー回転子5との間、および、ファラデー回転子5と全反射ミラー6との間のいずれか一方に光学接着剤8aもしくは光学接着剤8bを有していればよい。このような構成においても、同様の効果を奏する。   In the Faraday rotating mirrors 1, 11, and 12, an optical adhesive 8 a or an optical adhesive is attached to either the graded index fiber 3 and the Faraday rotator 5 or between the Faraday rotator 5 and the total reflection mirror 6. What is necessary is just to have the agent 8b. Even in such a configuration, the same effect can be obtained.

ファラデー回転ミラー1,11,12では、ファラデー回転子5と全反射ミラー6との間にコアレスファイバを介在させてもよい。このような構成においても、同様の効果を奏する。   In the Faraday rotation mirrors 1, 11, and 12, a coreless fiber may be interposed between the Faraday rotator 5 and the total reflection mirror 6. Even in such a configuration, the same effect can be obtained.

図7は、ファラデー回転子5と全反射ミラー6との位置関係および大きさの関係を表す。ファラデー回転ミラー1,11,12では、全反射ミラー6の大きさをファラデー回転子5の大きさ(例えば外寸)と同等もしくは小さく設定するのが好ましい。このような構成によると、光学接着剤8a,8bがファラデー回転子5の側面に回り込む量を抑制することができる。   FIG. 7 shows the positional relationship and the size relationship between the Faraday rotator 5 and the total reflection mirror 6. In the Faraday rotating mirrors 1, 11, and 12, the size of the total reflection mirror 6 is preferably set to be equal to or smaller than the size of the Faraday rotator 5 (for example, the outer dimension). According to such a configuration, the amount of the optical adhesives 8 a and 8 b that wrap around the side surface of the Faraday rotator 5 can be suppressed.

ファラデー回転ミラー1,11,12では、図7に示すように、平面視でファラデー回転子5の中央に位置するように全反射ミラー6を接着するのが好ましい。このような構成によると、全反射ミラー6の側面に付着する光学接着剤8bの付着量がほぼ均等となるため、結合性能をより高めることができる。   In the Faraday rotation mirrors 1, 11, and 12, the total reflection mirror 6 is preferably bonded so as to be positioned at the center of the Faraday rotator 5 in a plan view as shown in FIG. 7. According to such a configuration, since the amount of the optical adhesive 8b attached to the side surface of the total reflection mirror 6 becomes substantially equal, the coupling performance can be further improved.

ファラデー回転ミラー1,11,12では、図7(c),(d)に示すように、ファラデー回転子5に対して全反射ミラー6を、光軸を軸心として45°回転させてもよい。このような構成によると、全反射ミラー6の側面に付着する光学接着剤8bの付着量を均等にするうえで好適であるのに加え、光学接着剤8bの表面張力により全反射ミラー6の位置ずれを自発的に修正されるため量産安定性に優れている。   In the Faraday rotation mirrors 1, 11, and 12, as shown in FIGS. 7C and 7D, the total reflection mirror 6 may be rotated by 45 ° about the optical axis with respect to the Faraday rotator 5. . According to such a configuration, in addition to being suitable for equalizing the adhesion amount of the optical adhesive 8b adhering to the side surface of the total reflection mirror 6, the position of the total reflection mirror 6 is determined by the surface tension of the optical adhesive 8b. Since the deviation is corrected spontaneously, it is excellent in mass production stability.

ファラデー回転ミラー12では、フェルール13に代えてキャピラリを採用してもよい。このような構成においても、フェルール13を採用する場合と同様の効果を奏する。   The Faraday rotating mirror 12 may employ a capillary instead of the ferrule 13. Even in such a configuration, the same effects as in the case of employing the ferrule 13 are obtained.

次に、本発明の実施例および比較例について説明する。   Next, examples and comparative examples of the present invention will be described.

[実施例1]
<ファラデー回転ミラーの作製>本発明の実施例1に係るファラデー回転ミラーとして、図1に示したファラデー回転ミラー1を作製した。具体的な作製方法について、以下に説明する。まず、1550nm用のシングルモードファイバ2と、比屈折率差1.5%で厚さ約540nm(0.35ピッチ)のグレーデッドインデックスファイバ3と、ファイバ長が約40μmで、添加物のない純石英からなるコアレスファイバ4とを、外形調芯しつつ融着接続して、各ファイバ2〜4からなる融着接続体を作製した。次に、入射光の波長が1550nmの場合に該入射光の偏波方向が45°回転するように物理的厚さが約380μm(光学的長さ:240μm)に設定され且つ一方の主面に反射防止膜としてARコートを所定の厚さで形成した10mm角のファラデー回転子母板を0.8mm角に裁断加工することにより得られるファラデー回転子5の他方の主面に、反射率が99%以上となるように調整された多層誘電体からなる全反射ミラー6を、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して密着接続することにより、全反射ミラー6付きファラデー回転子5を作製した。次に、上記融着接続体におけるコアレスファイバ4の端面に、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して全反射ミラー6付きファラデー回転子5を接着した。次に、このアクリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化させる前に挿入損失(シングルモードファイバ2の入射光と反射光の比)が0.7dB以下となるように調芯したうえで、紫外線を照射することによりアクリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化した。本実施例におけるファラデー回転ミラーを5個作製した。
[Example 1]
<Preparation of Faraday Rotating Mirror> As the Faraday rotating mirror according to Example 1 of the present invention, the Faraday rotating mirror 1 shown in FIG. 1 was prepared. A specific manufacturing method will be described below. First, a single mode fiber 2 for 1550 nm, a graded index fiber 3 having a relative refractive index difference of 1.5% and a thickness of about 540 nm (0.35 pitch), a fiber length of about 40 μm, and a pure fiber with no additive The coreless fiber 4 made of quartz was fusion-bonded while aligning the outer shape to produce a fusion-bonded body made of the fibers 2 to 4. Next, when the wavelength of the incident light is 1550 nm, the physical thickness is set to about 380 μm (optical length: 240 μm) so that the polarization direction of the incident light rotates by 45 °, and on one main surface The other main surface of the Faraday rotator 5 obtained by cutting a 10 mm square Faraday rotator mother board having an AR coating formed as an antireflection film with a predetermined thickness into a 0.8 mm square has a reflectance of 99. The Faraday rotator 5 with a total reflection mirror 6 was produced by closely connecting the total reflection mirror 6 made of a multilayer dielectric adjusted to be% or more via an acrylic ultraviolet curable optical adhesive. Next, the Faraday rotator 5 with the total reflection mirror 6 was bonded to the end face of the coreless fiber 4 in the fusion spliced body via an acrylic ultraviolet curing optical adhesive. Next, before curing the acrylic ultraviolet curable optical adhesive, the insertion loss (ratio of incident light and reflected light of the single mode fiber 2) is adjusted to 0.7 dB or less, and then the ultraviolet light is applied. The acrylic UV curable optical adhesive was cured by irradiation. Five Faraday rotating mirrors in this example were produced.

<挿入損失の測定>波長1550nmの光源(商品名:Laser Source 81553SM、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用い、その出射光を光サーキュレータ(型番:PICA-1550-S、株式会社応用光電研究室)の第1のポートに入射し、第2のポートを介して、ファラデー回転ミラー1に入射し、その反射光を再度上記光サーキュレータの第2のポートに入射し、第3のポートを受光器(商品名:Optical Head 81521B、アジレント・テクノロジー株式会社製)に接続した評価系で行った。挿入損失は、光サーキュレータの第2のポートの出射光を直接受光器に接続し計測した後、第2のポートをファラデー回転ミラー1に接続して反射光の光量を受光器で計測することにより、光サーキュレータの第2のポートにおける出射光と反射光の比として導出した。なお、受光器で計測した挿入損失から、予め計測したサーキュレータの第2のポートと第3のポートの挿入損失を差し引いた値が真の挿入損失である。

Figure 2006309123
<Measurement of insertion loss> Using a light source with a wavelength of 1550 nm (trade name: Laser Source 81553SM, manufactured by Agilent Technologies, Inc.), the output light is an optical circulator (model number: PICA-1550-S, Applied Photoelectric Laboratory) Is incident on the Faraday rotating mirror 1 through the second port, the reflected light is incident on the second port of the optical circulator again, and the third port is connected to the light receiver ( (Product name: Optical Head 81521B, manufactured by Agilent Technologies, Inc.). The insertion loss is measured by connecting the light emitted from the second port of the optical circulator directly to the photoreceiver and then measuring the amount of reflected light using the photoreceiver by connecting the second port to the Faraday rotating mirror 1. Derived as a ratio of outgoing light and reflected light at the second port of the optical circulator. The true insertion loss is a value obtained by subtracting the insertion loss of the second port and the third port of the circulator measured in advance from the insertion loss measured by the light receiver.
Figure 2006309123

<反射減衰量の測定>光軸方向における所定位置の反射光量を測定することが可能な反射減衰量測定器(商品名:プレシジョン・リフレクトメータ 8504B、アジレント・テクノロジー株式会社製)を用いて行った。波長1550nmの光源(商品名:Laser Source 81553SM、アジレント・テクノロジー株式会社製)を選択し、測定器の出力ポートにファラデー回転ミラー1におけるシングルモードファイバ2を接続して測定を行った。全反射ミラー6の反射光量と比較して他の反射光量は非常に小さいため、全反射ミラー6における光量を全反射光量として、全反射ミラー6の光量に対する、各々反射点での反射光量の比を反射減衰量とした。 <Measurement of Return Loss> It was performed using a return loss measuring device (trade name: Precision Reflectometer 8504B, manufactured by Agilent Technologies, Inc.) capable of measuring the amount of reflected light at a predetermined position in the optical axis direction. . A light source having a wavelength of 1550 nm (trade name: Laser Source 81553SM, manufactured by Agilent Technologies) was selected, and measurement was performed by connecting the single mode fiber 2 in the Faraday rotating mirror 1 to the output port of the measuring instrument. Since the amount of other reflected light is very small compared to the amount of light reflected by the total reflection mirror 6, the ratio of the amount of light reflected at each reflection point with respect to the amount of light of the total reflection mirror 6 with the amount of light reflected by the total reflection mirror 6 as the total amount of reflected light. Is the return loss.

[実施例2]
<ファラデー回転ミラーの作製>本発明の実施例2に係るファラデー回転ミラーとして、図4に示したファラデー回転ミラー11を作製した。具体的な作製方法について、以下に説明する。まず、1550nm用のシングルモードファイバ2と、比屈折率差1.5%で厚さ約540nm(0.35ピッチ)のグレーデッドインデックスファイバ3と、ファイバ長が約40μmで、端面の設定加工角度が4°±1°で、添加物のない純石英からなるコアレスファイバ4とを、外形調芯しつつ融着接続して、各ファイバ2〜4からなる融着接続体を作製した。次に、上記融着接続体におけるコアレスファイバ4の端面に、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して、入射光の波長が1550nmの場合に該入射光の偏波方向が45°回転するように物理的厚さが約380μm(光学的長さ:240μm)に設定され且つ一方の主面に反射防止膜としてARコートを所定の厚さで形成した10mm角のファラデー回転子母板を0.8mm角に裁断加工することにより得られるファラデー回転子5を密着接続した。次に、ファラデー回転子5の他方の主面に、反射率が99%以上となるように調整された多層誘電体からなる全反射ミラー6を、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して接着した。次に、このアクリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化させる前に挿入損失(シングルモードファイバ2の入射光と反射光の比)が0.7dB以下となるように調芯したうえで、紫外線を照射することによりアクリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化した。このようにして、本実施例におけるファラデー回転ミラーを5個作製した。
[Example 2]
<Preparation of Faraday Rotating Mirror> As the Faraday rotating mirror according to Example 2 of the present invention, the Faraday rotating mirror 11 shown in FIG. 4 was prepared. A specific manufacturing method will be described below. First, a single mode fiber 2 for 1550 nm, a graded index fiber 3 having a relative refractive index difference of 1.5% and a thickness of about 540 nm (0.35 pitch), a fiber length of about 40 μm, and an end face setting processing angle Was 4 ° ± 1 °, and the coreless fiber 4 made of pure quartz with no additive was fusion-bonded while aligning the outer shape to produce a fusion-bonded body composed of the fibers 2 to 4. Next, when the wavelength of the incident light is 1550 nm, the polarization direction of the incident light is rotated by 45 ° on the end face of the coreless fiber 4 in the fusion spliced body via an acrylic ultraviolet curable optical adhesive. A 10 mm square Faraday rotator mother board having a physical thickness of about 380 μm (optical length: 240 μm) and an AR coating formed on one main surface as an antireflection film with a predetermined thickness is set to 0.0.mu.m. The Faraday rotator 5 obtained by cutting to 8 mm square was tightly connected. Next, a total reflection mirror 6 made of a multilayer dielectric adjusted to have a reflectance of 99% or more is bonded to the other main surface of the Faraday rotator 5 via an acrylic ultraviolet curable optical adhesive. did. Next, before curing the acrylic ultraviolet curable optical adhesive, the insertion loss (ratio of incident light and reflected light of the single mode fiber 2) is adjusted to 0.7 dB or less, and then the ultraviolet light is applied. The acrylic UV curable optical adhesive was cured by irradiation. In this manner, five Faraday rotating mirrors in this example were produced.

<反射減衰量の測定>実施例1と同様の測定方法により反射減衰量を測定し、その結果を表1に示した。 <Measurement of Return Loss> The return loss was measured by the same measurement method as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

[実施例3]
<ファラデー回転ミラーの作製>本発明の実施例3に係るファラデー回転ミラーとして、図6に示したファラデー回転ミラー12を作製した。具体的な作製方法について、以下に説明する。まず、1550nm用のシングルモードファイバ2と、比屈折率差1.5%で厚さ約540nm(0.35ピッチ)のグレーデッドインデックスファイバ3と、ファイバ長が約40μmで、添加物のない純石英からなるコアレスファイバ4とを、外形調芯しつつ融着接続して、各ファイバ2〜4からなる融着接続体を作製した。次に、フェルール13(外径:2.5mm、内径:0.125mm(公差0.001mm))の貫通孔にエポキシ系熱硬化型接着剤を用いて挿着した後、その端面を設定傾斜角度4.5°±0.5°で研磨加工した。次に、上記融着接続体を挿着済みのフェルール13におけるコアレスファイバ4側の端面に、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して、入射光の波長が1550nmの場合に該入射光の偏波方向が45°回転するように物理的厚さが約380μm(光学的長さ:240μm)に設定され且つ一方の主面に反射防止膜としてARコートを所定の厚さで形成した10mm角のファラデー回転子母板を0.8mm角に裁断加工することにより得られるファラデー回転子5を密着接続した。次に、ファラデー回転子5の他方の主面に、反射率が99%以上となるように調整された多層誘電体からなる全反射ミラー6を、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して接着した。次に、この光学接着剤を硬化させる前に挿入損失(シングルモードファイバ2の入射光と反射光の比)が0.7dB以下となるように調芯したうえで、紫外線を照射することによりアクリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化した。このようにして、本実施例におけるファラデー回転ミラーを5個作製した。
[Example 3]
<Preparation of Faraday Rotating Mirror> As the Faraday rotating mirror according to Example 3 of the present invention, the Faraday rotating mirror 12 shown in FIG. 6 was prepared. A specific manufacturing method will be described below. First, a single mode fiber 2 for 1550 nm, a graded index fiber 3 having a relative refractive index difference of 1.5% and a thickness of about 540 nm (0.35 pitch), a fiber length of about 40 μm, and a pure fiber with no additive The coreless fiber 4 made of quartz was fusion-bonded while aligning the outer shape to produce a fusion-bonded body made of the fibers 2 to 4. Next, after inserting the ferrule 13 (outer diameter: 2.5 mm, inner diameter: 0.125 mm (tolerance 0.001 mm)) using an epoxy thermosetting adhesive, the end face is set to a set inclination angle. Polishing was performed at 4.5 ° ± 0.5 °. Next, when the wavelength of the incident light is 1550 nm on the end surface on the coreless fiber 4 side of the ferrule 13 into which the fusion spliced body has been inserted, the incident light is polarized when the wavelength of the incident light is 1550 nm. A physical thickness of about 380 μm (optical length: 240 μm) is set so that the wave direction rotates by 45 °, and an AR coating is formed on one main surface as an antireflection film with a predetermined thickness. A Faraday rotator 5 obtained by cutting a Faraday rotator mother plate into a 0.8 mm square was closely connected. Next, a total reflection mirror 6 made of a multilayer dielectric adjusted to have a reflectance of 99% or more is bonded to the other main surface of the Faraday rotator 5 via an acrylic ultraviolet curable optical adhesive. did. Next, before the optical adhesive is cured, the insertion loss (ratio of incident light and reflected light of the single mode fiber 2) is adjusted to 0.7 dB or less, and then acrylic is irradiated by irradiating ultraviolet rays. The UV curable optical adhesive was cured. In this manner, five Faraday rotating mirrors in this example were produced.

<傾斜角度の測定>傾斜面に波長650nmレーザーポインター(商品名:サシ−40、コクヨ株式会社製)を照射し、その反射位置により傾斜角度を計測した。シングルモードファイバ2の光軸の延長線上、ファラデー回転ミラー1から約1.5m離れた位置から、レーザーポインターを照射し、ファラデー回転ミラー1から約1.4m離れた位置に同心円状の受光版を配置し、その光軸からのズレ量x(m)を計測した。この計測値を数式「x/1.4=tanθ」に当てはめて、傾斜角度を導出した。 <Measurement of Inclination Angle> A laser pointer with a wavelength of 650 nm (trade name: Sashi-40, manufactured by KOKUYO Co., Ltd.) was irradiated on the inclined surface, and the inclination angle was measured based on the reflection position. A laser pointer is irradiated from a position about 1.5 m away from the Faraday rotating mirror 1 on the extension line of the optical axis of the single mode fiber 2, and a concentric light receiving plate is placed at a position about 1.4 m away from the Faraday rotating mirror 1. The displacement x (m) from the optical axis was measured. This measured value was applied to the equation “x / 1.4 = tan θ” to derive the tilt angle.

<反射減衰量の測定>実施例1と同様の測定方法により反射減衰量を測定し、その結果を表1に示した。 <Measurement of Return Loss> The return loss was measured by the same measurement method as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

[比較例1]
<ファラデー回転ミラーの作製>上記融着接続体におけるコアレスファイバ4の端面に、光学接着剤による位置調整を行うことなく、光学接着剤により全反射ミラー6付きファラデー回転子5を密着接続した以外は、実施例1と同様にして本比較例のファラデー回転ミラーを作製した。
[Comparative Example 1]
<Preparation of Faraday Rotating Mirror> The Faraday rotator 5 with the total reflection mirror 6 is closely connected to the end face of the coreless fiber 4 in the fusion spliced body by optical adhesive without adjusting the position with the optical adhesive. In the same manner as in Example 1, a Faraday rotating mirror of this comparative example was produced.

<挿入損失の測定>実施例1と同様の測定方法により挿入損失を測定し、その結果を表1に示した。 <Measurement of Insertion Loss> Insertion loss was measured by the same measurement method as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

<反射減衰量の測定>実施例1と同様の測定方法により反射減衰量を測定し、その結果を表1に示した。 <Measurement of Return Loss> The return loss was measured by the same measurement method as in Example 1, and the results are shown in Table 1.

<評価>比較例1のファラデー回転ミラーでは、挿入損失が最大1.3dBであり、且つ、反射減衰量が最大で−29dBとなるため、充分な特性(挿入損失など)を得ることができなかったのに対して、実施例1〜3のファラデー回転ミラーでは、挿入損失が0.7dB以下であり、且つ、反射減衰量が−30dB未満となるため、充分な特性(挿入損失など)を得ることができた。また、実施例2のファラデー回転ミラーでは、反射減衰量が−40dB未満となり、より優れた特性を得ることができた。さらに、実施例3のファラデー回転ミラーでは、傾斜角度のバラツキが±0.5°以内に収めることができるとともに、反射減衰量も−50dB未満となり、より優れた特性を得ることができた。したがって、本実施例1〜3に係るファラデー回転ミラーによると、小型で、製作作業性(量産性)や信頼性に優れているグレーデッドインデックスファイバを採用しても、挿入損失の増加のないものとすることができるのが確認された。 <Evaluation> In the Faraday rotating mirror of Comparative Example 1, the insertion loss is 1.3 dB at the maximum and the return loss is -29 dB at the maximum, so that sufficient characteristics (such as insertion loss) cannot be obtained. In contrast, in the Faraday rotating mirrors of Examples 1 to 3, since the insertion loss is 0.7 dB or less and the return loss is less than −30 dB, sufficient characteristics (such as insertion loss) are obtained. I was able to. In the Faraday rotating mirror of Example 2, the return loss was less than −40 dB, and more excellent characteristics could be obtained. Furthermore, in the Faraday rotating mirror of Example 3, the variation in the tilt angle could be kept within ± 0.5 °, and the return loss was less than −50 dB, and more excellent characteristics could be obtained. Therefore, according to the Faraday rotating mirrors according to the first to third embodiments, even when a graded index fiber that is small in size and has excellent workability (mass productivity) and reliability is employed, there is no increase in insertion loss. It was confirmed that it could be.

本発明の第1の実施形態に係るファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the principal part structure of the Faraday rotary mirror which concerns on the 1st Embodiment of this invention. グレーデッドインデックスファイバの長さ(GIF長)とその最適結合距離との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the length (GIF length) of a graded index fiber, and its optimal coupling distance. グレーデッドインデックスファイバの長さを規定するピッチと反射減衰量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between the pitch which prescribes | regulates the length of a graded index fiber, and a return loss. 本発明の第2の実施形態に係るファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the principal part structure of the Faraday rotary mirror which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 加工角度と反射減衰量との関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between a processing angle and a return loss amount. 本発明の第3の実施形態に係るファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the principal part structure of the Faraday rotary mirror which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明に係るファラデー回転ミラーにおけるファラデー回転子と全反射ミラーとの間の配設関係を表し、(a)は第1状態の側面図であり、(b)は第1状態の平面図であり、(c)は第2状態の側面図であり、(d)は第2状態の平面図である。The arrangement | positioning relationship between the Faraday rotator and the total reflection mirror in the Faraday rotation mirror which concerns on this invention is represented, (a) is a side view of a 1st state, (b) is a top view of a 1st state. (C) is a side view of a 2nd state, (d) is a top view of a 2nd state. 従来のファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the principal part structure of the conventional Faraday rotation mirror. 図8に示すファラデー回転ミラーにおける光の偏波状態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the polarization state of the light in the Faraday rotation mirror shown in FIG. 特許文献1のファラデー回転ミラーを表し、(a)はその要部構造を模式的に表す断面図であり、(b)はコア拡大ファイバのみを模式的に表す断面図である。The Faraday rotation mirror of patent document 1 is represented, (a) is sectional drawing which represents the principal part structure typically, (b) is sectional drawing which represents typically only a core expansion fiber. 特許文献2のファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す断面図である。It is sectional drawing which represents typically the principal part structure of the Faraday rotation mirror of patent document 2. FIG. 特許文献3の光学結合系を模式的に表し、(a)はその要部構造を表す断面図であり、(b)はグレーデッドインデックスファイバの屈折率分布の表す図であり、(c)はグレーデッドインデックスファイバの蛇行周期を表す図である。The optical coupling system of Patent Document 3 is schematically represented, (a) is a cross-sectional view illustrating the main structure thereof, (b) is a diagram illustrating a refractive index distribution of a graded index fiber, and (c) is It is a figure showing the meandering period of a graded index fiber.

符号の説明Explanation of symbols

1,11,12,21,31,41 ファラデー回転ミラー
2,22,52 シングルモードファイバ
3,53 グレーデッドインデックスファイバ
3a,33a コア
3b,33b クラッド
4,54 コアレスファイバ
5,25,35,45 ファラデー回転子
6,26,36、46 全反射ミラー
7,27,37,47 磁石
8a,8b、38,48 光学接着剤
10 光軸
13 フェルール
1, 11, 12, 21, 31, 41 Faraday rotating mirror 2, 22, 52 Single mode fiber 3, 53 Graded index fiber 3a, 33a Core 3b, 33b Clad 4, 54 Coreless fiber 5, 25, 35, 45 Faraday Rotor 6, 26, 36, 46 Total reflection mirror 7, 27, 37, 47 Magnet 8a, 8b, 38, 48 Optical adhesive 10 Optical axis 13 Ferrule

Claims (10)

シングルモードファイバと、グレーデッドインデックスファイバと、ファラデー回転子と、全反射ミラーとを順次配し、
前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファラデー回転子と前記全反射ミラーとの間の少なくとも一方に、光学接着剤を介在させることを特徴とする、ファラデー回転ミラー。
Single mode fiber, graded index fiber, Faraday rotator and total reflection mirror are arranged in order,
An Faraday rotating mirror characterized by interposing an optical adhesive between at least one of the graded index fiber and the Faraday rotator and between the Faraday rotator and the total reflection mirror.
前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファラデー回転子と前記全反射ミラーとの間の少なくとも一方に、コアレスファイバを更に介在させる、請求項1に記載のファラデー回転ミラー。 The Faraday rotation mirror according to claim 1, further comprising a coreless fiber interposed between at least one of the graded index fiber and the Faraday rotator and between the Faraday rotator and the total reflection mirror. 前記コアレスファイバのファラデー回転子との対向面は、前記グレーデッドインデックスファイバの光軸と直交する面に対して傾斜し、
前記ファラデー回転子は、前記コアレスファイバの前記対向面に密着し、
前記全反射ミラーは、前記グレーデッドインデックスファイバの光軸に対し垂直に配されている、請求項2に記載のファラデー回転ミラー。
The surface of the coreless fiber facing the Faraday rotator is inclined with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the graded index fiber,
The Faraday rotator is in close contact with the facing surface of the coreless fiber;
The Faraday rotation mirror according to claim 2, wherein the total reflection mirror is arranged perpendicular to the optical axis of the graded index fiber.
前記光学接着剤の厚さは10μm以上である、請求項1から3のいずれかに記載のファラデー回転ミラー。 The Faraday rotating mirror according to claim 1, wherein the optical adhesive has a thickness of 10 μm or more. 前記全反射ミラーは、前記ファラデー回転子に直接成膜されている、請求項1から請求項4のいずれかに記載のファラデー回転ミラー。 The Faraday rotation mirror according to any one of claims 1 to 4, wherein the total reflection mirror is directly formed on the Faraday rotator. 前記グレーデッドインデックスファイバの長さは、該グレーデッドインデックスファイバを伝搬する光の1周期の0.31〜0.5倍である、請求項1から5のいずれかに記載のファラデー回転ミラー。 6. The Faraday rotation mirror according to claim 1, wherein a length of the graded index fiber is 0.31 to 0.5 times one period of light propagating through the graded index fiber. 前記シングルモードファイバとグレーデッドインデックスファイバとは、貫通孔を有するフェルールの該貫通孔内に配されている、請求項1から6のいずれかに記載のファラデー回転ミラー。 The Faraday rotation mirror according to any one of claims 1 to 6, wherein the single mode fiber and the graded index fiber are arranged in the through hole of a ferrule having a through hole. 前記全反射ミラーの外形は、前記グレーデッドインデックスファイバの光軸方向から見て、前記ファラデー回転子の外形の範囲内に位置している、請求項1から7のいずれかに記載のファラデー回転ミラー。 8. The Faraday rotating mirror according to claim 1, wherein an outer shape of the total reflection mirror is located within a range of an outer shape of the Faraday rotator when viewed from an optical axis direction of the graded index fiber. . 前記グレーデッドインデックスファイバの光軸方向から見て、前記ファラデー回転子および前記全反射ミラーは略正方形であり、前記ファラデー回転子の外形線と前記全反射ミラーの対角線とは略平行である、請求項8に記載のファラデー回転ミラー。 The Faraday rotator and the total reflection mirror are substantially square when viewed from the optical axis direction of the graded index fiber, and an outline of the Faraday rotator and a diagonal of the total reflection mirror are substantially parallel. Item 9. The Faraday rotating mirror according to Item 8. シングルモードファイバと、グレーデッドインデックスファイバと、ファラデー回転子と、全反射ミラーとを順次配し、前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファラデー回転子と前記全反射ミラーとの間の少なくとも一方に、光学接着剤を介在させる工程と、
光学接着剤の厚さを調整する工程と、
光学接着剤を硬化させる工程と、を含む、ファラデー回転ミラーの製造方法。
A single mode fiber, a graded index fiber, a Faraday rotator, and a total reflection mirror are sequentially arranged, between the graded index fiber and the Faraday rotator, and between the Faraday rotator and the total reflection mirror. And interposing an optical adhesive in at least one of
Adjusting the thickness of the optical adhesive;
And a step of curing the optical adhesive.
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