JP2014063097A

JP2014063097A - 光アイソレータ

Info

Publication number: JP2014063097A
Application number: JP2012209360A
Authority: JP
Inventors: Tsuyoshi Tanaka; 強田中; Tomoyoshi Akashi; 朋義明石; Toshiyuki Mizukoshi; 利幸水越
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2012-09-24
Filing date: 2012-09-24
Publication date: 2014-04-10

Abstract

【課題】光アイソレータに光を入射させたときに、光が反射してしまう可能性を抑制する。
【解決手段】
光アイソレータ１０は、ファラデー回転子３と、ファラデー回転子３の一方の主面に設けられた第１偏光子１と、ファラデー回転子３の他方の主面に設けられた第２偏光子２とを備えており、第１偏光子１は、光路に位置するレンズ部４を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、光アイソレータに関するものである。

光ファイバ通信においては、光源であるレーザーダイオードへの戻り光を防止するために光アイソレータが用いられる。光アイソレータとしては、例えば、特許文献１に記載の光アイソレータが挙げられる。特許文献１に記載の光アイソレータは、２枚の偏光子とファラデー回転子とに加えて、偏光子に接着されたレンズを有する。特許文献１に記載の光アイソレータは、偏光子とレンズとが接着されていることから、レーザーダイオードモジュールの全長を縮めることができる。

特開２００６−１３３６５８号公報

しかしながら、特許文献１に記載の光アイソレータは、偏光子とレンズとが接着されていることによって、偏光子とレンズとの間に接着剤の層が形成されていた。そのため、光アイソレータに光を入射した際に接着剤の層と偏光子との境界または接着剤の層とレンズとの境界で光が反射してしまう可能性があった。その結果、所望の光を透過させにくくなる場合があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、光の反射を抑制した光アイソレータを提供することにある。

本発明の一態様の光アイソレータは、ファラデー回転子と、該ファラデー回転子の一方の主面に設けられた第１偏光子と、前記ファラデー回転子の他方の主面に設けられた第２偏光子とを備えており、前記第１偏光子は、光路に位置するレンズ部を有している。

本発明の一態様の光アイソレータによれば、偏光子自体にレンズ部を形成することによって、接着剤の層を無くすことができる。その結果、光アイソレータに光を入射させたときに、光が反射してしまう可能性を抑制できる。

本発明の一実施形態の光アイソレータを示す断面図である。本発明の光アイソレータの変形例１を示す断面図である。本発明の光アイソレータの変形例２を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係る光アイソレータ１０について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態の光アイソレータ１０を示す断面図である。図１に示すように、光アイソレータ１０は、ファラデー回転子３と、ファラデー回転子３の一方の主面に設けられた第１偏光子１と、ファラデー回転子３の他方の主面に設けられた第２偏光子２とを備えている。光アイソレータ１０は、例えば、レーザーダイオードモジュールに
設けられる。この場合、光アイソレータ１０は、光源であるレーザーダイオードへの戻り光を防止するために用いられる。光アイソレータ１０は、ファラデー回転子３、第１偏光子１および第２偏光子２が光源から発せられる光の光路上に位置するように配置される。

＜ファラデー回転子３の構成＞
ファラデー回転は、所定の磁界が印加されることにより、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る。ファラデー回転子３は、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３の厚さは、例えば入射される光の偏波方向が４５度回転するように設定される。ファラデー回転子３は少なくとも２つの光の入出射面を有する。ファラデー回転子３は、入射される光の光路上に入出射面が位置するように配置される。ファラデー回転子３は、例えば、多角形または円形の平板である。ファラデー回転子３は、例えば、Ｔｂ、ＧｄまたはＨｏが添加されたビスマス置換ガーネットもしくはＹＩＧガーネットによって構成される。

＜第１偏光子１および第２偏光子２の構成＞
第１偏光子１および第２偏光子２は、所定角度の偏波光を選択的に透過させるための部材である。第１偏光子１は、ファラデー回転子３の一方の主面に設けられている。第２偏光子２は、ファラデー回転子３の他方の主面に設けられている。第１偏光子１および第２偏光子２は、透光性の接着剤でファラデー回転子３に接合されている。第１偏光子１の透光偏波角と第２偏光子２の透光偏波角とは、ファラデー回転子３によって光の偏波方向が回転される回転角度と同等の角度分ずらして配されている。すなわち、ファラデー回転子３に入射される光の偏波方向が４５度回転するように設定されている場合には、第１偏光子１の透光偏波方向と第２偏光子２の透光偏波方向とは４５°回転させるようにずらして配される。

第１偏光子１および第２偏光子２には、例えば、ソーダガラスやホウケイ酸ガラス等からなる偏光ガラスが用いられる。偏光ガラスは、ガラス中において長く延伸された金属粒子を一方向に配列させることにより偏光特性を持たせた部材である。偏光ガラスは、金属粒子の延伸方向に垂直な偏波方向を有する光を透過し、該延伸方向に平行な偏波方向を有する光を吸収する。第１偏光子１および第２偏光子２に用いる金属粒子は、例えばＣｕ、ＡｇまたはＣｄを利用することができる。また、第１偏光子１および第２偏光子２の形状としては、たとえば平板状、円板状または楔形状等の形状が挙げられる。

本実施形態における第１偏光子１は、第１レンズ部４を有している。光アイソレータ１０は、第１レンズ部４が光源から発せられる光の光路上に位置するように配置される。第１レンズ部４は光アイソレータ１０に入射した光または光アイソレータ１０から出射する光を外部の光導波路と接続するために設けられている。光アイソレータ１０は、第１偏光子１自体に第１レンズ部４が形成されていることによって、偏光子とレンズとが接着剤で接合されている場合と違って、接着剤の層を無くすことができる。その結果、光アイソレータ１０に光を入射させたときに、光が反射してしまう可能性を抑制できる。

第１レンズ部４は、第１偏光子１のうちファラデー回転子３と反対側の面に位置している。これにより、第１偏光子１のうちファラデー回転子３と接合されている面を平坦にできる。そのため、第１偏光子１とファラデー回転子３とを接着剤で接合したときに、接着剤の層の厚みが部分的に大きくなることを抑制できる。その結果、光アイソレータ１０に光を透過させたときの光の損失を低減できる。

第１レンズ部４は、凸状である。第１レンズ部４が凸状であることによって、第１偏光子１に入射した光を収束させることができる。その結果、光アイソレータ１０を小型化できる。

第１レンズ部４は、表面の形状が非球面レンズまたは球面レンズ形状である。これにより、光アイソレータ１０を通る光の光路上における、光アイソレータ１０の前後間の光学的な結合を高めることができる。

第１レンズ部４は、第１偏光子１における第１レンズ部４以外の部分と同様に、前述の金属粒子が分布していることが好ましい。これにより、第１レンズ部４も偏光子として用いることができる。

＜第１偏光子１の形成方法＞
第１偏光子１は、以下の方法で形成することができる。まず、ガラス部材中にＣｕ、Ａｇ、またはＣｄ等のハロゲン化物結晶を形成する。次に、ハロゲン化物結晶を含むガラス部材を加熱することによって、軟化させて、一方向に延伸させる。延伸したガラス部材をカットしてその表面を研磨し、平板状のガラス板を得る。次にガラス板における一方の表面に第１レンズ部４を形成する。第１レンズ部４を形成する方法としては研磨による方法またはエッチングによる方法等を用いることができる。

研磨による方法では、最初にダイヤモンド製の工具を用いてガラス板の表面を第１レンズ部４の形状に加工する。次に、酸化セリウム等の研磨材を用いて表面を研磨する。これにより、第１レンズ部４を形成することができる。

また、エッチングによる方法では、ガラス板上にスピンコーターを用いてレジスト材を塗布する。次に、第１レンズ部４に対応した形状のマスクパターンを通じてレジスト材を露光する。そして、現像処理を行った後に不要なレジスト材を除去する。さらに、ガラス板を四フッ化炭素等のガスを使用してドライエッチングを行なうことによって、第１レンズ部４を形成することができる。

次に、以上の工程で作製した第１レンズ部４を有するガラス板に対して還元処理を行なう。具体的には、水素雰囲気中で加熱することによって還元処理を行なう。これにより、ガラス板の表面のハロゲン化物結晶が還元されて、金属粒子が析出する。ハロゲン化物結晶は、延伸される過程において一方向に配向された針状結晶となっており、還元された金属粒子は、針状の形状となっている。この工程によって、ガラス板に偏光子の機能を備えさせることができる。

以上により、第１レンズ部４を有する第１偏光子１を作製することができる。

＜変形例１＞
光アイソレータ１０の変形例１について説明する。なお、本例の各構成において、上述の光アイソレータ１０と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１に示す光アイソレータ１０においては、第１偏光子１が有する第１レンズ部４が１つであるが、これに限られない。具体的には、第１偏光子１が第１レンズ部４を２つ以上有していてもよい。例えば、図２に示すように第１偏光子１に第１レンズ部４が複数設けられていてもよい。変形例１の光アイソレータ２０は、複数の光源と光アイソレータ２０とを接合する場合に、特に有効に用いられる。具体的には、複数の光源から発せられた複数の光の光路に対応して複数の第１レンズ部４が設けられている。

＜変形例２＞
光アイソレータ１０の変形例２について説明する。なお、本例の各構成において、上述
の光アイソレータ１０と同様の構成および機能を有する部材については、同じ参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図３に示す光アイソレータ３０においては、第２偏光子２が、光路に位置する第２レンズ部５を有している。第２レンズ部５は第１レンズ部４と同様に形成される。第２レンズ部５は、第２偏光子２のうちファラデー回転子３と反対側の面に位置している。第２レンズ部５は凸状である。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更、改良などが可能である。例えば、本実施形態においては、第１レンズ部４が第１偏光子１のうちファラデー回転子３の反対側の面に設けられていたが、これに限られない。具体的には、ファラデー回転子３と接合されている面に第１偏光子１が設けられていてもよい。

本実施形態においては、第２レンズ部５が第２偏光子２のうちファラデー回転子３の反対側の面に設けられていたが、これに限られない。具体的には、ファラデー回転子３と接合されている面に第２偏光子２が設けられていてもよい。

１：第１偏光子
２：第２偏光子
３：ファラデー回転子
４：第１レンズ部
５：第２レンズ部
１０、２０、３０：光アイソレータ

Claims

ファラデー回転子と、該ファラデー回転子の一方の主面に設けられた第１偏光子と、前記ファラデー回転子の他方の主面に設けられた第２偏光子とを備えており、
前記第１偏光子は、光路に位置するレンズ部を有していることを特徴とする光アイソレータ。
前記レンズ部は、前記第１偏光子の前記ファラデー回転子と反対側の面に位置し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。
前記第１偏光子に形成された前記レンズ部が凸状であることを特徴とする請求項２に記載の光アイソレータ。
前記第１偏光子が有する前記レンズ部を第１レンズ部としたときに、前記第２偏光子が、光路に位置する第２レンズ部を有し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。
前記第１偏光子は、複数の前記光路に対応して前記レンズ部を複数有し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。