JP2015084016A

JP2015084016A - 光アイソレータ用光学素子とその製造方法

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Publication number: JP2015084016A
Application number: JP2013221874A
Authority: JP
Inventors: 英男斉藤; Hideo Saito
Original assignee: SMM Precision Co Ltd
Current assignee: SMM Precision Co Ltd
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2013-10-25
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2033-10-25
Also published as: CN104570407B; CN104570407A; TW201516474A; JP6071143B2

Abstract

【課題】小型化の阻害要素にならない目印を有する光アイソレータ用光学素子を提供する。【解決手段】2枚の偏光子11、12間に1枚のファラデー回転子13が貼合わされた積層構造体10により構成され、積層構造体の積層方向一端側に位置する偏光子11が入射面を構成し他端側に位置する偏光子12が出射面を構成するように組み込まれる光アイソレータ用光学素子であって、積層構造体が、断面四角形状のファラデー回転子と偏光子とで構成される直方体形状を有すると共に、光軸に垂直な面に対し積層構造体の入射面と出射面が平行となるように組み込まれ、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示する切り込み印14がファラデー回転子と偏光子の各角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に積層方向に亘って連続的に設けられていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、１または２枚のファラデー回転子と２枚以上の偏光子がファラデー回転子を偏光子で挟持するように貼り合わされた積層構造体により構成され、積層構造体の積層方向一端側に位置する偏光子が入射面を構成し他端側に位置する偏光子が出射面を構成するように組み込まれる光アイソレータ用光学素子に係り、特に、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示する切り込み印（目印）が設けられた光アイソレータ用光学素子の改良とその製造方法に関するものである。

光アイソレータの部品として組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示する目印が設けられた光アイソレータ用光学素子としては特許文献１に記載されたものが知られている。すなわち、この光アイソレータ用光学素子（磁気光学素子）は、偏光方向が相互に４５度異なる２枚の偏光子と、これ等２枚の偏光子の間に一体的に挟み込まれたファラデー回転子とを備え、上記２枚の偏光子の内少なくとも何れか一方の偏光子に偏光方向を示す目印（四角形状を有する偏光子の外周縁部に目印として階段状の切込みを設けた磁気光学素子が特許文献１の図３に示されている）が施されたものである。尚、上記目印は、製造する光アイソレータ用光学素子よりも面積が大きい２枚の偏光子用板材とファラデー回転子用板材とを接着した後、ダイシング等で細分化(チップ化)する際に同時に付けられている。

上記目印（階段状の切込み）が設けられた光アイソレータ用光学素子は、基本的に直方体や立方体の形状となっており、非磁性の金属板、セラミックス板等の基板上に磁石と共に配置して使用したり（特許文献２参照）、光レセプタクルのファイバスタブ先端部に接着して使用される（特許文献３参照）ことが多い。一例として、目印（階段状の切込み）が設けられた光アイソレータ用光学素子を磁石と共に基板上に配置した光アイソレータを図１に示す。尚、図１中、符号１、２は偏光子、符号３はファラデー回転子、符号４は目印（階段状の切込み）、符号５、６は磁石、符号７は平板状の基板、符号８は偏光子１の偏光方向をそれぞれ示している。

また、光アイソレータを半導体レーザーモジュールに組み込む場合、光アイソレータ用光学素子の光入射面からの反射光が半導体レーザー素子に戻らないようにするため、光軸に垂直な面に対して光アイソレータを斜めに配置する方法も採られている。更に、光軸に垂直な面に対して光アイソレータ全体を斜めに配置する上記方法に変えて、光軸に対して入射面が一定角度で傾斜するように、光アイソレータ用光学素子そのものを傾斜させて切り出す方法（特許文献４参照）も行われている。

特開平０８−０９４９７２号公報（図３参照）特開２００１−０９１８９９号公報（図４参照）特許第４７７６９３４号公報（図８参照）特開２００１−１７４７５２号公報（図４参照）

ところで、光アイソレータの低価格化に伴い、光アイソレータ用光学素子におけるチップサイズの小型化が求められている。光アイソレータ用光学素子のチップサイズを小型化することで、大面積ファラデー回転子用板材と大面積偏光子用板材を貼り合わせた大面積積層体から得られる光アイソレータ用光学素子の個数が増える分、光アイソレータ用光学素子１個当りのコストが低減されるからである。

しかし、偏光方向を示す目印が施された従来の光アイソレータ用光学素子は、図１に示すように偏光子１の外周縁部に目印４である階段状の切込みが形成されていることから、光アイソレータ用光学素子への入射光あるいは光アイソレータ用光学素子からの出射光が階段状の切込み（目印４）に当たると光が散乱されてしまうため（図２参照）、光アイソレータ用光学素子の小型化を図る際において、上記目印（階段状の切込み）４が阻害要素となっていた。

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、小型化の阻害要素にならない目印（切り込み印）を有する光アイソレータ用光学素子を提供し、合わせてこの光アイソレータ用光学素子の製造方法を提供することにある。

すなわち、請求項１に係る発明は、
１または２枚のファラデー回転子と２枚以上の偏光子がファラデー回転子を偏光子で挟持するように貼り合わされた積層構造体により構成され、かつ、積層構造体の積層方向一端側に位置する偏光子が入射面を構成し他端側に位置する偏光子が出射面を構成するように組み込まれる光アイソレータ用光学素子において、
上記積層構造体が、断面四角形状のファラデー回転子と偏光子とで構成される立方体若しくは直方体の形状を有すると共に、光軸に垂直な面に対し上記積層構造体の入射面と出射面が平行となるように組み込まれ、かつ、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示するための切り込み印が、上記ファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に上記積層方向に亘って連続的に設けられていることを特徴とし、
請求項２に係る発明は、
１または２枚のファラデー回転子と２枚以上の偏光子がファラデー回転子を偏光子で挟持するように貼り合わされた積層構造体により構成され、かつ、積層構造体の積層方向一端側に位置する偏光子が入射面を構成し他端側に位置する偏光子が出射面を構成するように組み込まれる光アイソレータ用光学素子において、
上記積層構造体が、断面平行四辺形状のファラデー回転子と偏光子とで構成される平行六面体（但し、対峙する一組の面が角度θに設定された平行四辺形状を有し、対峙する残り二組の面が正方形若しくは長方形状を有する六面体を意味する）の形状を有すると共に、光軸に垂直な面に対し上記積層構造体の入射面と出射面が角度θで傾斜するように組み込まれ、かつ、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示するための切り込み印が、上記ファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に上記積層方向に亘って連続的に設けられていることを特徴とし、
また、請求項３に係る発明は、
請求項２に記載の光アイソレータ用光学素子において、
上記角度θが４〜１２度であることを特徴とするものである。

次に、請求項４に係る発明は、
１または２枚のファラデー回転子と２枚以上の偏光子がファラデー回転子を偏光子で挟持するように貼り合わされた積層構造体により構成され、かつ、積層構造体の積層方向一端側に位置する偏光子が入射面を構成し他端側に位置する偏光子が出射面を構成するように組み込まれると共に、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示するための切り込み印が、ファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に上記積層方向に亘って連続的に設けられている光アイソレータ用光学素子の製造方法において、
複数のファラデー回転子が切り出せる１または２枚の大面積ファラデー回転子用板材と複数の偏光子が切り出せる２枚以上の大面積偏光子用板材が、大面積ファラデー回転子用板材を大面積偏光子用板材で挟持するように貼り合わされた大面積積層体を短冊状に切断して、複数の短冊状積層体を得る切断工程と、
得られた各短冊状積層体の切断面をそれぞれ上向きにし、整列基準面と角度整合面を有する断面略Ｌ字形状のＬ字型治具を用いて、短冊状積層体の偏光子用板材面側をＬ字型治具の上記整列基準面に接合させながら各短冊状積層体の位置合わせを行なうと共に、各短冊状積層体の長さ方向端部側をＬ字型治具の上記角度整合面に突き当てながら複数の短冊状積層体を整列させ、次いで、整列された複数の短冊状積層体を固定部材に固定した後、固定された複数の短冊状積層体から上記Ｌ字型治具を取り外す整列・固定工程と、
固定部材に固定された複数の短冊状積層体から成る集合体をダイシング装置の回転ステージに載置し、整列させた短冊状積層体のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの進行ラインに合わせる（短冊状積層体のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの切断基準線と定義する）と共に、回転ステージを用い、複数の短冊状積層体から成る集合体を上記切断基準線と切断線のなす角度が所定の切断角度となるよう回転させて切断基準線から所定角度回転した基準面を設定し、次いで、短冊状積層体から成る集合体を上記基準面に平行に切断して各短冊状積層体からそれぞれ複数の積層構造体を製造すると共に、各積層構造体のファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に積層方向に亘って連続的に切り込み印も形成する切断・切り込み印形成工程、
を具備することを特徴とする。

また、請求項５に係る発明は、
請求項４に記載の光アイソレータ用光学素子の製造方法において、
上記Ｌ字型治具の角度整合面が、整列基準面に垂直に交わる面に対して所定の角度θ傾斜するように設定されていることを特徴とし、
請求項６に係る発明は、
請求項５に記載の光アイソレータ用光学素子の製造方法において、
上記所定の角度θが４〜１２度であることを特徴とし、
請求項７に係る発明は、
請求項４〜６のいずれかに記載の光アイソレータ用光学素子の製造方法において、
各短冊状積層体の長さ方向端部側をＬ字型治具の角度整合面に突き当てながら複数の短冊状積層体を整列させる整列・固定工程において、整列させる複数の短冊状積層体を同一形状の２つのＬ字型治具間に挟み込むと共に、挟み込まれた一端側短冊状積層体の偏光子用板材面側を一方のＬ字型治具の整列基準面に整合させ、かつ、他端側短冊状積層体の偏光子用板材面側を他方のＬ字型治具における整列基準面の裏面に整合させることを特徴とするものである。

請求項１〜３に記載の光アイソレータ用光学素子によれば、
部品として組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示するための切り込み印が、ファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に積層方向に亘って連続的に設けられているため、偏光子の外周縁部に階段状の切り込み（目印）が形成された従来の光アイソレータ用光学素子と比較して偏光子の入出射面に占める上記切り込み印の面積が極めて小さく、かつ、偏光子の外周縁部とは異なる角部に上記切り込み印が形成されていることから、偏光子における入射光並びに出射光のビームスポット内に切り込み印が入ることもない。

従って、従来の光アイソレータ用光学素子と比較して偏光子とファラデー回転子の面積を小さく設定できるため、大面積ファラデー回転子用板材と大面積偏光子用板材が貼り合わされた大面積積層体からより多くの光学チップ（光アイソレータ用光学素子を構成する積層構造体）を採取することが可能となる効果を有する。

また、請求項４〜７記載の光アイソレータ用光学素子の製造方法によれば、
複数のファラデー回転子が切り出せる１または２枚の大面積ファラデー回転子用板材と複数の偏光子が切り出せる２枚以上の大面積偏光子用板材が、大面積ファラデー回転子用板材を大面積偏光子用板材で挟持するように貼り合わされた大面積積層体を短冊状に切断して、複数の短冊状積層体を得る切断工程と、
得られた各短冊状積層体の切断面をそれぞれ上向きにし、整列基準面と角度整合面を有する断面略Ｌ字形状のＬ字型治具を用いて、短冊状積層体の偏光子用板材面側をＬ字型治具の上記整列基準面に接合させながら各短冊状積層体の位置合わせを行なうと共に、各短冊状積層体の長さ方向端部側をＬ字型治具の上記角度整合面に突き当てながら複数の短冊状積層体を整列させ、次いで、整列された複数の短冊状積層体を固定部材に固定した後、固定された複数の短冊状積層体から上記Ｌ字型治具を取り外す整列・固定工程と、
固定部材に固定された複数の短冊状積層体から成る集合体をダイシング装置の回転ステージに載置し、整列させた短冊状積層体のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの進行ラインに合わせる（短冊状積層体のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの切断基準線と定義する）と共に、回転ステージを用い、複数の短冊状積層体から成る集合体を上記切断基準線と切断線のなす角度が所定の切断角度となるよう回転させて切断基準線から所定角度回転した基準面を設定し、次いで、短冊状積層体から成る集合体を上記基準面に平行に切断して各短冊状積層体からそれぞれ複数の積層構造体を製造すると共に、各積層構造体のファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に積層方向に亘って連続的に切り込み印も形成する切断・切り込み印形成工程、を具備するため、
請求項１〜３に記載の光アイソレータ用光学素子を効率的に製造できる効果を有する。

偏光子の外周縁部に階段状の切り込み（目印）が形成された従来の光アイソレータ用光学素子を組み込んだ光アイソレータの概略斜視図。図２（Ａ）は偏光子の外周縁部に階段状の切り込み（目印）が形成された光アイソレータ用光学素子の正面図、図２（Ｂ）はその側面図。図３（Ａ）は立方体若しくは直方体形状の積層構造体により構成される本発明に係る光アイソレータ用光学素子の正面図、図３（Ｂ）はその側面図。図４（Ａ）は平行六面体形状の積層構造体により構成される本発明に係る光アイソレータ用光学素子の正面図、図４（Ｂ）はその側面図。図５（Ａ）〜（Ｇ）は本発明に係る光アイソレータ用光学素子の製造方法を示す工程説明図。図５（Ｄ）の変形例を示す工程説明図。図７（Ａ）は比較例に係る光アイソレータ用光学素子の正面図、図７（Ｂ）はその側面図。

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

（１）光アイソレータ用光学素子
１または２枚のファラデー回転子と２枚以上の偏光子がファラデー回転子を偏光子で挟持するように貼り合わされた積層構造体により構成される本発明に係る光アイソレータ用光学素子には、「シングル型の光アイソレータ用光学素子」（偏光子／ファラデー回転子／偏光子）、シングル型の光アイソレータ用光学素子を組み合わせた「ダブル型の光アイソレータ用光学素子」（偏光子／ファラデー回転子／偏光子／偏光子／ファラデー回転子／偏光子）、「セミダブル型の光アイソレータ用光学素子」（偏光子／ファラデー回転子／偏光子／ファラデー回転子／偏光子）等が例示され、かつ、ファラデー回転子両面にサファイア等から成る放熱用基板が貼り合わされた構造を有する光アイソレータ用光学素子も存在する。

以下、偏光方向が互いに４５度異なる２枚の偏光子間に１枚のファラデー回転子を挟み込んだ「シングル型の光アイソレータ用光学素子」を例に説明する。

（ａ）立方体若しくは直方体形状の積層構造体から成る光アイソレータ用光学素子
この光アイソレータ用光学素子は、図３（Ａ）〜（Ｂ）に示すように上記積層構造体が断面四角形状のファラデー回転子１３と偏光子１１、１２とで構成される立方体若しくは直方体の形状を有すると共に、光軸に垂直な面に対し上記積層構造体の入射面と出射面が平行となるように組み込まれ、かつ、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子１１であることを表示するための切り込み印１４が、上記ファラデー回転子１３の角部と偏光子１１、１２の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に積層方向に亘って連続的に設けられていることを特徴としている。

尚、図３（Ａ）に示すように偏光子１１、１２における入出射面の形状が正方形で、かつ、切り込み印１４が階段状の切り込み形状である場合、切り込み印１４の幅寸法と深さ寸法が同一に設定されているとその対称性から偏光子１１と偏光子１２との区別ができなくなり、上記切り込み印１４を目印として入射面を構成する偏光子１１を選別することが困難となる。このため、階段状の切り込みで切り込み印１４を構成する場合には、切り込み印１４の幅寸法と深さ寸法を同一とせずに非対称となるように設定することが好ましい。

そして、図３（Ａ）〜（Ｂ）に示す本発明に係る光アイソレータ用光学素子においては、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子１１であることを表示するための切り込み印１４がファラデー回転子１３の角部と偏光子１１、１２の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に積層方向に亘って連続的に設けられているため、図２（Ａ）〜（Ｂ）に示された偏光子１の外周縁部に階段状の切り込み（目印）４が形成された従来の光アイソレータ用光学素子と比較して偏光子１１の入出射面に占める上記切り込み印１４の面積が極めて小さく、かつ、偏光子１１の外周縁部とは異なる角部に上記切り込み印１４が形成されていることから、図３（Ａ）に示すように偏光子１１における入射光並びに出射光のビームスポット内に切り込み印１４が入ることもない。

従って、偏光子１１、１２とファラデー回転子１３の面積を小さく設定できるため、大面積ファラデー回転子用板材と大面積偏光子用板材が貼り合わされた大面積積層体からより多くの光学チップ（光アイソレータ用光学素子を構成する積層構造体）を採取することが可能となる顕著な効果を有している。

（ｂ）平行六面体形状の積層構造体から成る光アイソレータ用光学素子
この光アイソレータ用光学素子は、図４（Ａ）〜（Ｂ）に示すように上記積層構造体が断面平行四辺形状のファラデー回転子１３と偏光子１１、１２とで構成される平行六面体（但し、対峙する一組の面が角度θに設定された平行四辺形状を有し、対峙する残り二組の面が正方形若しくは長方形状を有する六面体を意味する）の形状を有すると共に、光軸に垂直な面に対し上記積層構造体の入射面と出射面が角度θで傾斜するように組み込まれ、かつ、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子１１であることを表示するための切り込み印１４が、上記ファラデー回転子１３の角部と偏光子１１、１２の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に上記積層方向に亘って連続的に設けられていることを特徴としている。

尚、図４（Ａ）に示すように偏光子１１、１２における入出射面の形状が正方形で、かつ、切り込み印１４が階段状の切り込み形状である場合、切り込み印１４の幅寸法と深さ寸法が同一に設定されていても上記積層構造体の傾きθから偏光子１１と偏光子１２とを区別することは可能である。このため、上記切り込み印１４の幅寸法と深さ寸法について同一に設定しあるいは相違するように設定してもよく任意である。

そして、図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す本発明に係る光アイソレータ用光学素子においても、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子１１であることを表示するための切り込み印１４がファラデー回転子１３の角部と偏光子１１、１２の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に積層方向に亘って連続的に設けられているため、図２（Ａ）〜（Ｂ）に示された偏光子１の外周縁部に階段状の切り込み（目印）４が形成された従来の光アイソレータ用光学素子と比較して偏光子１１の入出射面に占める上記切り込み印１４の面積が極めて小さく、かつ、偏光子１１の外周縁部とは異なる角部に上記切り込み印１４が形成されていることから、図４（Ａ）に示すように偏光子１１における入射光並びに出射光のビームスポット内に切り込み印１４が入ることもない。

（２）光アイソレータ用光学素子の製造方法
以下、偏光方向が互いに４５度異なる２枚の偏光子間に１枚のファラデー回転子を挟み込んだ「シングル型の光アイソレータ用光学素子」を例に挙げ、光アイソレータ用光学素子の製造方法について説明する。

（ａ）切断工程
まず、図５（Ａ）に示すように複数のファラデー回転子が切り出せる１枚の大面積ファラデー回転子用板材１３０と、偏光方向が互いに４５度異なる複数の偏光子が切り出せる２枚の大面積偏光子用板材１１０、１２０を用意し、上記大面積ファラデー回転子用板材１３０を２枚の大面積偏光子用板材１１０、１２０間に挟み込み、かつ、光学用接着剤で接着して図５（Ｂ）に示す一体化された大面積積層体１００を作製する。

次に、上記大面積積層体１００における一方の大面積偏光子用板材側をＵＶ剥離型テープに貼り付け、あるいは、ガラス板等の基板に切断用ワックスを用いて貼り付けた後、図５（Ｃ）に示すようにダイシング装置を用いて大面積積層体１００を短冊状に切断して複数の短冊状積層体１０１を得る。

この切断工程では、切断後における短冊状積層体１０１の接着面積が大きく強固な接着力が要求されないため、強固な接着力を有しないＵＶ剥離型テープを用いることが好ましく、ＵＶ剥離型テープを用いれば、短冊状積層体１０１の取り外し作業は容易である。

また、上記ダイシング装置のブレードとしては、厚みが０．０３〜０．１０ｍｍのダイヤモンドブレードで、粒径が＃６００〜＃２０００のもの挙げられる。このブレードを用いた場合、切断面にチッピングが入り難いため好ましい。

（ｂ）整列・固定工程
次に、得られた各短冊状積層体１０１の切断面をそれぞれ上向きにし、図５（Ｄ）に示す整列基準面１５１と角度整合面１５２を有する断面略Ｌ字形状のＬ字型治具１５０を用いて、短冊状積層体１０１の偏光子用板材面１１０側をＬ字型治具１５０の上記整列基準面１５１に接合させながら各短冊状積層体１０１の位置合わせを行なうと共に、各短冊状積層体１０１の長さ方向端部側をＬ字型治具１５０の上記角度整合面１５２に突き当てながら各短冊状積層体１０１間に隙間が空かない様に複数の短冊状積層体１０１を整列させ、次いで、整列された複数の短冊状積層体１０１をＵＶ硬化型テープに貼り付け、あるいはガラス板等の基板にワックスを用いて貼り付ける等して固定部材に固定した後、図５（Ｅ）に示すように固定された複数の短冊状積層体からＬ字型治具１５０を取り外す。

尚、短冊状積層体１０１を整列させる際、同一形状の２つのＬ字型治具間に各短冊状積層体１０１を挟み込んで行なってもよい。すなわち、図６に示すように整列させる複数の短冊状積層体１０１を同一形状の２つのＬ字型治具１５０、１５０間に挟み込むと共に、挟み込まれた一端側短冊状積層体１０１の偏光子用板材面１１０側を一方のＬ字型治具１５０の整列基準面１５１に整合させ、かつ、他端側短冊状積層体１０１の偏光子用板材面１２０側を他方のＬ字型治具１５０における整列基準面１５１の裏面に整合させて行なってもよい。

また、短冊状積層体１０１をＬ字型治具１５０に整列、固定させる際、固定が容易なＵＶ剥離型テープに、一旦、固定した後、ＵＶ剥離型テープから転写させてガラス板等の基板上にワックス固定してもよい。

更に、各短冊状積層体１０１間に、厚さ０．２〜０．３ｍｍ程度の均一な厚さを有するアルミナ板を挟み込みながら、短冊状積層体１０１を整列、固定させた後、上記アルミナ板を取り除くことで、短冊状積層体１０１間に平行な隙間を設けてもよい。短冊状積層体１０１間に隙間を設けることで、個片に切断された光アイソレータ用光学素子（積層構造体）をＵＶ剥離型テープやガラス板等の固定部材から取り外す際、光アイソレータ用光学素子（積層構造体）同士が干渉して素子にチッピングが入ることを防止できる。

（ｃ）切断・切り込み印形成工程
次に、固定部材により固定された図５（Ｅ）に示す複数の短冊状積層体１０１から成る集合体をダイシング装置の回転ステージに載置し、整列させた短冊状積層体１０１のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの進行ラインに合わせる（すなわち、整列させた短冊状積層体１０１のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの切断基準線とする）と共に、回転ステージを用い、複数の短冊状積層体１０１から成る集合体を上記切断基準線と切断線のなす角度が所定の切断角度となるよう回転させて、図５（Ｆ）に示すように切断基準線から所定角度回転した基準面を設定し、次いで、短冊状積層体１０１から成る集合体を上記基準面に平行に切断して各短冊状積層体１０１から図５（Ｇ）に示すようにそれぞれ複数の積層構造体１０を製造すると共に、各積層構造体１０のファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体１０の稜線部に積層方向に亘って連続的に切り込み印１４を形成する。小片となった積層構造体１０（光アイソレータ用光学素子）の固定部材に対する接着面積は小さいため、強固な接着力が得られるワックスによる固定が好ましい。

ここで、上記偏光子１１、１２の入出射面が光軸に垂直な面に対し一定角度で斜めになる図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す光アイソレータ用光学素子について、この光学素子そのものを傾斜させて切り出したい場合は、整列基準面１５１に垂直に交わる面に対し上記角度整合面１５２が所定の角度θ傾斜するＬ字型治具１５０を用いればよい。角度θは光入射面からの反射光が半導体レーザー素子に戻らぬようにするため４〜１２度とするのが好ましい。

また、上記切り込み印１４は、切り込み幅の寸法、切り込み深さの寸法の相違が、光学顕微鏡観察下で識別できるようにすることが好ましく、かつ、偏光方向に対して決められた位置に入れることが重要である。

以下、本発明の実施例について比較例を挙げて具体的に説明する。

［実施例１］
クリアアパーチャ径（光通過可能領域径）がφ０．４８ｍｍの光アイソレータ用光学素子を得るため、光学面が０．５ｍｍ角（切り込み印を含む）の光アイソレータ用光学素子を作製した。尚、クリアアパーチャは、光学面の９６％の正方形に内接する円と規定している。

大面積偏光子用板材１１０、１２０としては、１１ｍｍ角で、厚さが０．２ｍｍのガラス偏光子を２枚用意した。１枚は透過偏光方向が辺に平行となっており、もう１枚は透過偏光方向が辺に４５度となっている。

また、大面積ファラデー回転子用板材１３０としては、ファラデー回転角が４５度（厚みが０．４３ｍｍ）で１１ｍｍ角のビスマス置換型希土類ガーネット膜を１枚用意した。

まず、上記大面積偏光子用板材１１０、１２０と大面積ファラデー回転子用板材１３０とをエポキシ系の透明な光学用接着剤で貼り合わせ（図５Ａ参照）、図５（Ｂ）に示す１１ｍｍ角の大面積積層体１００を作製した。

次に、上記大面積積層体１００を、寸法１００ｍｍ×１００ｍｍで、基材の厚みが０．１９ｍｍ、粘着剤の厚みが０．０１５ｍｍであるＰＥＴ基材を適用したＵＶ剥離型テープ（電気化学工業社製、型番：１９１５ＭＣ）の中心部分に貼付け、粒度＃８００、厚さ０．０８ｍｍのダイヤモンドブレード（ディスコ社製）を用い、ダイシング装置にて０．５ｍｍ幅の短冊状に切断した（図５Ｃ参照）。光学素子として使用できない１１ｍｍ角の大面積積層体１００外周部を取り除くと、１８個の短冊状積層体１０１が得られた。

切断した短冊状積層体１０１は、大面積偏光子用板材１１０、１２０の表面に異物等がつかないようにアセトンで洗浄した後、各短冊状積層体１０１の切断面を上向きにし、ステンレス製Ｌ字型治具１５０の整列基準面１５１に偏光子用板材１１０、１２０面が対向するように整合させると共に、ステンレス製Ｌ字型治具１５０の角度整合面１５２に各短冊状積層体１０１の長さ方向端部側を突き当て、かつ、各短冊状積層体１０１間に隙間が空かない様に整列させた（図５Ｄ参照）。尚、実施例１で用いたＬ字型治具１５０における整列基準面１５１に垂直に交わる面に対する角度整合面１５２の傾斜角度θは０度である。

次に、２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさに切出された基材の厚さが０．１ｍｍで接着層の厚さが０．０２５ｍｍであるＵＶ剥離型テープ（リンテック社製、型番：Ｄ−２１０）に上記整列させた各短冊状積層体１０１を貼り付けた。そして、各短冊状積層体１０１を貼付けたＵＶ剥離型テープについてはすぐにＵＶ照射を行って剥がし易い状態にした後、整列させた各短冊状積層体１０１のＵＶ剥離型テープとは反対側を、厚さ１ｍｍの青板ガラスにワックス（日化精工製、型番：ステップワックス130）を用いて固定した。次に、各短冊状積層体１０１を保持していた上記ＵＶ剥離型テープを剥がし、かつ、ステンレス製Ｌ字型治具１５０を取り外した後、青板ガラスに固定された各短冊状積層体１０１をダイシング装置の回転ステージに載置し、整列させた短冊状積層体１０１のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの進行ラインに合わせる（整列させた短冊状積層体１０１のいずれか一つの長辺を図５Ｅ〜Ｆに示すダイシング装置におけるブレードの切断基準線とする）と共に、回転ステージを用い、複数の短冊状積層体１０１から成る集合体を上記切断基準線と切断線のなす角度が所定の切断角度となるよう回転させて切断基準線から所定角度回転した基準面を設定し、次いで、短冊状積層体１０１から成る集合体を上記基準面に平行かつ切断幅が０．５ｍｍになるようダイシング装置により切断すると共に、切断面の側面角部に幅０．０３ｍｍ、深さ０．１ｍｍの切れ込みを目印として形成した（図５Ｅ〜Ｇ参照）。

このようにして図３（Ａ）〜（Ｂ）に示す光学面が０．５ｍｍ角の光アイソレータ用光学素子を作製したところ、３２４個の個片が得られた。

［実施例２］
傾斜角度θが８度で、クリアアパーチャ径が０．４８ｍｍの光アイソレータ用光学素子を得るため、光学面が０．５ｍｍ×０．５ｍｍの光アイソレータ用光学素子を作製した。

まず、実施例１と同様にして、１１ｍｍ角の大面積積層体１００を作製した。

次に、実施例１と同様、大面積積層体１００をＵＶ硬化型テープの中心部分に貼付け、粒度＃８００、厚さ０．０８ｍｍのダイヤモンドブレードを用い、ダイシング装置にて０．５ｍｍ幅の短冊状に切断した。光学素子として使用できない１１ｍｍ角の大面積積層体１００外周部を取り除くと、１８個の短冊状積層体が得られた。

次に、整列基準面１５１に垂直に交わる面に対して角度整合面１５２が角度θ（θ＝８度）傾斜するＬ字型治具１５０を用い、実施例１と同様、各短冊状積層体１０１を整列、固定し、ダイシング装置により切断幅が０．５ｍｍになるよう各短冊状積層体１０１を切断した。切断の際、切断面の側面角部に幅０．０３ｍｍ、深さ０．１ｍｍの切れ込みを目印として形成した。

このようにして図４（Ａ）〜（Ｂ）に示す光学面が０．５ｍｍ×０．５ｍｍの光アイソレータ用光学素子を作製したところ、３２４個の個片が得られた。

［比較例］
特開平０８−０９４９７２号公報（特許文献１）に従い、実施例１と同様、クリアアパーチャ径が０.４８ｍｍの光アイソレータ用光学素子を得るため、光学面が０．５３ｍｍ角（目印部を含む）の光アイソレータ用光学素子を作製した。

まず、実施例１と同様にして１１ｍｍ角の大面積積層体を作製した。

次に、実施例１と同様、大面積積層体をＵＶ剥離型テープの中心部分に貼付け、粒度＃８００、厚さ０．０８ｍｍのダイヤモンドブレードを用い、ダイシング装置にて０．５３ｍｍ角の光アイソレータ用光学素子となるよう個片に切断した。切断する際、光偏光方向が確認できるように、切断面の上面部に幅０．０３ｍｍ、深さ０．１ｍｍの切れ込みを目印として形成した。

このようにして図７（Ａ）〜（Ｂ）に示す光学面が０．５３ｍｍ角（目印部を含む）の光アイソレータ用光学素子を作製したところ、実施例１〜２よりも少ない２８９個の個片が得られた。

本発明に係る光アイソレータ用光学素子によれば、偏光子の外周縁部に階段状の切り込み（目印）が形成された従来の光アイソレータ用光学素子と比較し、大面積ファラデー回転子用板材と大面積偏光子用板材が貼り合わされた大面積積層体からより多くの光学チップ（光アイソレータ用光学素子を構成する積層構造体）を採取できるため、製造コストの低減が図られた光アイソレータに組み込まれる産業上の利用可能性を有している。

１偏光子
２偏光子
３ファラデー回転子
４目印
５磁石
６磁石
７平板状の基板
８偏光方向
１０積層構造体
１１偏光子
１２偏光子
１３ファラデー回転子
１４切り込み印
１００大面積積層体
１０１短冊状積層体
１１０大面積偏光子用板材
１２０大面積偏光子用板材
１３０大面積ファラデー回転子用板材
１５０Ｌ字型治具
１５１整列基準面
１５２角度整合面

Claims

１または２枚のファラデー回転子と２枚以上の偏光子がファラデー回転子を偏光子で挟持するように貼り合わされた積層構造体により構成され、かつ、積層構造体の積層方向一端側に位置する偏光子が入射面を構成し他端側に位置する偏光子が出射面を構成するように組み込まれる光アイソレータ用光学素子において、
上記積層構造体が、断面四角形状のファラデー回転子と偏光子とで構成される立方体若しくは直方体の形状を有すると共に、光軸に垂直な面に対し上記積層構造体の入射面と出射面が平行となるように組み込まれ、かつ、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示するための切り込み印が、上記ファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に上記積層方向に亘って連続的に設けられていることを特徴とする光アイソレータ用光学素子。
１または２枚のファラデー回転子と２枚以上の偏光子がファラデー回転子を偏光子で挟持するように貼り合わされた積層構造体により構成され、かつ、積層構造体の積層方向一端側に位置する偏光子が入射面を構成し他端側に位置する偏光子が出射面を構成するように組み込まれる光アイソレータ用光学素子において、
上記積層構造体が、断面平行四辺形状のファラデー回転子と偏光子とで構成される平行六面体（但し、対峙する一組の面が角度θに設定された平行四辺形状を有し、対峙する残り二組の面が正方形若しくは長方形状を有する六面体を意味する）の形状を有すると共に、光軸に垂直な面に対し上記積層構造体の入射面と出射面が角度θで傾斜するように組み込まれ、かつ、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示するための切り込み印が、上記ファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に上記積層方向に亘って連続的に設けられていることを特徴とする光アイソレータ用光学素子。
上記角度θが４〜１２度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用光学素子。
１または２枚のファラデー回転子と２枚以上の偏光子がファラデー回転子を偏光子で挟持するように貼り合わされた積層構造体により構成され、かつ、積層構造体の積層方向一端側に位置する偏光子が入射面を構成し他端側に位置する偏光子が出射面を構成するように組み込まれると共に、組み込まれたときに入射面を構成する偏光子であることを表示するための切り込み印が、ファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に上記積層方向に亘って連続的に設けられている光アイソレータ用光学素子の製造方法において、
複数のファラデー回転子が切り出せる１または２枚の大面積ファラデー回転子用板材と複数の偏光子が切り出せる２枚以上の大面積偏光子用板材が、大面積ファラデー回転子用板材を大面積偏光子用板材で挟持するように貼り合わされた大面積積層体を短冊状に切断して、複数の短冊状積層体を得る切断工程と、
得られた各短冊状積層体の切断面をそれぞれ上向きにし、整列基準面と角度整合面を有する断面略Ｌ字形状のＬ字型治具を用いて、短冊状積層体の偏光子用板材面側をＬ字型治具の上記整列基準面に接合させながら各短冊状積層体の位置合わせを行なうと共に、各短冊状積層体の長さ方向端部側をＬ字型治具の上記角度整合面に突き当てながら複数の短冊状積層体を整列させ、次いで、整列された複数の短冊状積層体を固定部材に固定した後、固定された複数の短冊状積層体から上記Ｌ字型治具を取り外す整列・固定工程と、
固定部材に固定された複数の短冊状積層体から成る集合体をダイシング装置の回転ステージに載置し、整列させた短冊状積層体のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの進行ラインに合わせる（短冊状積層体のいずれか一つの長辺をダイシング装置におけるブレードの切断基準線と定義する）と共に、回転ステージを用い、複数の短冊状積層体から成る集合体を上記切断基準線と切断線のなす角度が所定の切断角度となるよう回転させて切断基準線から所定角度回転した基準面を設定し、次いで、短冊状積層体から成る集合体を上記基準面に平行に切断して各短冊状積層体からそれぞれ複数の積層構造体を製造すると共に、各積層構造体のファラデー回転子の角部と偏光子の角部を結んで形成される積層構造体の稜線部に積層方向に亘って連続的に切り込み印も形成する切断・切り込み印形成工程、
を具備することを特徴とする光アイソレータ用光学素子の製造方法。
上記Ｌ字型治具の角度整合面が、整列基準面に垂直に交わる面に対して所定の角度θ傾斜するように設定されていることを特徴とする請求項４に記載の光アイソレータ用光学素子の製造方法。
上記所定の角度θが４〜１２度であることを特徴とする請求項５に記載の光アイソレータ用光学素子の製造方法。
各短冊状積層体の長さ方向端部側をＬ字型治具の角度整合面に突き当てながら複数の短冊状積層体を整列させる整列・固定工程において、整列させる複数の短冊状積層体を同一形状の２つのＬ字型治具間に挟み込むと共に、挟み込まれた一端側短冊状積層体の偏光子用板材面側を一方のＬ字型治具の整列基準面に整合させ、かつ、他端側短冊状積層体の偏光子用板材面側を他方のＬ字型治具における整列基準面の裏面に整合させることを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の光アイソレータ用光学素子の製造方法。