JP2016035529A - Polarizer substrate, magnetooptical element substrate for optical isolator, manufacturing method for the polarizer substrate, and manufacturing method for magnetooptical element for optical isolator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、偏光子基板、光アイソレータ用の磁気光学素子基板、偏光子基板の製造方法及び光アイソレータ用の磁気光学素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a polarizer substrate, a magneto-optical element substrate for an optical isolator, a method for manufacturing a polarizer substrate, and a method for manufacturing a magneto-optical element for an optical isolator.
光通信等に用いられるレーザモジュールでは、反射戻り光がレーザ発振器に戻ると、レーザ発振が不安定になる。そのため、レーザ発振器に反射戻り光が戻るのを防止するために、レーザ発振器の光路上に光アイソレータが配置されるのが通例である。 In a laser module used for optical communication or the like, when the reflected return light returns to the laser oscillator, the laser oscillation becomes unstable. Therefore, in order to prevent the reflected return light from returning to the laser oscillator, an optical isolator is usually disposed on the optical path of the laser oscillator.
図12に示すように、光アイソレータ100は、互いの偏光軸が45°の角度をなす2つの偏光子101,102と、その間に配置されたファラデー回転子103と、磁石104と、これらの部材を保持するホルダー105とを備えている。ここで、磁石104は、入射する光の偏波面をファラデー回転子103で回転させるために、磁界を印加するものである。磁石104は、自己バイアス型のファラデー回転子を用いる場合には省略することができる。
As shown in FIG. 12, the
次に、図13に基づいて光アイソレータによって反射戻り光を防止する原理を説明する。ここで、順方向(レーザ発振器106から出射された光が進む方向)から見た場合に、第2の偏光子102の偏光軸102aは、第1の偏光子101の偏光軸101aから時計回りに45°傾斜しているものとする。
Next, the principle of preventing the reflected return light by the optical isolator will be described based on FIG. Here, when viewed from the forward direction (the direction in which the light emitted from the
まず、順方向においては、図13(a)に示すように、レーザ発振器106から出射された順方向の光L1のうち、第1の偏光子101の偏光軸101aと垂直な偏波面P1を有する光のみが第1の偏光子101を通過する。第1の偏光子101を通過した光は、ファラデー回転子103を通過することにより偏波面P1が時計回りに45°回転する。これにより、ファラデー回転子103を通過した光の偏波面P1が第2の偏光子102の偏光軸102aと垂直になり、ファラデー回転子103を通過した光は第2の偏光子102を通過する。
First, in the forward direction, as shown in FIG. 13A, the forward direction light L1 emitted from the
一方、逆方向(レーザ発振器106から出射された光が反射して戻る方向)においては、図13(b)に示すように、反射戻り光L2の偏波面P2は、第2の偏光子102の偏光軸102aに対して垂直なままであるため、第2の偏光子102を通過する。第2の偏光子102を通過した光L2は、ファラデー回転子103を通過することにより偏波面P2がさらに同方向(順方向からみた場合は時計回り)に45°回転する。これにより、ファラデー回転子103を通過した光L2の偏波面P2が、第1の偏光子101の偏光軸101aと平行になり、ファラデー回転子103を通過した光L2は第1の偏光子101を通過できなくなる。その結果、このように構成された光アイソレータによって、反射戻り光L2がレーザ発振器106に戻るのを阻止することが可能となる。
On the other hand, in the reverse direction (the direction in which the light emitted from the
ここで、図12及び図13に示す光アイソレータは、シングルタイプと呼ばれるものであるが、光アイソレータには、3つの偏光子と、これら3つの偏光子の相互間に1つずつ設けられた計2つのファラデー回転子とを備えたセミダブルタイプと呼ばれるものもある。セミダブルタイプの光アイソレータは、広帯域用の光アイソレータとして利用される場合が多い。なお、セミダブルタイプの光アイソレータによって反射戻り光を遮断する原理は、上述したシルグルタイプとほぼ同じであるため、詳しい説明は省略する。 Here, the optical isolator shown in FIG. 12 and FIG. 13 is called a single type, but the optical isolator has three polarizers and a total of one polarizer provided between the three polarizers. There is also a so-called semi-double type equipped with two Faraday rotators. Semi-double type optical isolators are often used as broadband optical isolators. Note that the principle of blocking the reflected return light by the semi-double type optical isolator is substantially the same as that of the above-mentioned sill-glue type, and therefore detailed description is omitted.
光アイソレータに用いられる偏光子は、大板の偏光子基板を小さく切断することで製造されるのが一般的である。偏光子基板は、通常、金属ハロゲン化物粒子が分散されているガラスプリフォームを加熱しながら延伸した後に、延伸して得られたガラスを還元処理して、伸長された金属ハロゲン化粒子の一部又は全部を金属粒子に変化させることにより製造される(例えば、特許文献1及び2を参照)。すなわち、ガラスの表層部に形成される還元層中で、形状異方性を有する細長い金属粒子を配向させることによって、光の偏光作用が付与される。
A polarizer used for an optical isolator is generally manufactured by cutting a large polarizer substrate into small pieces. A polarizer substrate is usually formed by heating a glass preform in which metal halide particles are dispersed and then stretching the glass preform, and then reducing the glass obtained by stretching so that a part of the elongated metal halide particles. Or it manufactures by changing all into a metal particle (for example, refer
ところで、特許文献2には、光アイソレータ用の磁気光学素子の製造方法として、大きなファラデー回転子基板を、2枚の大きな偏光子基板(偏光ガラスシート)で挟み込むように積層することで、大きな磁気光学素子基板(アイソレータシート)を製造し、その磁気光学素子基板(アイソレータシート)から小さな磁気光学素子(アイソレータ)を切り出すことが開示されている。このようにすれば、多くの磁気光学素子を一度に製造できるため、磁気光学素子の製造効率が向上する。
By the way, in
しかしながら、延伸成形品をそのまま偏光子基板として使用する場合、偏光子基板の金属粒子の配向方向が面内で一様にならず、偏光軸の角度変化が生じる場合があり、上記のような製造方法で磁気光学素子を製造した場合に性能の低下を招くおそれがある。 However, when the stretched molded product is used as it is as a polarizer substrate, the orientation direction of the metal particles of the polarizer substrate may not be uniform in the plane, and the angle change of the polarization axis may occur. When a magneto-optical element is manufactured by this method, there is a possibility that performance may be deteriorated.
特許文献2には、偏光子基板の偏光軸の角度変化を抑制する対策として、偏光軸の角度変化が許容値以下になるまで、偏光子基板となるガラスの延伸中にその面内の温度プロファイルや作用する張力などの製造パラメータの調節を繰り返すことが開示されているが、実用的な対策ではない。延伸成形時に偏光子基板全体の偏光軸の角度変化を小さくしようとすると、延伸時の製造条件が徒に厳しくなり、偏光子基板の製造効率が悪くなるためである。このような問題は偏光子基板が大型化するに連れて顕著になる。
In
以上の実情に鑑み、本発明は、偏光軸の角度変化が小さい偏光子を有する光アイソレータ用の磁気光学素子を簡単且つ確実に製造することを課題とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to easily and surely manufacture a magneto-optical element for an optical isolator having a polarizer with a small change in the angle of the polarization axis.
上記課題を解決するために創案された本発明に係る偏光子基板は、ガラス小片からなる複数の偏光子が、シート状に配列された状態で一体化されていることを特徴とする。 The polarizer substrate according to the present invention, which was created to solve the above-described problems, is characterized in that a plurality of polarizers made of glass pieces are integrated in a state of being arranged in a sheet form.
このような構成によれば、ガラス小片からなる複数の偏光子の集合体によって、1つの偏光子基板が構成される。このように小さい偏光子の集合体とすれば、偏光軸の角度変化の小さいものを選択的に寄せ集めることができる。そのため、大きい単一の偏光子で1つの偏光子基板を形成する場合に比べて、偏光軸の角度変化が小さいものを簡単且つ確実に製造できる。したがって、このように構成された偏光子基板を用いて大きな磁気光学素子基板を製造した後に、その磁気光学素子基板を切断して光アイソレータ用の磁気光学素子を製造すれば、偏光軸の角度変化が小さい偏光子を有する磁気光学素子を簡単且つ確実に製造することができる。 According to such a configuration, one polarizer substrate is configured by an assembly of a plurality of polarizers made of glass pieces. By using such an assembly of small polarizers, it is possible to selectively collect those having a small change in the angle of the polarization axis. Therefore, it is possible to easily and reliably manufacture a substrate having a small change in the angle of the polarization axis as compared with the case where one polarizer substrate is formed with a large single polarizer. Therefore, if a magneto-optical element substrate is manufactured using the thus configured polarizer substrate and then the magneto-optical element substrate is cut to manufacture a magneto-optical element for an optical isolator, the angle change of the polarization axis A magneto-optical element having a small polarizer can be manufactured easily and reliably.
上記の構成において、複数の偏光子のそれぞれの偏光軸が、同じ向きに沿うように設けられていてもよい。ここで、「同じ向きに沿う」とは、任意の2つの偏光子の偏光軸が互いに幾何学的に平行な場合のみならず、実質的に平行とみなせる場合も含む意味である。具体的には、例えば、2つの偏光子の任意の位置におけるそれぞれの偏光軸を比べた場合に、両者の偏光軸の角度のずれが、−0.1°〜+0.1°の範囲にある場合には、実質的に平行とみなす。 In the above configuration, the polarization axes of the plurality of polarizers may be provided along the same direction. Here, “along the same direction” means not only when the polarization axes of any two polarizers are geometrically parallel to each other but also when they can be regarded as substantially parallel. Specifically, for example, when the respective polarization axes at two arbitrary positions of the two polarizers are compared, the deviation of the angle between the two polarization axes is in the range of −0.1 ° to + 0.1 °. In that case, it is considered substantially parallel.
このようにすれば、偏光子基板全体で偏光軸の向きが概ね揃うので、偏光子基板の切断時などに偏光軸の向きを管理しやすくなる。 In this way, since the directions of the polarization axes are substantially uniform throughout the polarizer substrate, the orientation of the polarization axes can be easily managed when the polarizer substrate is cut.
この場合、複数の偏光子が矩形状をなし、複数の偏光子のそれぞれについて、偏光軸がその偏光子の辺と平行な方向に沿うように設けられていてもよいし、偏光軸がその偏光子の辺に対して45°で傾斜する方向に沿うように設けられていてもよい。ここで、「辺と平行な方向に沿う」とは、偏光子の偏光軸がその対応する偏光子の辺と幾何学的に平行な場合のみならず、実質的に平行とみなせる場合も含む意味であり、「辺に対して45°で傾斜する方向に沿う」とは、偏光子の偏光軸がその対応する偏光子の辺に対して幾何学的に45°傾斜している場合のみならず、実質的に45°傾斜しているとみなせる場合も含む意味である(以下、同様)。具体的には、例えば、1つの偏光子の任意の位置における偏光軸が、辺に対して−0.1°〜+0.1°の範囲にある場合には、その辺に対して実質的に平行とみなす。また、例えば、1つの偏光子の任意の位置における偏光軸が、辺に対して44.9°〜45.1°の範囲にある場合には、その辺に対して実質的に45°傾斜しているとみなす。 In this case, the plurality of polarizers may be rectangular, and for each of the plurality of polarizers, the polarization axis may be provided along a direction parallel to the side of the polarizer. You may provide so that it may follow the direction which inclines at 45 degrees with respect to the edge | side of a child. Here, “along a direction parallel to the side” means not only when the polarization axis of the polarizer is geometrically parallel to the side of the corresponding polarizer, but also when it can be regarded as substantially parallel. “To be along a direction inclined at 45 ° to the side” means not only when the polarization axis of the polarizer is geometrically inclined at 45 ° with respect to the side of the corresponding polarizer. This also includes the case where it can be regarded as substantially inclined by 45 ° (hereinafter the same). Specifically, for example, when the polarization axis at an arbitrary position of one polarizer is in a range of −0.1 ° to + 0.1 ° with respect to the side, substantially with respect to the side. Consider parallel. Further, for example, when the polarization axis at an arbitrary position of one polarizer is in the range of 44.9 ° to 45.1 ° with respect to the side, it is inclined substantially 45 ° with respect to the side. It is considered.
上記の構成において、複数の偏光子の少なくとも2つが、互いに偏光軸が異なる向きに沿うように設けられていてもよい。 In the above configuration, at least two of the plurality of polarizers may be provided along directions in which the polarization axes are different from each other.
このようにすれば、偏光子基板の中に、偏光軸の向きが異なる偏光子が含まれることになる。すなわち、偏光子基板を複数の偏光子の集合体により構成することで、偏光子基板内の偏光軸の向きを自由に設計することが可能となる。 In this way, polarizers with different polarization axes are included in the polarizer substrate. That is, by configuring the polarizer substrate with an assembly of a plurality of polarizers, the orientation of the polarization axis in the polarizer substrate can be freely designed.
この場合、複数の偏光子が矩形状をなし、複数の偏光子は、偏光軸がその偏光子の辺と平行な方向に沿うように設けられた偏光子と、偏光軸がその偏光子の辺に対して45°で傾斜する方向に沿うように設けられた偏光子とで構成されていていてもよい。 In this case, the plurality of polarizers have a rectangular shape, and the plurality of polarizers include a polarizer provided such that the polarization axis is along a direction parallel to the side of the polarizer, and the polarization axis is the side of the polarizer. And a polarizer provided so as to be along a direction inclined at 45 ° with respect to.
上記の構成において、複数の偏光子が、基材上に接着されていることが好ましい。 Said structure WHEREIN: It is preferable that the some polarizer is adhere | attached on the base material.
このようにすれば、それぞれの偏光子を基材に接着するという簡単な作業により、互いに一体化することが可能となる。 If it does in this way, it will become possible to mutually integrate by the simple operation | work of adhere | attaching each polarizer to a base material.
この場合、隣接する偏光子の間に、隙間が形成されていてもよい。 In this case, a gap may be formed between adjacent polarizers.
このようにすれば、隣接する偏光子の間の隙間を利用して、偏光子基板を簡単に切断することができる。 In this way, the polarizer substrate can be easily cut using the gap between the adjacent polarizers.
上記の構成において、偏光子が、紫外線剥離性を有する接着剤によって基材に接着されていることが好ましい。ここで、「紫外線剥離性を有する接着剤」とは、紫外線の照射により接着力が低下する接着剤を意味する(以下、同様)。 In the above configuration, it is preferable that the polarizer is bonded to the substrate with an adhesive having ultraviolet releasability. Here, the “adhesive having ultraviolet releasability” means an adhesive whose adhesive strength is reduced by irradiation with ultraviolet rays (hereinafter the same).
このようにすれば、必要なときに紫外線を照射することにより、それぞれの偏光子から基材を剥離することができるため便利である。 This is convenient because the substrate can be peeled off from each polarizer by irradiating ultraviolet rays when necessary.
上記の構成において、複数の偏光子のそれぞれが、0.0175°/mm以下の偏光軸の角度変化を示すことが好ましい。 In the above configuration, each of the plurality of polarizers preferably exhibits an angle change of the polarization axis of 0.0175 ° / mm or less.
このようにすれば、高精度な磁気光学素子が製造可能となる。 In this way, a highly accurate magneto-optical element can be manufactured.
上記の構成において、複数の偏光子のそれぞれの幅及び長さが15mm以下であり、偏光子基板の幅及び長さが10mm以上であることが好ましい。 In the above configuration, the width and length of each of the plurality of polarizers are preferably 15 mm or less, and the width and length of the polarizer substrate are preferably 10 mm or more.
このようにすれば、小さい偏光子を用いて偏光子基板の大型化を十分に図ることができるため、光アイソレータ用の磁気光学素子の製造効率がより一層向上する。 In this way, since the polarizer substrate can be sufficiently enlarged using a small polarizer, the manufacturing efficiency of the magneto-optical element for the optical isolator is further improved.
上記の構成において、表裏と向きの少なくとも一方を識別するための識別手段が設けられていることが好ましい。ここで、「向き」とは、平面視における偏光子基板の上下左右の方向を意味する。 In the above configuration, it is preferable that an identification unit for identifying at least one of the front and back sides and the orientation is provided. Here, “orientation” means the top, bottom, left and right directions of the polarizer substrate in plan view.
すなわち、光アイソレータ用の磁気光学素子基板を作製するに当たり、偏光子基板の表裏、或いはその向きを識別する必要がある。そこで、上述のように、偏光子基板に識別手段を設け、偏光子基板の表裏或いはその向きを簡単に確認できるようにすることが好ましい。 That is, when producing a magneto-optical element substrate for an optical isolator, it is necessary to identify the front and back of the polarizer substrate or the direction thereof. Therefore, as described above, it is preferable to provide identification means on the polarizer substrate so that the front and back of the polarizer substrate or the direction thereof can be easily confirmed.
上記課題を解決するために創案された本発明に係る光アイソレータ用の磁気光学素子基板は、上記の構成を適宜備えた偏光子基板と、ファラデー回転子基板とを備え、偏光子基板が、ファラデー回転子基板の表裏面のそれぞれに一体的に設けられていることを特徴とする。 A magneto-optical element substrate for an optical isolator according to the present invention, which has been created to solve the above problems, includes a polarizer substrate having the above-described configuration as appropriate, and a Faraday rotator substrate, and the polarizer substrate is a Faraday substrate. It is provided integrally on each of the front and back surfaces of the rotor substrate.
このような構成によれば、既に述べたように、偏光軸の角度変化が小さい偏光子を有する光アイソレータ用の磁気光学素子を簡単且つ確実に製造することができる。 According to such a configuration, as already described, a magneto-optical element for an optical isolator having a polarizer with a small angle change of the polarization axis can be easily and reliably manufactured.
上記の構成において、偏光子基板が3つ以上設けられるとともに、ファラデー回転子が隣接する偏光子基板の間にそれぞれ設けられていてもよい。 In the above configuration, three or more polarizer substrates may be provided, and a Faraday rotator may be provided between adjacent polarizer substrates.
このようにすれば、セミダルタイプなどの広帯域用の光アイソレータ用の磁気光学素子を製造することができる。 In this way, a magneto-optical element for a broadband optical isolator such as a semi-dal type can be manufactured.
上記課題を解決するために創案された本発明に係る偏光子基板の製造方法は、ガラス小片からなる複数の偏光子をシート状に配列した状態で基材上に接着することを特徴とする。 A method for producing a polarizer substrate according to the present invention, which has been created to solve the above-mentioned problems, is characterized in that a plurality of polarizers made of glass pieces are adhered on a substrate in a state of being arranged in a sheet form.
上記の構成によれば、既に述べた作用効果を奏する偏光子基板を製造することができる。 According to said structure, the polarizer board | substrate which has an effect mentioned already can be manufactured.
上記の構成において、複数の偏光子を、延伸成形された複数の偏光子母材から切り出して得ることが好ましい。 In the above configuration, it is preferable to obtain a plurality of polarizers by cutting them out from a plurality of stretched polarizer base materials.
このようにすれば、偏光軸の角度変化が小さい良好な特性を有する偏光子を選んで、偏光子基板を製造することができる。 In this way, it is possible to manufacture a polarizer substrate by selecting a polarizer having good characteristics with a small change in the angle of the polarization axis.
上記の構成において、偏光子が、偏光子母材の延伸方向と直交する幅方向の中央部のみから切り出されることが好ましい。 Said structure WHEREIN: It is preferable that a polarizer is cut out only from the center part of the width direction orthogonal to the extending | stretching direction of a polarizer base material.
すなわち、延伸成形された偏光子母材は、幅方向の両端部に向かうに連れて偏光軸の角度変化が大きくなるのが一般的である。換言すれば、偏光子母材の幅方向の中央部では、偏光軸の角度変化が小さい良好な特性を示す。そのため、上記の構成のようにすれば、偏光軸の角度変化の小さい偏光子からなる偏光子基板を容易に製造することができる。 In other words, the stretched polarizer base material generally has a greater change in the angle of the polarization axis toward both ends in the width direction. In other words, the central part in the width direction of the polarizer base material exhibits good characteristics with a small change in the angle of the polarization axis. Therefore, if it is set as said structure, the polarizer board | substrate consisting of a polarizer with a small angle change of a polarization axis can be manufactured easily.
上記課題を解決するために創案された本発明に係る光アイソレータ用の磁気光学素子の製造方法は、既に説明した上記のいずれかの方法によって偏光子基板を製造する工程と、偏光子基板をファラデー回転子基板の表裏面のそれぞれに接着してアイソレータ用の磁気光学素子基板を製造する工程と、磁気光学素子基板を切断して複数の磁気光学素子を製造する工程とを備えていることを特徴とする。 The method for manufacturing a magneto-optical element for an optical isolator according to the present invention, which has been created to solve the above-described problems, includes a step of manufacturing a polarizer substrate by any one of the above-described methods, and a method for manufacturing the polarizer substrate with a Faraday. It includes a step of manufacturing a magneto-optical element substrate for an isolator by bonding to each of the front and back surfaces of the rotor substrate, and a step of manufacturing a plurality of magneto-optical elements by cutting the magneto-optical element substrate. And
このようにすれば、既に述べたように、偏光軸の角度変化が小さい偏光子を有する磁気光学素子を簡単且つ確実に製造することができる。 In this way, as already described, a magneto-optical element having a polarizer with a small change in the angle of the polarization axis can be easily and reliably manufactured.
上記の構成において、偏光子基板を製造する工程で、隣接する偏光子の間に隙間を形成した状態で基材に接着するとともに、磁気光学素子を製造する工程で、隙間に切断刃を挿入して、磁気光学素子基板を切断することが好ましい。 In the configuration described above, in the step of manufacturing the polarizer substrate, the gap is formed between the adjacent polarizers and bonded to the base material, and in the step of manufacturing the magneto-optical element, a cutting blade is inserted into the gap. The magneto-optic element substrate is preferably cut.
このようにすれば、切断刃によって切断除去される偏光子の量を少なくできるため、偏光子の有効利用を図ることができる。 In this way, since the amount of the polarizer cut and removed by the cutting blade can be reduced, the polarizer can be effectively used.
上記の構成において、偏光子基板を製造する工程で、紫外線剥離性を有する接着剤によって偏光子を基材に接着するとともに、磁気光学素子基板を製造する工程で、紫外線接着性を有する接着剤によって偏光子基板をファラデー回転子基板に接着し、偏光子基板をファラデー回転子基板に接着する際に照射する紫外線によって、基材を剥離するようにしてもよい。ここで、「紫外線接着性を有する接着剤」とは、紫外線の照射により接着力が発生する接着剤を意味する。 In the above configuration, in the step of manufacturing the polarizer substrate, the polarizer is bonded to the base material with an adhesive having ultraviolet releasability, and in the step of manufacturing the magneto-optical element substrate, the adhesive having ultraviolet adhesive property is used. The polarizer substrate may be bonded to the Faraday rotator substrate, and the base material may be peeled off by ultraviolet rays that are irradiated when the polarizer substrate is bonded to the Faraday rotator substrate. Here, the “adhesive having ultraviolet adhesiveness” means an adhesive that generates an adhesive force when irradiated with ultraviolet rays.
このようにすれば、偏光子基板の偏光子をファラデー回転子基板に接着すると同時に、偏光子基板の基材を偏光子から剥離することができるため、非常に効率がよい。 In this case, the polarizer of the polarizer substrate can be bonded to the Faraday rotator substrate, and at the same time, the base material of the polarizer substrate can be peeled off from the polarizer, which is very efficient.
以上のように本発明によれば、偏光軸の角度変化が小さい偏光子を有する光アイソレータ用の磁気光学素子を簡単且つ確実に提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to simply and reliably provide a magneto-optical element for an optical isolator having a polarizer whose angle change of the polarization axis is small.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本発明の実施形態に係る偏光子基板1は、ガラス小片からなる複数の偏光子2をシート状に配列した状態で一体化したものである。
As shown in FIG. 1, the polarizer board |
各偏光子2は矩形状(図示例は正方形)をなし、偏光子基板1も全体として矩形状(図示例は正方形)をなす。偏光子2の各辺と、偏光子2の各辺のそれぞれと対向する対応する偏光子基板1の各辺とは、平行である。
Each
各偏光子2の偏光軸2aのそれぞれは、同じ向きに沿うように設けられている。詳細には、図示例では、偏光子基板1の一辺と平行な方向に沿うように、それぞれの偏光子2の偏光軸2aが設けられている。
Each of the polarization axes 2a of each
各偏光子2の幅及び長さは、例えば、15mm以下、好ましくは5〜10mm、更に好ましくは5〜7mmであり、偏光子基板1の幅及び長さは、例えば、10mm以上、好ましくは10〜20mm、更に好ましくは10〜14mmmmである。各偏光子2の厚みは、例えば0.1〜0.5mm、好ましくは0.15〜0.25mmである。
The width and length of each
隣接する偏光子2の間には、隙間3が形成されている。隙間3の幅W1は、例えば、500μm以下、好ましくは30〜250μm、更に好ましくは30〜150μmである。この実施形態では、隙間3は、偏光子基板1の対向する二辺に跨るように直線状に延びている。なお、隙間3に接着剤等の他部材を配置してもよい。また、隣接する偏光子2の辺を互いに接触させて、隣接する偏光子2の間に隙間を設けなくてもよい。
A
図2に示すように、偏光子基板1は、単一のシート状の基材4を備えており、各偏光子2は、基材4の上に接着層5を介して接着されている。すなわち、各偏光子2は、基材4によって一体化されている。基材4は、例えば樹脂などの可撓性を有する材料から形成されている。接着層5は、紫外線剥離性を有する接着剤で形成されている。基材4及び接着層5としては、例えば、日東電工株式会社製のエレップホルダー(登録商標)ELP DU−2187Gなどの粘着テープが使用できる。なお、接着層5は、何らかの剥離エネルギーを与えることにより、剥離可能なものであればよく、紫外線によって剥離するものに限定されるものではない。また、隣接する偏光子2の辺を互いに接着剤などで接合してシート状に一体化した場合には、基材4及び接着層5は省略してもよい。
As shown in FIG. 2, the
各偏光子2は、0.0175°/mm以下、好ましくは0.0120°/mm以下、更に好ましくは0.0065°/mmの偏光軸2aの角度変化を示す。ここで、偏光軸2aの角度変化は次のように求められる。すなわち、図3に示すように、各偏光子2の延伸成形方向と垂直な直線Lを設定し、その直線L上の任意の区間に設けた2点P1,P2において、それぞれ光強度が最小となった角度を各位置における偏光軸角度(延伸金属粒子の角度θ1,θ2)とし、各偏光軸角度の差をP1〜P2区間の長さMで除した値を偏光軸2aの角度変化とする。なお、この実施形態では、P1〜P2区間の長さMは、各偏光子2の「幅−2mm」の値に設定している。
Each
なお、偏光子基板1は、図1に示す態様に限定されるものではなく、例えば、全ての偏光子2の偏光軸2aが実質的に同じ方向を向くように配列されている場合には、図4(a)〜(c)に示すような変形例が挙げられ、少なくとも2つの偏光子2の偏光軸2aが実質的に異なる方向を向くように配列されている場合には、図4(d)〜(g)に示すような変形例が挙げられる。
The
詳細には、図4(a)に示すように、偏光子基板1は、同じ大きさの偏光子2から構成され、それぞれの偏光子2の偏光軸2aが偏光子基板1の一辺に対して45°で傾斜した方向に沿うように設けられていてもよい。また、図4(b)に示すように、偏光子基板1は、異なる大きさの偏光子2を備え、それぞれの偏光子2の偏光軸2aが偏光子基板1の一辺と平行な方向に沿うように設けられていてもよい。さらに、図4(c)に示すように、偏光子基板1は、異なる大きさの偏光子2を備え、それぞれの偏光子2の偏光軸2aが偏光子基板1の一辺に対して45°で傾斜する方向に沿うように設けられていてもよい。
Specifically, as shown in FIG. 4A, the
一方、図4(d)及び(e)に示すように、偏光子基板1は、同じ大きさの偏光子2から構成され、偏光子2の偏光軸2aが偏光子基板1の一辺と平行な方向に沿うように設けられたものと、偏光軸2aが偏光子基板1の一辺に対して45°で傾斜する方向に沿うように設けられたものとが含まれていてもよい。また、図4(f)及び(g)に示すように、偏光子基板1は、異なる大きさの偏光子2を備え、偏光軸2aが偏光子基板1の一辺と平行な方向に沿うように設けられたものと、偏光軸2aが偏光子基板1の一辺に対して45°で傾斜する方向に沿うように設けられたものとが含まれていてもよい。
On the other hand, as shown in FIGS. 4D and 4E, the
また、図5に示すように、表裏及び/又は向きを識別するために、偏光子基板1に識別手段としての切り欠き部zを設けてもよい。このようにすれば、光アイソレータ用の磁気光学素子基板を作製する際に、偏光子基板1の表裏、或いはその向きを切り欠き部zに基づいて容易に確認できるため、偏光子基板1の組付けミスを低減できる。識別手段はマーキングなどであってもよい。
Further, as shown in FIG. 5, in order to identify the front and back and / or orientation, the
次に、光アイソレータ用の磁気光学素子の製造方法を説明する。なお、この製造方法の中で、以上のように構成された偏光子基板1の製造方法、及びこの偏光子基板1を含む光アイソレータ用の磁気光学素子基板の製造方法も合わせて説明する。
Next, a method for manufacturing a magneto-optical element for an optical isolator will be described. In addition, in this manufacturing method, the manufacturing method of the polarizer board |
まず、図6に示すように、金属ハロゲン化物粒子が分散されているガラスプリフォーム6を用意する。金属ハロゲン化物のハロゲンとしては、例えば、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられる。金属ハロゲン化物としては、例えば、塩化、臭化又はヨウ化された銀、銅、金又は白金などが挙げられる。なお、金属ハロゲン化物粒子が分散されたガラスプリフォーム6は、公知の方法により製造することができる。
First, as shown in FIG. 6, a
次に、同図に示すように、ガラスプリフォーム6を図示しない炉で構成される加熱領域Hで加熱するとともに、加熱領域Hの下方に配置されたローラ7で挟持しながら下方に引っ張ることにより、ガラスプリフォーム6を延伸(リドロー)する。これにより、ガラスプリフォーム6中の金属ハロゲン化物粒子が伸長されて、延伸方向に配向する。
Next, as shown in the figure, the
この際、加熱領域Hにおけるガラスプリフォーム6の粘度が、107.5〜1010.5dPa・s、好ましくは108〜1010dPa・sである状態で、ガラスプリフォーム6を延伸する。これにより、延伸により金属ハロゲン化物粒子が伸長された後に、再球状化されるのを防止できる。なお、ガラスプリフォーム6のローラ7による延伸速度は、例えば、50〜500mm/分とする。
At this time, the
延伸成形されたガラス8の幅W3は、例えば、加熱前のガラスプリフォーム6の幅W2の1/7〜1/15、好ましくは1/10程度とされる。
The width W3 of the stretched glass 8 is, for example, 1/7 to 1/15, preferably about 1/10 of the width W2 of the
延伸成形されたガラスに含まれる金属ハロゲン化物粒子のアスペクト比は、例えば、2:1〜200:1の範囲である。 The aspect ratio of the metal halide particles contained in the stretch-formed glass is, for example, in the range of 2: 1 to 200: 1.
次に、延伸成形されたガラスは還元処理され、伸長された金属ハロゲン化物粒子が金属粒子に還元される。これにより、伸長された金属粒子に由来する偏光機能を有する偏光子母材が製造される。なお、還元処理時間により、最終的に製造される光アイソレータの消光比を調整することができる。 Next, the stretched glass is subjected to a reduction treatment, and the elongated metal halide particles are reduced to metal particles. Thereby, a polarizer base material having a polarization function derived from the elongated metal particles is manufactured. In addition, the extinction ratio of the optical isolator finally manufactured can be adjusted with reduction process time.
偏光子母材に含まれる金属粒子のアスペクト比は、例えば、2:1〜50:1の範囲である。 The aspect ratio of the metal particles contained in the polarizer base material is, for example, in the range of 2: 1 to 50: 1.
なお、ガラスプリフォーム6の少なくとも対向する2面(光の入射面と出射面)を研磨するか、或いは、還元処理前に延伸成形されたガラス8の少なくとも対向する2面を研磨することが好ましい。
In addition, it is preferable to polish at least two opposing surfaces (light incident surface and light exit surface) of the
次に、図7(a)に示すように、以上のようにして製造された複数の偏光子母材9から図中の破線で示すように矩形状の偏光子2が切り出される。この際、偏光子母材9の中で、偏光軸の角度変化が0.0175°/mm以下となる領域から偏光子2が切り出される。すなわち、偏光子母材9全体が、偏光軸の角度変化が0.0175°/mm以下である必要はなく、偏光子母材9のうち、偏光子2を切り出す領域が上記の偏光軸の角度変化を満たしていればよい。そのため、偏光子母材9全体の偏光軸の角度変化を可及的に小さくする場合に比べて、偏光子母材9を延伸成形する際の製造条件を緩和することができる。ここで、偏光子母材9の延伸方向と直交する幅方向の中央部9aが、その幅方向の両端部9bよりも偏光軸の角度変化が小さい良好な特性を示す場合が多いため、偏光子母材9の幅方向の中央部9aのみから偏光子2が切り出されることが好ましい。
Next, as shown in FIG. 7A, the
そして、図7(b)に示すように、偏光子母材9から切り出された複数の偏光子2は、図7(c)に示すように、シート状に配列された状態で、図示を省略する基材の上に紫外線剥離性を有する接着層を介して貼り合わされる。これにより、偏光子基板1が製造される。
Then, as shown in FIG. 7B, the plurality of
なお、1つの偏光子母材9から1つの偏光子2を切り出す場合を図示して説明したが、1つの偏光子母材9から複数の偏光子2を切り出すようにしてもよい。また、偏光子2の偏光軸2aを辺に対して約45°傾斜させる場合には、偏光子基板1から切り出す際に、切り出される偏光子2の辺が偏光子基板1の辺に対して約45°傾斜するように、切り出す向きを調整する。
Although the case where one
次に、図8に示すように、2つの偏光子基板1を、ファラデー回転子基板10の表裏面にそれぞれ紫外線接着性を有する接着層11を介して配置する。この際、ファラデー回転子基板10を挟んで対向する2つの偏光子基板1の各偏光子2の偏光軸が、互いに約45°ずれている必要がある。そのため、2つの偏光子基板1としては、例えば、図1と図4(a)に示す偏光子基板1が対となるように用いられる。もちろん、図4(b)と図4(c)に示す偏光子基板1を対として用いてもよいし、図4(d)と図4(e)に示す偏光子基板1を対として用いてもよいし、図4(f)と図4(g)に示す偏光子基板1を対として用いてもよい。
Next, as shown in FIG. 8, the two
偏光子基板1とファラデー回転子基板10を積層した後、図9に示すように、その積層体12に対して紫外線照射装置13を用いて紫外線を照射する。これにより、図10に示すように、紫外線剥離性を有する接着層5は、基材4と共に偏光子2から剥離し、紫外線接着性を有する接着層11は、各偏光子2とファラデー回転子基板10とを接着する。これにより、光アイソレータ用の磁気光学素子基板14が製造される。
After the
なお、偏光子基板1とファラデー回転子基板10を接着する接着層11は、紫外線接着性を有する接着剤に限定されるものではなく、光透過性(透明性)を有する種々の接着剤を使用することができる。
Note that the
また、磁気光学素子基板14において、偏光子2に基材4が付いたままであってもよい。このようにすれば、基材4を偏光子2の保護膜として利用することができる。この場合、磁気光学素子基板14を切断した後(図11を参照)に、基材4を剥離することが好ましい。
In the magneto-
さらに、ファラデー回転子基板10は、偏光子基板1よりも大きくても小さくてもよいが、同じ大きさであることが好ましい。ファラデー回転子基板10の幅及び長さは、例えば、20mm以下、好ましくは10mm〜15mmである。また、ファラデー回転子基板10の厚みは、例えば、0.1mm〜10mm、好ましくは0.3mm〜0.7mmである。
Furthermore, the
そして最後に、図11(a)に示すように、磁気光学素子基板14を切断刃15で任意のサイズに切断することで、図11(b)に示すように、複数の光アイソレータ用の磁気光学素子16が製造される。
Finally, as shown in FIG. 11A, the magneto-
詳細には、この実施形態では、切断刃15を隣接する偏光子2の間に予め設けられた隙間3に挿入することで、磁気光学素子基板14、具体的にはファラデー回転子基板10を切断している。このようにすれば、切断刃15によって切断除去される偏光子2の量を抑えることができる。また、隙間3に対応する隣接する偏光子2の継ぎ目が切断されるため、切断後に面内に偏光子2の継ぎ目が残ることがない。偏光子2の面内に継ぎ目が存在すると、偏光機能が低下するため、通常は不良品として取り扱われる。したがって、上述のように、隙間3を含む位置で磁気光学素子基板14を切断することで、不良品として廃棄する部分を少なくすることができる。なお、隙間3以外の部分を切断し、元の偏光子2の大きさよりも小さく磁気光学素子基板14を切断してもよい。また、切断刃15を偏光子2の隙間3に挿入せずに、切断完了後に隙間3を含む部分を廃棄してもよい。
Specifically, in this embodiment, the magneto-
切断刃15としては、図示のようなホイールカッタの他に、例えば、ワイヤーソー、ウォーターカッター、レーザーカッターなどを用いることができる。このような切断手段は、図7に示したように、偏光子母材9から最初に偏光子2を切り出す際にも同様に適用できる。
As the
磁気光学素子16の幅及び長さは、例えば、0.3〜2.5mm、好ましくは0.5〜1.5mmである。
The width and length of the magneto-
本願発明者等は、上記の方法で製造された磁気光学素子16を用いた光アイソレータによって、以下の特性を実現している。
(1)1310nmの光に対する消光比:40dB以上
(2)1550nmの光に対する消光比:40dB以上
(3)挿入損失:0.2dB以下
The inventors of the present application have realized the following characteristics by the optical isolator using the magneto-
(1) Extinction ratio to light of 1310 nm: 40 dB or more (2) Extinction ratio to light of 1550 nm: 40 dB or more (3) Insertion loss: 0.2 dB or less
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、種々の形態で実施することができる。 In addition, this invention is not limited to said embodiment, It can implement with a various form.
上記の実施形態では、2つの偏光子基板1の間に1つのファラデー回転子基板10を挟み込んだ状態で積層一体化した磁気光学素子基板14を切断し、シングルタイプの磁気光学素子16を製造する場合を説明したが、偏光子基板、ファラデー回転子基板、偏光子基板、ファラデー回転子基板、偏光子基板の順で積層一体化した磁気光学素子基板を切断し、セミダブルタイプの磁気光学素子を製造するようにしてもよい。もちろん、4つ以上の偏光子基板のそれぞれの間にファラデー回転子基板を配置して積層一体化した磁気光学素子基板を切断し、磁気光学素子を製造するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the single-type magneto-
また、上記の実施形態では、1つのファラデー回転子基板10の表裏面のそれぞれに偏光子基板1を一体的に設けた磁気光学素子基板14を説明したが、1つのファラデー回転子基板の表裏面のいずれか一方の面のみに偏光子基板を積層一体化した磁気光学素子基板を製造してもよい。すなわち、この磁気光学素子基板を切断して、ファラデー回転子の一方の面のみに偏光子が一体的に設けられた磁気光学素子を製造した後に、この磁気光学素子の偏光子が設けられていない面側に別の偏光子を対向配置させ、光アイソレータとして機能させてもよい。
In the above-described embodiment, the magneto-
また、上記の実施形態では、単一の大きなファラデー回転子基板10を用いて、磁気光学素子基板14を製造する場合を説明したが、偏光子基板と同様に、ファラデー回転子基板として、小片からなる複数のファラデー回転子を、シート状に配列して一体化したものを用いてもよい。このようにすれば、磁気光学素子基板の大型化が容易となる。
In the above-described embodiment, the case where the magneto-
また、上記の実施形態では、矩形状の偏光子2から偏光子基板1を形成する場合を説明したが、偏光子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば円形、三角形、五角形以上の多角形などであってもよい。
In the above embodiment, the case where the
1 偏光子基板
2 偏光子
2a 偏光軸
3 隙間
4 基材
5 接着層
6 ガラスプリフォーム
7 ローラ
8 ガラス
9 偏光子母材
9a 中央部
9b 両端部
10 ファラデー回転子基板
11 接着層
12 積層体
13 紫外線照射装置
14 磁気光学素子基板
15 切断刃
16 磁気光学素子
z 切り欠き部
H 加熱領域
DESCRIPTION OF
Claims (20)
複数の前記偏光子のそれぞれについて、偏光軸が、その偏光子の辺と平行な方向に沿うように設けられていることを特徴とする請求項2に記載の偏光子基板。 The plurality of polarizers have a rectangular shape,
The polarizer substrate according to claim 2, wherein a polarization axis of each of the plurality of polarizers is provided along a direction parallel to a side of the polarizer.
複数の前記偏光子のそれぞれについて、偏光軸が、その偏光子の辺に対して45°で傾斜する方向に沿うように設けられていることを特徴とする請求項2に記載の偏光子基板。 The plurality of polarizers have a rectangular shape,
The polarizer substrate according to claim 2, wherein a polarization axis of each of the plurality of polarizers is provided so as to be along a direction inclined at 45 ° with respect to a side of the polarizer.
複数の前記偏光子は、偏光軸がその偏光子の辺と平行な方向に沿うように設けられた偏光子と、偏光軸がその偏光子の辺に対して45°で傾斜する方向に沿うように設けられた偏光子とで構成されていることを特徴とする請求項5に記載の偏光子基板。 The plurality of polarizers have a rectangular shape,
The plurality of polarizers are provided such that a polarization axis is provided along a direction parallel to the side of the polarizer, and a direction in which the polarization axis is inclined at 45 ° with respect to the side of the polarizer. The polarizer substrate according to claim 5, wherein the polarizer substrate is provided with a polarizer provided on the polarizer.
前記偏光子基板が、前記ファラデー回転子基板の表裏面のそれぞれに一体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の磁気光学素子基板。 A polarizer substrate according to any one of claims 1 to 12 and a Faraday rotator substrate.
A magneto-optical element substrate for an optical isolator, wherein the polarizer substrate is integrally provided on each of the front and back surfaces of the Faraday rotator substrate.
前記偏光子基板を、ファラデー回転子基板の表裏面のそれぞれに接着して光アイソレータ用の磁気光学素子基板を製造する工程と、
前記磁気光学素子基板を切断して複数の磁気光学素子を製造する工程とを備えていることを特徴とする光アイソレータ用の磁気光学素子の製造方法。 A step of manufacturing a polarizer substrate by the method according to any one of claims 15 to 17,
Bonding the polarizer substrate to each of the front and back surfaces of the Faraday rotator substrate to manufacture a magneto-optical element substrate for an optical isolator;
And a step of manufacturing a plurality of magneto-optical elements by cutting the magneto-optical element substrate. A method of manufacturing a magneto-optical element for an optical isolator.
前記磁気光学素子を製造する工程で、前記隙間に切断刃を挿入して、前記磁気光学素子基板を切断することを特徴とする請求項18に記載の光アイソレータ用の磁気光学素子の製造方法。 In the step of manufacturing the polarizer substrate, while adhering to the base material in a state where a gap is formed between the adjacent polarizers,
19. The method of manufacturing a magneto-optical element for an optical isolator according to claim 18, wherein in the step of manufacturing the magneto-optical element, a cutting blade is inserted into the gap to cut the magneto-optical element substrate.
前記磁気光学素子基板を製造する工程で、前記偏光子基板を前記ファラデー回転子基板に紫外線接着性を有する接着剤によって接着し、前記偏光子基板を前記ファラデー回転子基板に接着する際に照射する紫外線によって、前記基材を剥離することを特徴とする請求項18又は19に記載の光アイソレータ用の磁気光学素子の製造方法。 In the step of manufacturing the polarizer substrate, the polarizer is bonded to the base material with an adhesive having ultraviolet releasability,
In the step of manufacturing the magneto-optical element substrate, the polarizer substrate is bonded to the Faraday rotator substrate with an adhesive having ultraviolet adhesiveness, and irradiation is performed when the polarizer substrate is bonded to the Faraday rotator substrate. The method for producing a magneto-optical element for an optical isolator according to claim 18 or 19, wherein the substrate is peeled off by ultraviolet rays.
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