JP2009031589A

JP2009031589A - 光アイソレータ

Info

Publication number: JP2009031589A
Application number: JP2007196346A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kimura; 昌行木村
Original assignee: Seikoh Giken Co Ltd
Current assignee: Seikoh Giken Co Ltd
Priority date: 2007-07-27
Filing date: 2007-07-27
Publication date: 2009-02-12

Abstract

【課題】円筒磁石内への取付作業の困難性を低減化可能な光アイソレータを提供する。
【解決手段】光アイソレータ１は、光源と光学系との間に配置され、円筒磁石１０と、偏光子１２と、ファラデー回転子１４と、検光子１６とを備える。円筒磁石１０は円筒状に形成され、磁界を印加するものである。偏光子１２は光源からの光のうち、所定方向に偏光する光を透過するものである。ファラデー回転子１４は円筒磁石１０から印加される磁界によって、偏光子１２を透過した光の偏光方向を、所定角度回転させるものである。検光子１６はファラデー回転子１４によって偏光方向が所定角度回転させられた光を透過して光学系に導くものである。さらに、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６は、円筒磁石１０に内包されるように取り付けられ、取付状態においてこれらが直列に並ぶ直列方向から見た形状が、それぞれ長方形状となっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、光アイソレータに関する。

従来、順方向に入射する光を低損失で透過させ、且つ、逆方向に入射する光を遮断する光アイソレータが知られている。このような光アイソレータは、例えば、円筒磁石と、偏光子と、ファラデー回転子と、検光子とを備えている。円筒磁石は、磁界を印加するものであって、偏光子、ファラデー回転子、及び検光子を内包するように設けられる。偏光子は、所定方向に偏光する光を透過するものである。ファラデー回転子は、円筒磁石により印加される磁界によって、偏光子を透過した光の偏光方向を、所定角度回転させるものである。検光子は、ファラデー回転子によって偏光方向が所定角度回転させられた光を透過するものである（例えば、特許文献１参照。）。
特許第２８３１１５８号公報（第２頁、第１図、第２図）

このような光アイソレータでは、順方向の光について透過させ、逆方向の光について遮断するために、偏光方向を考慮したうえで、偏光子、ファラデー回転子及び検光子を円筒磁石内に取り付けなければならない。しかし、特許文献１に記載の光アイソレータは、偏光子、ファラデー回転子及び検光子が直列に並ぶ直列方向から見た場合、それぞれが正方形状となっているため、偏光方向が分かり難くなってしまう。このため、円筒磁石内への取付作業について、困難性が増してしまう。

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、円筒磁石内への取付作業について、困難性を低減することが可能な光アイソレータを提供することにある。

本発明の光アイソレータは、光源と光学系との間に配置されるものであって、円筒状に形成され、磁界を印加する円筒磁石と、光源からの光のうち、所定方向に偏光する光を透過する偏光子と、円筒磁石から印加される磁界によって、偏光子を透過した光の偏光方向を、所定角度回転させるファラデー回転子と、ファラデー回転子によって偏光方向が所定角度回転させられた光を透過して光学系に導く検光子とを備えている。さらに、偏光子、ファラデー回転子及び検光子は、円筒磁石に内包されるように取り付けられ、取付状態においてこれらが直列に並ぶ直列方向から見た形状が、それぞれ長方形状となっている。

また、本発明の光アイソレータにおいて、円筒磁石は、円筒端部にマーキングが施されていることが好ましい。

本発明の光アイソレータによれば、偏光子、ファラデー回転子及び検光子は、円筒磁石に内包されるように取り付けられ、取付状態においてこれらが直列に並ぶ直列方向から見た形状が、それぞれ長方形状となっている。このため、長方形状の長辺の向き等から、偏光方向を確認することができる。これにより、直列方向から偏光方向を確認しつつ、これらを円筒磁石内に取り付けることができ、円筒磁石内への取付作業について困難性を低減することができる。

次に、図面を参照して、本発明の第１乃至第３の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、現実のものとは異なることに留意すべきである。又、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。

また、以下に示す第１の実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術的思想は、各構成部品の配置等を下記のものに特定するものでない。この発明の技術的思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。

[第１の実施の形態]
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータ１を示す構成図であり、図１（ａ）は正面図を示し、図１（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線に沿う模式的断面構造図を示している。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す光アイソレータ１は、光源と光学系（例えば後述の光ファイバ２４）との間に配置されるものであって、光源からの順方向の光について透過させ、光学系からの逆方向の光について遮断する機能を有するものである。この光アイソレータ１は、円筒磁石１０と、偏光子１２と、ファラデー回転子１４と、検光子１６とを備えている。

円筒磁石１０は、円筒状に形成された永久磁石であって、ファラデー回転子１４に磁界を印加するものである。また、円筒磁石１０は円筒端部１０ａにマーキング１０ｂが施されている。

偏光子１２は、ファラデー回転子１４及び検光子１６よりも光源側に配置されたガラス偏光板であって、光源からの光のうち、所定方向に偏光する光を透過するものである。この偏光子１２は、光源側となる片面に空気に対する無反射コートが施されると共に、上記片面の反対面に光学接着剤に対する無反射コートが施されている。

ファラデー回転子１４は、偏光子１２と検光子１６との間に配置され、（ＧｄＢｉ）_３（ＦｅＡｌＧａ）_５Ｏ_１２なる組成のガーネット厚膜により構成されたものである。このファラデー回転子１４は、円筒磁石１０から印加される磁界によって、偏光子１２を透過した光の偏光方向を、所定角度回転させる機能を有する。また、ファラデー回転子１４は、両面に光学接着剤に対する無反射コートが施され、光源側の片面が偏光子１２と光学接着剤によって接着固定されている。

検光子１６は、偏光子１２及びファラデー回転子１４よりも光学系側に配置されたガラス偏光板であって、ファラデー回転子１４によって偏光方向が所定角度回転させられた光を透過して光学系に導くものである。この検光子１６は、両面に光学接着剤に対する無反射コートが施され、光源側の片面がファラデー回転子１４と光学接着剤によって接着固定されている。

また、図１（ａ）に示すように、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６は、円筒磁石に内包されるように取り付けられており、取付状態においてこれらが直列に並ぶ直列方向から見た形状が、それぞれ長方形状となっている。さらに、長方形状の一方の短辺はマーキング１０ｂに近接するように取り付けられている。より詳細に、マーキング１０ｂは、長方形状の一方の短辺に近接し、且つ、長方形状の２つの長辺を伸ばした２直線の中間に位置するようになっている。さらに、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６は、図１（ｂ）に示すように、取付状態において直交方向断面を見た場合、それぞれが角度θだけ傾いた平行四辺形状となっている。

また、このような光アイソレータ１のうち検光子１６は、上記片面の反対面がキャピラリ１８に固定され、円筒磁石１０は、金属フェルール２０に固定される。キャピラリ１８は、ジルコニアにより構成されたものであり、直列方向に伸びる貫通孔１８ａを有し、貫通孔１８ａ内に石英ガラス等からなる光ファイバ素線２２が挿入固定されている。また、キャピラリ１８は、検光子１６と固定される面が直列方向に直交する垂直面に対して角度θの傾きを持つように端面処理されている。

金属フェルール２０は、ファイバ挿入口２０ａが形成された筒状部材であって、ファイバ挿入口２０ａの内壁によりキャピラリ１８の外周部を覆うものである。また、ファイバ挿入口２０ａには、光ファイバ２４が挿入されるようになっている。

次に、第１実施形態に係る光アイソレータ１の動作について説明する。まず、光源から光が照射されると、照射光は、レンズ等の光学部品を介して偏光子１２に入射する。偏光子１２に入射した光は、所定方向の偏光する光のみが偏光子１２を透過し、他方向に偏光する光は遮断される。

次いで、偏光子１２を透過した光はファラデー回転子１４に入射する。ファラデー回転子１４に入射した光は、偏光方向が所定角度だけ回転させられる。そして、ファラデー回転子１４において所定角度だけ回転させられた光は、検光子１６に入射する。検光子１６は、所定角度だけ回転させられた光のみを透過して、その光を光ファイバ素線２２に導く。また、検光子１６は、他方向に偏光する光が光ファイバ素線２２から入射してきたとしても、その光を遮断する。

次に、光アイソレータ１の製造方法等を説明する。まず、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６が偏光軸合わせをされながら順次積層され接着硬化される。これにより、積層体が得られる。次に、ダイシングソーによって、積層体がカットされていく。これにより、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６が積層されたチップが得られることとなる。

次に、チップが規定の向きに向くように円筒磁石１０内に挿入され、キャピラリ１８に接着される。この際、第１実施形態に係る偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６は、直列方向から見た場合に長方形状となっている。このため、長方形状の長辺の向き等から、偏光方向を確認することができる。これにより、直列方向から偏光方向を確認しつつ、チップを円筒磁石１０内に取り付けることができる。また、円筒磁石１０の円筒端部１０ａにはマーキング１０ｂが施されているため、長方形状の長辺の向き等とマーキング１０ｂとの位置関係を確認しつつ、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６が積層されたチップを取り付けることができる。

次に、光アイソレータ１の変形例を説明する。図２は、光アイソレータ１の変形例を示す模式的側面図であり、図２（ａ）は第１の変形例を示し、図２（ｂ）は第２の変形例を示し、図２（ｃ）は第３の変形例を示している。図１に示す光アイソレータ１の偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６は、直列方向断面が垂直面に対して同方向に傾く平行四辺形状となっていた。

これに対し、図２（ａ）に示すように、第１の変形例に係る光アイソレータ１では、偏光子１２及び検光子１６が同方向に傾いているが、ファラデー回転子１４はこれらとは逆方向に傾いている。また、図２（ｂ）に示すように、第２の変形例に係る光アイソレータ１では、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６の直列方向断面が平行四辺形状でなく、同方向に傾きを有した長方形状となっている。さらに、第３の変形例に係る光アイソレータ１では、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６直列方向断面がすべて長方形状であり、偏光子１２及び検光子１６が同方向に傾き、ファラデー回転子１４はこれらとは逆方向に傾いている。

これら図２に示す変形例であっても、図１に示した光アイソレータ１のように、直列方向から見た場合に、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６が長方形状となっている。このため、直列方向から偏光方向を確認しつつ、これらを円筒磁石１０内に取り付けることができる。

以上のようにして、本発明の第１実施形態に係る光アイソレータ１によれば、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６は、円筒磁石１０に内包されるように取り付けられ、取付状態においてこれらが直列に並ぶ直列方向から見た形状が、それぞれ長方形状となっている。このため、長方形状の長辺の向き等から、偏光方向を確認することができる。これにより、直列方向から偏光方向を確認しつつ、これらを円筒磁石１０内に取り付けることができ、円筒磁石１０内への取付作業について困難性を低減することができる。

また、円筒磁石１０は、円筒端部１０ａにマーキング１０ｂが施されているため、長方形状の長辺の向き等とマーキング１０ｂとの位置関係を確認しつつ、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６を円筒磁石１０内に取り付けることができ、円筒磁石１０内への取付作業について一層困難性を低減することができる。

[第２の実施の形態]
図３は、本発明の第２の実施の形態に係る光アイソレータ１を含む光アイソレータ付き光レセプタクル２の構成図であり、図３（ａ）は正面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う模式的断面構造図を示している。光アイソレータ１は、第１の実施の形態のものと同様である。

また、光アイソレータ付き光レセプタクル２は、光アイソレータ１に加えて、キャピラリ２８と、ホルダ３０と、スリーブ３２とを備えた光レセプタクル３を有している。キャピラリ２８は、ジルコニアにより構成されたものであり、直列方向に伸びる貫通孔２８ａを有し、貫通孔２８ａ内に石英ガラス等からなる光ファイバ素線３４が挿入固定されている。また、キャピラリ２８は、検光子１６と固定される面が垂直面に対して角度θの傾きを持つように端面処理されている。

ホルダ３０は、プラグ挿入口３０ａが形成された筒状部材であって、プラグ挿入口３０ａの内壁によりキャピラリ２８の光源側外周部を覆うものである。また、プラグ挿入口３０ａには、光ファイバ素線を備えたプラグフェルールが挿入されるようになっている。

スリーブ３２は、円筒状に形成された部材であって、プラグフェルールが挿入された状態で、プラグフェルールとホルダ３０との間に介在するものである。このスリーブ３２は、例えば弾性部材によって形成され、キャピラリ２８の光源反対側外周部を覆うと共に、挿入されたプラグフェルールを覆う構成となっている。

このような光アイソレータ付き光レセプタクル２においても、第１の実施形態と同様に、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６は、直列方向から見た場合に長方形状となっている。このため、長方形状の長辺の向き等から、偏光方向を確認することができる。これにより、直列方向から偏光方向を確認しつつ、これらを円筒磁石１０内に取り付けることができる。

以上のようにして、本発明の第２の実施の形態に係る光アイソレータ１によれば、第１の実施の形態と同様に、円筒磁石１０内への取付作業について困難性を低減することができる。また、長方形状の長辺の向き等とマーキング１０ｂとの位置関係を確認しつつ、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６を円筒磁石１０内に取り付けることができ、円筒磁石１０内への取付作業について一層困難性を低減することができる。

[第３の実施の形態]
図４は、本発明の第３実施形態に係る光アイソレータ１を含む光モジュール４の構成を示す断面図である。図４に示すように、光モジュール４は、光アイソレータ１と、光レセプタクル３と、光送信部５とからなっている。光アイソレータ１及び光レセプタクル３は、第２実施形態のものと同様である。

光送信部５は、主として発光素子３８と、集光レンズ４０と、ホルダ４２とからなっている。発光素子３８は、例えばＩｎＰ系ＦＰ−ＬＤやＤＦＢ−ＬＤといったレーザダイオードチップから構成されている。集光レンズ４０は、発光素子３８からの光を集光する非球面のレンズである。また、ホルダ４２は、発光素子３８及び集光レンズ４０を収容するものであり、発光素子３８はステムを介してホルダ４２に固定され、集光レンズ４０はホルダ４２の内側に向けて伸びる片部４２ａに直接固定されている。

このような光モジュール４においても、第１実施形態と同様に、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６は、直列方向から見た場合に長方形状となっている。このため、長方形状の長辺の向き等から、偏光方向を確認することができる。これにより、直列方向から偏光方向を確認しつつ、これらを円筒磁石１０内に取り付けることができる。

以上のようにして、第３実施形態に係る光モジュール４によれば、第１実施形態と同様に、円筒磁石１０内への取付作業について困難性を低減することができる。また、長方形状の長辺の向き等とマーキング１０ｂとの位置関係を確認しつつ、偏光子１２、ファラデー回転子１４及び検光子１６を円筒磁石１０内に取り付けることができ、円筒磁石１０内への取付作業について一層困難性を低減することができる。

[その他の実施の形態]
上記のように、本発明は、第１乃至第３の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、上記実施形態において光アイソレータ１は、光送信側に設けられるものを主として説明したが、これに限らず、受信側に設けられるものであっってもよいし、両者を兼用するものであってもよい。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の第１実施形態に係る光アイソレータを示す構成図であり、（ａ）正面図、（ｂ）（ａ）のＡ−Ａ線に沿う模式的断面構造図。本発明の第１実施形態に係る光アイソレータの変形例を示す模式的側面図であり、（ａ）第１の変形例、（ｂ）第２の変形例、（ｃ）第３の変形例を示す側面図。本発明の第２実施形態に係る光アイソレータを含む光アイソレータ付き光レセプタクルの模式的構成図であり、（ａ）正面図、（ｂ）（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う模式的断面構造図。本発明の第３実施形態に係る光アイソレータを含む光モジュールの構成を示す模式的断面構造図。

符号の説明

１…光アイソレータ
２…光アイソレータ付き光レセプタクル
３…光レセプタクル
４…光モジュール
５…光送信部
１０…円筒磁石
１０ａ…円筒端部
１０ｂ…マーキング
１２…偏光子
１４…ファラデー回転子
１６…検光子
１８…キャピラリ
１８ａ…貫通孔
２０…金属フェルール
２２…光ファイバ素線
２４…光ファイバ
２８…キャピラリ
２８ａ…貫通孔
３０、４２…ホルダ
３２…スリーブ
３４…光ファイバ素線
３８…発光素子
４０…集光レンズ
４２ａ…片部

Claims

光源と光学系との間に配置される光アイソレータであって、
円筒状に形成され、磁界を印加する円筒磁石と、
前記光源からの光のうち、所定方向に偏光する光を透過する偏光子と、
前記円筒磁石から印加される磁界によって、前記偏光子を透過した光の偏光方向を、所定角度回転させるファラデー回転子と、
前記ファラデー回転子によって偏光方向が所定角度回転させられた光を透過して前記光学系に導く検光子と
を備え、
前記偏光子、前記ファラデー回転子及び前記検光子は、前記円筒磁石に内包されるように取り付けられ、取付状態においてこれらが直列に並ぶ直列方向から見た形状が、それぞれ長方形状となっていることを特徴とする光アイソレータ。
前記円筒磁石は、円筒端部にマーキングが施されていることを特徴とする請求項１に記載の光アイソレータ。