JP2016173479A - Optical component manufacturing method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide optical components applicable to high output light, such as compact light isolators, and a manufacturing method for such components.SOLUTION: According to an optical component manufacturing method, each of optical elements 12, 14 and 16 has front and rear faces disposed forward and backward in the optical path direction and side faces surrounding the front and rear faces. The front and rear faces have optical path areas where light passes and non-optical path areas where light does not pass, and in at least one of the opposing front and rear faces of each of adjoining optical elements 12, 14 and 16, concaves 19 linked to the side faces are disposed. At least two of the planar-shaped optical elements 12, 14 and 16 are made ready, and arranged in a predetermined sequence. The front and rear faces of the adjoining ones of the optical elements 12, 14 and 16 are pressed against each other. The concaves 19 are filled with energy-settable adhesive from the side faces, and setting energy is applied to the adhesive to set it.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、光通信装置などで使用される光学部品の製造方法および光学部品に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical component used in an optical communication device or the like, and an optical component.

一般に、光通信用に使用される光学部品や光モジュールとしては、光コネクタ、光アイソレータや光信号を送信するためのLD(Laser diode)モジュールや光信号を受信するためのPD(Photo diode)モジュールが知られている。   In general, optical components and optical modules used for optical communication include optical connectors, optical isolators, LD (Laser diode) modules for transmitting optical signals, and PD (Photo diode) modules for receiving optical signals. It has been known.

光アイソレータは、光ファイバの戻り光を防止するために光通信システムで用いられる部品である。戻り光は、進行している光が、接触している材料間の屈折率の不整合またはファイバの位置ずれやモード不整合などによりおこり得る。戻り光はシステム性能の低下をもたらし、レーザ光等の送信源に悪影響を及ぼす。   An optical isolator is a component used in an optical communication system to prevent return light of an optical fiber. The returning light can be caused by the traveling light being inconsistent in refractive index between the materials in contact with each other, fiber misalignment or mode mismatching. The return light causes a decrease in system performance and adversely affects a transmission source such as a laser beam.

偏光依存型光アイソレータでは、ファラデー回転子を挟み込むために偏光ガラスシートのような偏光子が用いられる。光が第1の偏光子を通り、次いでファラデー回転子を通り、次いで第2の偏光子を通って進む。そのアイソレータが、光ファイバとレンズの間、もしくは2つのレンズの間に配置される。   In the polarization-dependent optical isolator, a polarizer such as a polarizing glass sheet is used to sandwich the Faraday rotator. Light travels through the first polarizer, then through the Faraday rotator, and then through the second polarizer. The isolator is disposed between the optical fiber and the lens or between the two lenses.

光源から発せられた信号光は第1の偏光子を通過する。次いで、第1の偏光子を通過した光の偏光はファラデー回転子により45°回転した後に、第1の偏光子に対して、偏光方向が45°ずらされた第2の偏光子を通過して出てくる。逆方向の場合、戻り光は、第2の偏光子によって偏光した後に、ファラデー回転子により同方向に45°回転して、第1の偏光子に対して90°ずれた偏光になる。したがって、信号が光源に戻されることはない。   The signal light emitted from the light source passes through the first polarizer. Next, the polarization of the light that has passed through the first polarizer is rotated 45 ° by the Faraday rotator, and then passes through the second polarizer whose polarization direction is shifted by 45 ° with respect to the first polarizer. Come out. In the case of the reverse direction, the return light is polarized by the second polarizer and then rotated 45 ° in the same direction by the Faraday rotator to become polarized light that is shifted by 90 ° with respect to the first polarizer. Thus, no signal is returned to the light source.

偏光依存型アイソレータに対して、偏光無依存型の光アイソレータも知られている。偏光無依存型アイソレータは、くさび形または平板形の複屈折材料、あるいは薄膜コーティングが施されたプリズムとすることができ、2つのビームスプリッタの間に挟み込まれたファラデー回転子を有する。   In contrast to the polarization-dependent isolator, a polarization-independent optical isolator is also known. The polarization-independent isolator can be a wedge or flat birefringent material, or a prism with a thin film coating, and has a Faraday rotator sandwiched between two beam splitters.

ファラデー回転子は一般に、磁場を印加して結晶を光学活性化するように、ガーネット結晶片を磁石で囲むことによりつくられる。このタイプのガーネットは非ラッチ型と称される。別のタイプのファラデー回転子は、永久磁化されており外部磁場を必要としない。このタイプのガーネットはラッチ型と称されている。   A Faraday rotator is typically made by surrounding a piece of garnet with a magnet so that a magnetic field is applied to optically activate the crystal. This type of garnet is referred to as a non-latching type. Another type of Faraday rotator is permanently magnetized and does not require an external magnetic field. This type of garnet is called a latch type.

偏光依存型光アイソレータ及び偏光無依存型光アイソレータの両者の様々な構成部品は一般に、機械的組立部品によるかあるいは高分子材接着剤によって接合される。また、他の代替方法として、大きな材料シートの接着剤による一括集成すなわち積層板化する方法も知られている。   The various components of both polarization-dependent and polarization-independent optical isolators are generally joined by mechanical assemblies or by polymeric adhesives. As another alternative method, there is also known a method in which large material sheets are collectively assembled with an adhesive, that is, laminated.

光アイソレータのような光学部品は、上記のようにファラデー回転子や偏光子などの光学素子を組み合わせることにより構成される。光学素子の固定には固定部材や接着剤が用いられる。例えば、特開2007−309967号公報には、光学接着剤を用いて光学素子同士を接着し、一体化した光アイソレータが開示されている。光学接着剤は、光学素子の光通過部の面を含む面全体に亘って均一な厚さで塗布される。   An optical component such as an optical isolator is configured by combining optical elements such as a Faraday rotator and a polarizer as described above. A fixing member or an adhesive is used for fixing the optical element. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-309967 discloses an optical isolator in which optical elements are bonded together using an optical adhesive and integrated. The optical adhesive is applied with a uniform thickness over the entire surface including the surface of the light passage portion of the optical element.

この光アイソレータは、所定の面に反射防止膜を形成した第1の偏光子、第2の偏光子、両面に反射防止膜を形成したファラデー回転子を用意する、光学接着剤を第1および第2の偏光子のファラデー回転子側の面およびファラデー回転子の両面に塗布する、接着剤を塗布した面同士を合わせ、さらに第1および第2の偏光子の偏光面を適正に位置合わせして所定の圧力を加える、組み合わされた3枚の光学素子からなるブロックを所定の時間、所定の温度に加熱して接着剤を熱硬化させる、という手順で製造される。   In this optical isolator, a first polarizer having an antireflection film formed on a predetermined surface, a second polarizer, and a Faraday rotator having antireflection films formed on both surfaces are prepared. Apply the adhesive to the Faraday rotator side surface and the Faraday rotator side surface of the polarizer 2 and align the polarization surfaces of the first and second polarizers appropriately. It is manufactured by a procedure in which a predetermined pressure is applied and a block composed of three combined optical elements is heated to a predetermined temperature for a predetermined time to thermally cure the adhesive.

光学接着剤としては、接着硬化時の収縮が小さく、熱による歪の影響が少なく、安定性の高い熱硬化型接着剤あるいは紫外線硬化型接着剤などが用いられる。   As the optical adhesive, a thermosetting adhesive or an ultraviolet curable adhesive that has a low shrinkage at the time of adhesive curing and is less affected by heat and has high stability is used.

上記のような光アイソレータは、従来から用いられている光アイソレータであり、通常は出力が数十ミリワット程度の光を用いた光通信システムに多く用いられている。   The optical isolator as described above is an optical isolator conventionally used, and is usually used in many optical communication systems using light having an output of about several tens of milliwatts.

一方、光アンプ等を用いる光通信システムにおいては、数百ミリワット程度の高出力のレーザ光が用いられている。光路面に光学接着剤を有する光アイソレータを高出力のレーザ光を用いる光通信システムで使用した場合には、接着剤の変質の可能性があり、信頼性に問題が生じる。   On the other hand, in an optical communication system using an optical amplifier or the like, high-power laser light of about several hundred milliwatts is used. When an optical isolator having an optical adhesive on the optical path surface is used in an optical communication system using high-power laser light, there is a possibility that the adhesive may be altered, resulting in a problem in reliability.

それに対して、特開2005−181760号公報には、光路面に接着剤が無い光アイソレータが開示されている。この光アイソレータは、板状の偏光子と、板状のファラデー回転子とを並べてその両端部を一対の基板で保持する構造であって、対向する2枚の取り付け基板にそれぞれ溝状の凹部を形成し、凹部に偏光子、ファラデー回転子の端部を保持して接着剤で固定した光アイソレータが開示されている。   On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-181760 discloses an optical isolator having no adhesive on the optical path surface. This optical isolator has a structure in which a plate-shaped polarizer and a plate-shaped Faraday rotator are arranged and both ends thereof are held by a pair of substrates, and a groove-shaped recess is formed on each of two opposing mounting substrates. An optical isolator is disclosed which is formed and held with an adhesive while holding the ends of a polarizer and a Faraday rotator in a recess.

この光アイソレータは、第1の偏光子、ファラデー回転子、第2の偏光子を保持する2枚の基板を準備し、2枚の基板の対向する面に凹部を形成して接着剤を塗布し、第1の偏光子、ファラデー回転子、第2の偏光子の、それぞれの両端部を2枚の基板の凹部に挟み込み、所定の時間、所定の温度に加熱して接着剤を硬化させる、という手順で製造される。   This optical isolator prepares two substrates for holding a first polarizer, a Faraday rotator, and a second polarizer, and forms a recess on the opposing surfaces of the two substrates and applies an adhesive. The both ends of the first polarizer, the Faraday rotator, and the second polarizer are sandwiched between the recesses of the two substrates, and the adhesive is cured by heating to a predetermined temperature for a predetermined time. Manufactured in a procedure.

また、特開平4−333818号公報には、接着剤の代わりに低融点ガラスなどのガラス材を用いた光アイソレータが開示されている。この光アイソレータは、偏光子とファラデー回転子とをそれぞれの外周部において第1のガラス材で互いに固着すると共に、ファラデー回転子と検光子をそれぞれの外周部において第2のガラス材で磁石に固着して構成したものである。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-333818 discloses an optical isolator using a glass material such as a low-melting glass instead of an adhesive. In this optical isolator, a polarizer and a Faraday rotator are fixed to each other with a first glass material at each outer peripheral portion, and the Faraday rotator and an analyzer are fixed to a magnet with a second glass material at each outer peripheral portion. It is configured as follows.

この光アイソレータは、予め第1、第2のガラス材を格子状に形成したガラスタブレットとして用意しておき、偏光子とファラデー回転子の間、およびファラデー回転子と検光子との間にガラスタブレットを重ね合わせ、偏光子および検光子に形成した格子状の溝部に、それぞれガラスタブレットを挿入するように位置合わせした後、所定の温度でガラス材を加熱することにより光学素子を接合し、その後光学素子を個片に切断する手順で製造される。   This optical isolator is prepared in advance as a glass tablet in which the first and second glass materials are formed in a lattice shape, and is a glass tablet between the polarizer and the Faraday rotator and between the Faraday rotator and the analyzer. After aligning so that the glass tablet is inserted into each of the lattice-shaped grooves formed in the polarizer and the analyzer, the optical element is joined by heating the glass material at a predetermined temperature, and then the optical Manufactured by a procedure of cutting an element into individual pieces.

特開2007−309967号公報JP 2007-309967 A 特開2005−181760号公報JP 2005-181760 A 特開平4−333818号公報JP-A-4-333818

特許文献1に開示された光アイソレータは、光学接着剤を用いて光学素子同士を接着し、一体化したものであり、第1の偏光子とフアラデー回転子の接合面、フアラデー回転子と第2の偏光子の接合面に接着剤が塗布されている。従って、この光アイソレータは、出力が数十ミリワット程度の光を用いた光通信システムに使用する限りにおいては問題ないが、高出力のレーザ光を用いる通信システムで使用した場合には、接着剤の変質の可能性があり、信頼性に問題が生じる。   The optical isolator disclosed in Patent Document 1 is obtained by bonding optical elements together using an optical adhesive and integrating them, and includes a joint surface between a first polarizer and a Faraday rotator, a Faraday rotator and a second one. An adhesive is applied to the bonding surface of the polarizer. Therefore, this optical isolator is not a problem as long as it is used in an optical communication system using light with an output of about several tens of milliwatts, but when used in a communication system using high-power laser light, There is a possibility of deterioration, causing a problem in reliability.

図10は、特許文献2に開示された従来の光アイソレー夕の構成を示す図である。この光アイソレー夕1は、2枚の対向する取り付け基板4の間に2個の偏光子2と、これらの各偏光子2の間に配置される一枚のファラデー回転子3の計3個の光学素子が、空隙5を介して積層して構成されている。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional optical isolator disclosed in Patent Document 2. In FIG. This optical isolator 1 is composed of two polarizers 2 between two opposing mounting substrates 4 and one Faraday rotator 3 arranged between these polarizers 2 in total. The optical element is configured by being stacked via the gap 5.

しかしながら、この構成では、積層された光学素子の光路方向(光軸方向)の距離(厚み)が増してしまう。また、光学素子を固着するための固定部材が邪魔になり光学部品の小型化の妨げとなるという問題点があった。   However, with this configuration, the distance (thickness) in the optical path direction (optical axis direction) of the stacked optical elements increases. In addition, there is a problem that a fixing member for fixing the optical element becomes an obstacle and hinders downsizing of the optical component.

また、特許文献3に開示された光アイソレー夕によれば、理想的には、平板状ファラデー回転子と偏光子との間に空隙が形成されることはなくなることになる。しかしながら、実際には、ガラスタブレット及び溝部をいかに高精度に加工したとしても、格子状の溝部に低融点ガラスを過不足なく充填することは難しい。例えば、溝部に対してガラス材が多い場合には、溝から溢れて、平板状ファラデー回転子と偏光子との間に流れ出し、平板状ファラデー回転子と偏光子の間に隙間を生じることとなり、逆に、溝部に対してガラス材が少ない場合には、接合不足を生じることになる。   Also, according to the optical isolator disclosed in Patent Document 3, ideally, no gap is formed between the flat-plate Faraday rotator and the polarizer. However, in practice, it is difficult to fill the lattice-shaped grooves with the low melting point glass without excess or deficiency, no matter how accurately the glass tablet and the grooves are processed. For example, when there is a lot of glass material for the groove, it overflows from the groove and flows out between the flat plate Faraday rotator and the polarizer, resulting in a gap between the flat plate Faraday rotator and the polarizer, On the contrary, when there is little glass material with respect to a groove part, joining shortage will arise.

そこで、本発明は、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品及びその製造方法を提供する。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品及びその製造方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light, and a method for manufacturing the same. In addition, an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive and a manufacturing method thereof are provided.

本願の第1の発明においては、
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り 囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、
隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につなが る凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする。
(1)少なくとも2つの前記平板状の光学素子を準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記凹部に対して、前記側面からエネルギー硬化型の接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記接着剤を硬化させるステップ。
In the first invention of the present application,
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and rear surfaces have an optical path area through which light passes and a non-optical path area through which light does not pass,
At least one of the front and back surfaces facing each other of the adjacent optical elements is provided with a recess connected to the side surface,
The following steps are provided.
(1) preparing at least two plate-like optical elements and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), filling the concave portion with an energy curable adhesive from the side surface;
(4) A step of applying curing energy to the adhesive after the step (3) to cure the adhesive.

本願の第2の発明においては、
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り 囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、
隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につなが る凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする。
(1)少なくとも2つの前記平板状の光学素子を準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記側面に対してエネルギー硬化型の接着剤を塗布し、前記凹部に対して、前記側面から前記接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記側面に、平板を配置するステップ、
(5)前記ステップ(4)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記側面に塗布された接着剤及び前記凹部に充填された接着剤を硬化させるステップ。
In the second invention of the present application,
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and rear surfaces have an optical path area through which light passes and a non-optical path area through which light does not pass,
At least one of the front and back surfaces facing each other of the adjacent optical elements is provided with a recess connected to the side surface,
The following steps are provided.
(1) preparing at least two plate-like optical elements and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), applying an energy curable adhesive to the side surface and filling the concave portion with the adhesive from the side surface;
(4) After the step (3), placing a flat plate on the side surface;
(5) After the step (4), applying curing energy to the adhesive to cure the adhesive applied to the side surface and the adhesive filled in the recess.

本願の第3の発明においては、
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につながる凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする光学部品の製造方法。
(1)前記平板状の光学素子が少なくとも2つ取り出せる光学材料を少なくとも2つ準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記凹部に対して、前記側面からエネルギー硬化型の接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記接着剤を硬化させるステップ、
(5)前記ステップ(4)の後に、前記光学材料を切断して個々の光学部品を得るステップ。
In the third invention of the present application,
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and back surfaces have an optical path region through which light passes and a non-optical path region through which light does not pass, and at least one of the front and back surfaces facing the adjacent optical element is provided with a recess connected to the side surface. And
An optical component manufacturing method comprising the following steps.
(1) preparing at least two optical materials from which at least two of the flat optical elements can be taken out, and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), filling the concave portion with an energy curable adhesive from the side surface;
(4) After the step (3), applying curing energy to the adhesive to cure the adhesive;
(5) After the step (4), cutting the optical material to obtain individual optical components.

本願の第4の発明においては、第1の発明乃至第3の発明の何れかの発明において、前記凹部は、前記前後面の非光路域に設けられていることを特徴とする。   According to a fourth invention of the present application, in any one of the first to third inventions, the concave portion is provided in a non-optical path area of the front and rear surfaces.

本願の第5の発明においては、第1の発明乃至第4の発明の何れかの発明において、前記凹部は、少なくとも1つの溝から成り、前記溝の幅は0.005mm〜0.5mm、深さは0.001mm〜0.1mmであることを特徴とする。   According to a fifth invention of the present application, in any one of the first to fourth inventions, the concave portion is composed of at least one groove, and the groove has a width of 0.005 mm to 0.5 mm, a depth of The thickness is 0.001 mm to 0.1 mm.

本願の第6の発明においては、第1の発明乃至第5の発明の何れかの発明において、前記接着剤は、常温における粘度が10〜10mPa・sであることを特徴とする。 According to a sixth invention of the present application, in any one of the first to fifth inventions, the adhesive has a viscosity of 10 to 10 5 mPa · s at room temperature.

本願の第7の発明においては、第1の発明乃至第6の発明の何れかの発明において、前記少なくとも2つの平板状の光学素子の前記光路面を圧接する圧力は、10Pa〜10Paであることを特徴とする。 In a seventh invention of the present application, in any one of the first to sixth inventions, the pressure at which the optical path surface of the at least two flat optical elements is pressed is 10 4 Pa to 10 7. It is characterized by Pa.

本願の第8の発明においては、第1の発明乃至第7の発明の何れかの発明において、少なくとも1つの前記平板状の光学素子に、反射防止膜を施すことを特徴とする。   According to an eighth invention of the present application, in any one of the first to seventh inventions, an antireflection film is provided on at least one of the flat optical elements.

本願の第9の発明においては、本願の第1から8の何れかの発明の製造方法により製造された光アイソレータを特徴とする。   The ninth invention of the present application is characterized by an optical isolator manufactured by the manufacturing method of any one of the first to eighth inventions of the present application.

本発明によれば、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品を提供できるようになる。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品を提供することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light. In addition, it is possible to provide an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive.

本発明の製造方法により製造される光学部品の一実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of one Example of the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention. 平板状の光学素子を含む光学材料の準備工程を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the preparatory process of the optical material containing a flat optical element. 図2の準備工程により製作される光学材料を示す図である。It is a figure which shows the optical material manufactured by the preparatory process of FIG. 本発明の光学部品の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the optical component of this invention. 圧接時の押圧力と圧接状態を評価した結果の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pressing force at the time of press contact, and the result of having evaluated the press contact state. 本発明の製造方法により製造される光学部品の他の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other Example of the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention. 図1の光学部品の構成を適用した光アイソレータモジュールの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical isolator module to which the structure of the optical component of FIG. 1 is applied. 本発明の光学部品と比較例の光学部品の寸法を対比した図である。It is the figure which contrasted the dimension of the optical component of this invention, and the optical component of a comparative example. 本発明の製造方法により製造される光学部品を適用した光アイソレータモジュールの他の構造を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the optical isolator module to which the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention is applied. 従来の光アイソレータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional optical isolator.

以下、本発明を実施するための形態について、図1〜図9を参照し実施例に基づいて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on an Example with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these examples.

図1は、本発明の製造方法により製造される光学部品の一実施例の構成を示す断面図であり、図1(a)は光学部品10の平面図、図1(b)は図1(a)におけるA−A断面図である。図1に示すように、光学部品10は、複数の平板状の光学素子12、14、16が積層されて構成される。光学部品10が光アイソレータの場合、通信光が透過する方向から順に偏光子(光学素子12)、ファラデー回転子(光学素子14)、検光子として機能する偏光子(光学素子16)を積層して構成する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of an optical component manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of the optical component 10, and FIG. It is AA sectional drawing in a). As shown in FIG. 1, the optical component 10 is configured by laminating a plurality of flat optical elements 12, 14, and 16. When the optical component 10 is an optical isolator, a polarizer (optical element 12), a Faraday rotator (optical element 14), and a polarizer (optical element 16) functioning as an analyzer are stacked in order from the direction in which communication light is transmitted. Configure.

それぞれの光学素子12、14、16は、光路方向(図中矢印B方向)の前後に設けられた前後面12a、14a、16aと、それらの前後面12a、14a、16aを取り囲む側面12b、14b、16bと、を有し、前後面12a、14a、16aには、光が通過する光路域12c、14c、16cと、光が通過しない非光路域12d、14d、16dを有している。   Each of the optical elements 12, 14, and 16 includes front and rear surfaces 12a, 14a, and 16a provided before and after the optical path direction (arrow B direction in the drawing), and side surfaces 12b and 14b that surround the front and rear surfaces 12a, 14a, and 16a. 16b, and the front and rear surfaces 12a, 14a, 16a have optical path regions 12c, 14c, 16c through which light passes and non-optical path regions 12d, 14d, 16d through which light does not pass.

ここで、光路域とは、ガウシアン形状の強度分布の光において、光の中心付近の最大強度eに対して、光の強度が1/e以上となっている領域(図中の点線で示した領域)のことである。 Here, the optical path area is a region (indicated by a dotted line in the figure) in which the intensity of light is 1 / e 2 or more with respect to the maximum intensity e near the center of the light in the Gaussian intensity distribution light. Area).

隣接する光学素子12、14、16のそれぞれ対向する前後面12a、14a、16aの少なくとも一方には、側面12b、14b、16bにつながる凹部19が設けられている。図1においては、光学素子14に対向する光学素子12と16の前後面12a、16aにそれぞれ側面12b、16bにつながる凹部19が設けられている。この凹部19には後述するようにエネルギー硬化型の接着剤18が充填される。また、光学素子12、14、16の両側面には、それぞれ平板20が設けられる。平板20はエネルギー硬化型の接着剤18により光学素子12、14、16の両側面に接着され、光学素子12、14、16が平板20に保持される。   A concave portion 19 connected to the side surfaces 12b, 14b, 16b is provided on at least one of the front and rear surfaces 12a, 14a, 16a facing each other of the adjacent optical elements 12, 14, 16. In FIG. 1, the front and rear surfaces 12a and 16a of the optical elements 12 and 16 facing the optical element 14 are provided with recesses 19 connected to the side surfaces 12b and 16b, respectively. The recess 19 is filled with an energy curable adhesive 18 as will be described later. Further, flat plates 20 are provided on both side surfaces of the optical elements 12, 14, and 16, respectively. The flat plate 20 is bonded to both side surfaces of the optical elements 12, 14, 16 by an energy curable adhesive 18, and the optical elements 12, 14, 16 are held on the flat plate 20.

このように本発明にかかる製造方法により製造される光学部品10は、少なくとも2つの平板状の光学素子が積層されたものであって、それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する光学素子の対向する前後面の少なくとも一方には、側面につながる凹部が設けられているものである。   As described above, the optical component 10 manufactured by the manufacturing method according to the present invention is formed by laminating at least two plate-like optical elements, and each optical element is provided on the front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction. , And a side surface surrounding the front and rear surfaces, the front and rear surfaces have an optical path region through which light passes and a non-optical path region through which light does not pass, and at least one of the front and rear surfaces facing each other adjacent optical elements, A recess connected to the side surface is provided.

以下、上記のような光学部品10を製造する本発明にかかる製造方法の一実施例について説明する。
図2(a)に示すような基板を「基板状の光学材料」、図2(b)に示すような大板を「大板状の光学材料」、図2(c)に示すような短冊状に切断された光学材料を「短冊状の光学材料」という。短冊状の光学材料は更に切断され、個々の光学素子となる。
Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method according to the present invention for manufacturing the optical component 10 as described above will be described.
A substrate as shown in FIG. 2A is “substrate-like optical material”, a large plate as shown in FIG. 2B is “large plate-like optical material”, and a strip as shown in FIG. 2C. The optical material cut into a shape is referred to as a “strip-shaped optical material”. The strip-shaped optical material is further cut into individual optical elements.

図2は、本発明の製造方法に用いられる平板状の光学素子を含む光学材料の準備工程を説明する模式図であり、図3は、図2の準備工程によって製作される短冊状の光学材料を示す図である。図2において(a)は偏光子、ファラデー回転子等の基板状の光学材料を示し、(b)は基板上の光学材料に凹部を形成した大板状の光学材料を示し、(c)は大板状の光学材料を短冊状に切断する切断工程を示す図である。図3において(a)は偏光子用である短冊状の光学材料を示し、(b)はファラデー回転子用である短冊状の光学材料示す図である。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a preparation process of an optical material including a flat optical element used in the manufacturing method of the present invention, and FIG. 3 is a strip-shaped optical material manufactured by the preparation process of FIG. FIG. 2A shows a substrate-like optical material such as a polarizer and a Faraday rotator, FIG. 2B shows a large plate-like optical material in which concave portions are formed on the optical material on the substrate, and FIG. It is a figure which shows the cutting process which cut | disconnects a large plate-shaped optical material in strip shape. 3A shows a strip-shaped optical material for a polarizer, and FIG. 3B shows a strip-shaped optical material for a Faraday rotator.

図2(a)に示すように、基板状の光学材料312,316は、1片が11mmの方形で、厚さが0.2mmの平板状の偏光子用のガラス材であり、これらの基板状の光学材料312、316は、所定の平面度に研磨されている。研磨による平面度は、例えば、λ/2ないしλ/10(λ=633nm)である。   As shown in FIG. 2 (a), the substrate-like optical materials 312 and 316 are flat plate-shaped glass materials for a polarizer having a square of 11 mm and a thickness of 0.2 mm. The optical materials 312 and 316 are polished to a predetermined flatness. The flatness by polishing is, for example, λ / 2 to λ / 10 (λ = 633 nm).

偏光子用である基板状の光学材料312、316には、図2(b)に示すように格子状に凹部219がダイシングマシンにより加工され、大板状の光学材料212,216となる。大板状の光学材料112、116は、図2(c)に示すように、短冊状に切断され、短冊状の光学材料112、116となる。ファラデー回転子用である基板状の光学材料314は、1片が11mmの方形で、厚さが0.4mmの平板状の永久磁化されたラッチ型のガーネット材である。このファラデー回転子用である基板状の光学材料314には、凹部は加工されずに、短冊状に切断され、短冊状の光学材料114となる。   As shown in FIG. 2B, the substrate-like optical materials 312 and 316 used for the polarizer are processed into a large plate-like optical material 212 and 216 by processing the concave portions 219 in a lattice shape by a dicing machine. As shown in FIG. 2C, the large plate-shaped optical materials 112 and 116 are cut into strips to form strip-shaped optical materials 112 and 116. A substrate-like optical material 314 for a Faraday rotator is a flat-plate-permanently magnetized latch-type garnet material having a square of 11 mm and a thickness of 0.4 mm. The substrate-like optical material 314 for the Faraday rotator is cut into a strip shape without being processed into a concave portion, and becomes a strip-like optical material 114.

図3(a)には、偏光子用である短冊状の光学材料112,116の平面図(上段)と側面図(下段)が示されており、図3(b)には、ファラデー回転子用である短冊状の光学材料114の平面図(上段)と側面図(下段)が示されている。   FIG. 3A shows a plan view (upper) and a side view (lower) of strip-shaped optical materials 112 and 116 for a polarizer, and FIG. 3B shows a Faraday rotator. A plan view (upper stage) and a side view (lower stage) of the strip-shaped optical material 114 for use are shown.

図4は、本発明の光学部品の製造方法を示す工程図であり、図中の(a)〜(i)は各製造工程における光学材料の状態を示す図である。なお、図4(a)〜(i)には理解を助けるため必要に応じて上段に平面図、下段に側面図を図示している。   FIG. 4 is a process diagram showing a method for manufacturing an optical component according to the present invention, and (a) to (i) in the figure are views showing states of optical materials in each manufacturing process. In FIGS. 4A to 4I, a plan view is shown in the upper stage and a side view is shown in the lower stage as needed to facilitate understanding.

偏光子用である短冊状の光学材料112,116、ファラデー回転子用である短冊状の光学材料114を、図4(a)に示すように、把持具24上に下から光学材料112、光学材料114、光学材料116の順にそれぞれの前後面が接するように重ねて配置する。次いで、図4(b)に示すように、重ねて配置された光学材料の112、114、116の上に把持具25を重ね、把持具24、25に所定の圧力(例えば、10Pa)を加え、光学材料の112、114、116を圧接する。 As shown in FIG. 4A, the strip-shaped optical materials 112 and 116 for the polarizer and the strip-shaped optical material 114 for the Faraday rotator are placed on the gripper 24 from below as shown in FIG. The material 114 and the optical material 116 are arranged so that the front and rear surfaces are in contact with each other in this order. Next, as shown in FIG. 4B, the gripping tool 25 is stacked on the optical materials 112, 114, and 116 arranged in a stacked manner, and a predetermined pressure (for example, 10 5 Pa) is applied to the gripping tools 24, 25. And the optical materials 112, 114, and 116 are pressed.

ここでいう圧接とは、隣接する光学材料又は光学部品の前後面を接触させて押圧することである。なお、本願発明では、圧接といえども、ナノメータレベルでの接触までを意図しているわけではなく、本願発明の光学部品の使用に影響を与えないレベルの非接触(例えば、0.01mm以下の光学材料間の微細な隙間や屈折率整合剤等の極薄膜の存在を含む)を排除するものではない。この圧接により、凹部に充填した接着剤を、隣接する光学材料又は光学部品の前後面との間に流れ出すことを防止することができる。   The pressure contact here is to press the front and back surfaces of adjacent optical materials or optical components in contact with each other. In the present invention, even the press contact is not intended to contact at the nanometer level, and the non-contact level (for example, 0.01 mm or less) that does not affect the use of the optical component of the present invention. It does not exclude the presence of ultrathin films such as fine gaps between optical materials and refractive index matching agents. By this pressure contact, it is possible to prevent the adhesive filled in the concave portion from flowing out between the front and back surfaces of the adjacent optical material or optical component.

図5は、光学材料の112、114、116を圧接する際の押圧力と短冊状の光学材料の圧接状態を評価した結果を示す図である。図5に示すように、圧接時の押圧力が10 Pa以下では、側面より接着剤を塗布し、凹部119に接着剤を充填しようとするときに、接着剤の一部が、凹部119から隣接する短冊状の光学材料の前後面の界面へ流れ出しが確認されたため、良好な圧接状態とはいえない。2*10Pa以上では、光学材料112、114、116にクラックや欠けなどの微細な損傷が生じたため、良好な圧接状態とはいえない。10Pa〜10Paでは、接着剤の凹部からの流れ出しは無く、また光学材料の微細な損傷も確認されなかったので、良好な圧接状態と考えられる。 FIG. 5 is a diagram showing the results of evaluating the pressing force when pressing the optical materials 112, 114, and 116 and the pressing state of the strip-shaped optical material. As shown in FIG. 5, when the pressing force at the time of pressure contact is 10 3 Pa or less, when applying the adhesive from the side surface and filling the concave portion 119 with the adhesive, a part of the adhesive is removed from the concave portion 119. Since the flow was confirmed to the interface between the front and back surfaces of the adjacent strip-shaped optical material, it cannot be said that the pressure contact state is good. At 2 * 10 7 Pa or higher, the optical materials 112, 114, and 116 are not in a good pressure contact state because fine damage such as cracks and chips occurred. At 10 4 Pa to 10 7 Pa, no adhesive flowed out from the recesses, and no fine damage of the optical material was confirmed, which is considered to be a good pressure contact state.

圧接を終えると、図4(c)に示すように圧接された光学材料の112、114、116の側面に接着剤18を塗布する。接着剤18は毛細管現象を利用して凹部119に充填される。凹部119に接着剤18を過不足なく充填するためには、接着剤18の粘度は常温(23±5°C)における粘度が10mPa・s〜10mPa・s(日本工業規格JIS K7117−2/対応国際規格ISO 3219による)であることが好ましい。本実施例で用いた接着剤の粘度は250mPa・sである。 When the press contact is completed, as shown in FIG. 4C, the adhesive 18 is applied to the side surfaces of the optical materials 112, 114, and 116 that are press contacted. The adhesive 18 is filled in the recess 119 using a capillary phenomenon. In order to fill the recess 119 with the adhesive 18 without excess or deficiency, the adhesive 18 has a viscosity of 10 2 mPa · s to 10 4 mPa · s at normal temperature (23 ± 5 ° C.) (Japanese Industrial Standard JIS K7117). -2 / corresponding international standard ISO 3219). The viscosity of the adhesive used in this example is 250 mPa · s.

図4(d)は、凹部119への接着剤18の充填が完了した状態を示している。ここで、凹部119に充填する接着剤18として本実施例では紫外線硬化型のエポキシ系接着剤を用いたが、他の硬化エネルギーで硬化する(熱硬化型等)エネルギー硬化型の接着剤でもよい。   FIG. 4D shows a state where the filling of the adhesive 18 into the recess 119 is completed. In this embodiment, an ultraviolet curable epoxy adhesive is used as the adhesive 18 filling the recess 119. However, an energy curable adhesive that cures with other curing energy (such as thermosetting) may be used. .

凹部119への接着剤18の充填が完了すると、図4(e)に示すように、圧接された光学材料112、114、116の側面に平板120を配置する。光学材料112、114,116の側面と平板120を接着するには、光学材料112、114、116と平板120の間には、平板120全体に接着剤が広がる程度の接着剤の量があること必要である。   When the filling of the adhesive 18 into the recess 119 is completed, as shown in FIG. 4E, the flat plate 120 is disposed on the side surface of the pressed optical material 112, 114, 116. In order to bond the side surface of the optical material 112, 114, 116 and the flat plate 120, there is an amount of adhesive between the optical material 112, 114, 116 and the flat plate 120 so that the adhesive spreads over the entire flat plate 120. is necessary.

その後、図4(f)に示すように、圧接された光学材料112、114、116の反対側の側面にも接着剤18を塗布して平板120を配置する。平板120は、本実施例においては、ホウケイ酸ガラスを用い、接着剤18の厚さは1〜5μm程度とした。なお、平板120は金属やセラミックのような紫外線を通さない材質のものでもよい。   Thereafter, as shown in FIG. 4 (f), the adhesive 18 is applied to the opposite side surfaces of the pressed optical materials 112, 114, and 116 to dispose the flat plate 120. In the present embodiment, the flat plate 120 is made of borosilicate glass, and the thickness of the adhesive 18 is about 1 to 5 μm. The flat plate 120 may be made of a material that does not transmit ultraviolet rays, such as metal or ceramic.

その後、図4(g)に示すように、平板120を貼り付けた光学材料112、114、116の一方の側面から紫外線を照射する。紫外線の照射条件は、10mW/cm、照射時間は5分とした。その後、平板120を貼り付けた光学材料112、114,116の他方の側面からも紫外線を照射する(図4(h)参照)。紫外線照射の条件は同じである。このように両側面から合計10分間、紫外線を照射にすることにより接着剤18を硬化させた。接着剤18が熱硬化型の場合には、所定の温度にて所定時間、硬化させる。所定の温度は、必ずしも高温である必要はなく、常温もしくはそれ以下の温度でもよい。 Thereafter, as shown in FIG. 4G, ultraviolet rays are irradiated from one side surface of the optical material 112, 114, 116 to which the flat plate 120 is attached. The ultraviolet irradiation conditions were 10 mW / cm 2 and the irradiation time was 5 minutes. Thereafter, ultraviolet rays are also irradiated from the other side surface of the optical material 112, 114, 116 to which the flat plate 120 is attached (see FIG. 4H). The conditions for ultraviolet irradiation are the same. Thus, the adhesive 18 was hardened by irradiating with ultraviolet rays from both sides for a total of 10 minutes. When the adhesive 18 is a thermosetting type, it is cured at a predetermined temperature for a predetermined time. The predetermined temperature is not necessarily high, and may be room temperature or lower.

その後、図4(i)の平面図(i1)に示すように、個々の光学部品に切断し、図1の光学部品10を得る。図4(i)の側面図(i2)を参照すると、切断線21はやや傾斜している。傾斜角は垂直方向から6度ないし8度である。この傾斜は、光学部品が貼り付けられるフェルールの傾斜に合わせたものである。   Thereafter, as shown in a plan view (i1) of FIG. 4 (i), each optical component is cut to obtain the optical component 10 of FIG. Referring to the side view (i2) of FIG. 4 (i), the cutting line 21 is slightly inclined. The inclination angle is 6 to 8 degrees from the vertical direction. This inclination is adapted to the inclination of the ferrule to which the optical component is attached.

光学部品10においては、光学素子12、14、16の両側には接着剤18により平板20が接合されている。
光学素子12,14,16の前後面(図1の12a、14a、16a参照)の一辺は1mm未満であることが好ましい。本実施例では、前後面の一辺の長さは0.7mm程度としている。
凹部19の幅は0.005mm〜0.2mm、深さは0.005mm〜0.05mmの範囲内であることが好ましく、本実施例では、凹部19の幅は0.05mm、深さは0.02mmとしている。
また、凹部19は種々の形状とすることができ、その断面形状がコの字状、U字状、弧状などであってよい。
In the optical component 10, flat plates 20 are bonded to both sides of the optical elements 12, 14, 16 by an adhesive 18.
One side of the front and rear surfaces of the optical elements 12, 14, 16 (see 12a, 14a, 16a in FIG. 1) is preferably less than 1 mm. In this embodiment, the length of one side of the front and rear surfaces is about 0.7 mm.
The width of the recess 19 is preferably in the range of 0.005 mm to 0.2 mm and the depth is in the range of 0.005 mm to 0.05 mm. In this embodiment, the width of the recess 19 is 0.05 mm and the depth is 0. .02 mm.
Moreover, the recessed part 19 can be made into various shapes, The cross-sectional shape may be U-shape, U-shape, arc shape, etc.

図6は、本発明の光学部品の他の実施例の構成を示す図であり、(a)は光学部品100の平面図、(b)は光学部品100のC−C断面図である。図6の光学部品100は、光学素子12、14、16の4方の側面の全てに平板20を配置したものである。   6A and 6B are diagrams showing the configuration of another embodiment of the optical component of the present invention. FIG. 6A is a plan view of the optical component 100, and FIG. The optical component 100 of FIG. 6 has a flat plate 20 disposed on all four side surfaces of the optical elements 12, 14, and 16.

光学素子12、14、16の平板20が設けられていないそれぞれの側面と平板20の間にエネルギー硬化型の接着剤を塗布し、その後、塗布された接着剤に硬化エネルギーを加えて硬化させる。これにより、光学素子10、12、14が4つの側面において平板20に保持される。平板20には、例えば、ガラス板を用いる。なお、図中に記載した寸法は一例であり図1の光学部品10も対応部分は同じ寸法であってよい。
また、図1、図6の構成と異なり、4方の側面の全てに平板20を設けない構成であってもよい。
An energy curable adhesive is applied between each side surface of the optical elements 12, 14, and 16 where the flat plate 20 is not provided and the flat plate 20, and then the applied adhesive is cured by applying curing energy. Thereby, the optical elements 10, 12, and 14 are held by the flat plate 20 on the four side surfaces. For the flat plate 20, for example, a glass plate is used. In addition, the dimension described in the drawing is an example, and the corresponding part of the optical component 10 in FIG. 1 may have the same dimension.
In addition, unlike the configurations of FIGS. 1 and 6, a configuration in which the flat plate 20 is not provided on all four side surfaces may be employed.

図7は、本発明の光アイソレータモジュールの構造を示す図である。図7において(a)は光アイソレータモジュール40の上面図、(b)は光アイソレータモジュール40のD−D断面図である。この光アイソレータモジュール40は、フェルール44上にガラススペーサ42を介して、図1と同様の構成の光アイソレータ30が接着剤により接合されている。   FIG. 7 is a diagram showing the structure of the optical isolator module of the present invention. 7A is a top view of the optical isolator module 40, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the optical isolator module 40 taken along the line DD. In this optical isolator module 40, an optical isolator 30 having the same configuration as that shown in FIG. 1 is bonded on an ferrule 44 via a glass spacer 42 with an adhesive.

フェルール44は、光ファイバ45を保持・保護するものであり、十分な機械的強度を有するジルコニアなどで形成される。光ファイバ45を通過するレーザ光は図中矢印Bのように光アイソレータ30に入射する。入射したレーザ光は点線46のように光アイソレータ内を進行する。進行するレーザ光のビーム径は、図示のようにその進行距離に応じて徐々に大きくなる。   The ferrule 44 holds and protects the optical fiber 45 and is made of zirconia or the like having sufficient mechanical strength. Laser light passing through the optical fiber 45 enters the optical isolator 30 as indicated by an arrow B in the figure. The incident laser light travels in the optical isolator as indicated by a dotted line 46. The beam diameter of the traveling laser light gradually increases according to the traveling distance as shown in the figure.

光アイソレータ30は、図7(b)に示すように、偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36から構成されている。   As shown in FIG. 7B, the optical isolator 30 includes a polarizing glass 32, a Faraday rotator 34, and a polarizing glass 36.

偏光ガラス32、36、ファラデー回転子34は、図1において説明したと同様に、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する光学素子の対向する前後面の少なくとも一方には、側面につながる凹部39が設けられている。   The polarizing glasses 32 and 36 and the Faraday rotator 34 have front and rear surfaces provided in the front and rear direction of the optical path and side surfaces surrounding the front and rear surfaces, as described in FIG. 1, and light passes through the front and rear surfaces. A concave portion 39 connected to the side surface is provided on at least one of the front and rear surfaces of the adjacent optical elements that have an optical path region and a non-optical path region through which light does not pass.

偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36は所定の順序に配置され、圧接された後、凹部39にはエネルギー硬化型の接着剤18を充填し、接着剤18に硬化エネルギーを加え、接着剤18を硬化することにより接合されている。また、偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36は、その両側面にエネルギー硬化型の接着剤18により固着されたたガラス材からなる平板20により保持されている。   The polarizing glass 32, the Faraday rotator 34, and the polarizing glass 36 are arranged in a predetermined order, and after being pressed against each other, the concave portion 39 is filled with an energy curable adhesive 18, and a curing energy is applied to the adhesive 18 for bonding. Bonding is performed by curing the agent 18. Further, the polarizing glass 32, the Faraday rotator 34, and the polarizing glass 36 are held by a flat plate 20 made of a glass material fixed to both side surfaces by an energy curable adhesive 18.

図8は、本発明の光学部品と比較例の光学部品の寸法を対比した図である。(a)は図7に示す光アイソレータモジュールの構成を示し、(b)は比較例として、特許文献2の光アイソレータを用いた光アイソレータモジュールである。   FIG. 8 is a diagram comparing the dimensions of the optical component of the present invention and the optical component of the comparative example. (A) shows the structure of the optical isolator module shown in FIG. 7, (b) is an optical isolator module using the optical isolator of patent document 2 as a comparative example.

図8(a)、(b)において、偏光ガラス12,16、ファラデー回転子14の厚みは同じ寸法として対比している。光アイソレータは光ファイバ45を保持したフェルール44の端面に接合されている。レーザ光が、光ファイバ45の端部から光アイソレータに入射され、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の屈折率に応じて屈折しながら光アイソレータ内を点線46のように進行する。レーザ光のビーム径は、図示のようにその進行距離に応じて徐々に大きくなる。   8A and 8B, the thicknesses of the polarizing glasses 12 and 16 and the Faraday rotator 14 are compared as the same dimensions. The optical isolator is bonded to the end face of the ferrule 44 that holds the optical fiber 45. Laser light is incident on the optical isolator from the end of the optical fiber 45 and travels in the optical isolator as indicated by a dotted line 46 while being refracted in accordance with the refractive indexes of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16. The beam diameter of the laser light gradually increases according to the travel distance as shown in the figure.

図8(a)に示す本発明の光アイソレータモジュールにおいては、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16は、それぞれの光学素子の隣接する前後面が圧接されており、レーザ光の進行方向の長さL1は1mmである。この長さL1(1mm)を進行する間に拡大するレーザ光のビーム径を考慮して、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の一辺の幅x1は0.7mmとなる。   In the optical isolator module of the present invention shown in FIG. 8A, the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 are in pressure contact with the front and back surfaces adjacent to each other, and the traveling direction of the laser light The length L1 is 1 mm. Considering the beam diameter of the laser beam that expands while traveling this length L1 (1 mm), the width x1 of one side of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 is 0.7 mm.

これに対して図8(b)に示す比較例においては、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の間にはそれぞれ空隙が存在し、図8(a)の本発明の光アイソレータモジュールと対比すると、レーザ光の進行方向の長さL2は1.4mmになる。この長さを進行する間に拡大するレーザ光のビーム径を考慮すると、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の一辺の幅x2は1.0mmとなる。   On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 8B, there are gaps among the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16, respectively, and the optical isolator module of the present invention shown in FIG. In contrast, the length L2 in the traveling direction of the laser light is 1.4 mm. In consideration of the beam diameter of the laser light that expands while traveling this length, the width x2 of one side of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 is 1.0 mm.

従って、本発明の光アイソレータと比較例の光アイソレータの寸法比を体積比に換算すると、0.7*0.7*1.0/(1.0*1.0*1.4)=0.35となり、本発明の光学部品の体積は、比較例の光学部品の約1/3になり、光学部品(光アイソレータ)の小型化を実現できることが分かる。   Accordingly, when the dimensional ratio of the optical isolator of the present invention and the optical isolator of the comparative example is converted into a volume ratio, 0.7 * 0.7 * 1.0 / (1.0 * 1.0 * 1.4) = 0. The volume of the optical component of the present invention is about 1/3 that of the optical component of the comparative example, and it can be seen that the optical component (optical isolator) can be downsized.

図9は偏光無依存型光アイソレータモジュールの構造の1例を示す図である。図9において、(a)は光アイソレータ50の上面図、(b)は光アイソレータモジュール60のE−E断面図である。この光アイソレータモジュール60は、フェルール63上にガラススペーサ70を介して、偏光無依存型光アイソレータ50が接着剤により接合されている。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the structure of a polarization-independent optical isolator module. 9A is a top view of the optical isolator 50, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the optical isolator module 60 taken along line E-E. In this optical isolator module 60, a polarization-independent optical isolator 50 is bonded on a ferrule 63 via a glass spacer 70 with an adhesive.

片方の光ファイバ61から出射したレーザ光は図中矢印Cのように光アイソレータ50に入射する。入射したレーザ光は点線のように光アイソレータ内を進行する。光アイソレータ50から出射した光はレンズ64でコリメート光となりミラー65で反射され、再度レンズ64を通り、光アイソレータ50に入射、進行し、もう片方の光ファイバ62に入射する。   Laser light emitted from one optical fiber 61 enters the optical isolator 50 as indicated by an arrow C in the figure. The incident laser light travels in the optical isolator as indicated by a dotted line. The light emitted from the optical isolator 50 is collimated by the lens 64 and reflected by the mirror 65, passes through the lens 64 again, enters the optical isolator 50, travels, and enters the other optical fiber 62.

光アイソレータモジュール60は、図9に示すように、偏光子として機能する平板型の複屈折結晶52、偏光方向を回転させる機能を有する2枚の1/2波長板57と58、永久磁化されたラッチ型のガーネット結晶からなるファラデー回転子54、偏光子として機能する複屈折結晶56を積層して圧接することにより構成している。複屈折結晶52、ファラデー回転子54、1/2波長板57と58、複屈折結晶56の各光学素子は、先に述べたように、例えば、縦横11mmの平板から格子状に所定の大きさに切断されたものが1つの光学素子として用いられている。複屈折結晶としてはYVO4、1/2波長板としては水晶板などが用いられる。   As shown in FIG. 9, the optical isolator module 60 includes a flat plate birefringent crystal 52 functioning as a polarizer, two half-wave plates 57 and 58 having a function of rotating the polarization direction, and permanent magnetized. A Faraday rotator 54 made of a latch-type garnet crystal and a birefringent crystal 56 functioning as a polarizer are stacked and pressed together. Each optical element of the birefringent crystal 52, the Faraday rotator 54, the half-wave plates 57 and 58, and the birefringent crystal 56 has, for example, a predetermined size in a lattice shape from a flat plate of 11 mm in length and width as described above. The one cut into two is used as one optical element. A YVO4 is used as the birefringent crystal, and a quartz plate or the like is used as the half-wave plate.

複屈折結晶52、56、ファラデー回転子54は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、複屈折結晶52の1/2波長板57と58に対向する前後面、ファラデー回転子の1/2波長板57と58に対向する前後面、及び複屈折結晶56のファラデー回転子54に対向する前後面には、側面につながる凹部51が設けられている。   The birefringent crystals 52 and 56 and the Faraday rotator 54 have front and rear surfaces provided in the front and rear direction of the optical path, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces, and the front and rear surfaces have an optical path region through which light passes and light does not pass. The front and rear surfaces of the birefringent crystal 52 facing the half-wave plates 57 and 58, the front and rear surfaces of the Faraday rotator facing the half-wave plates 57 and 58, and the birefringent crystal 56. Concave portions 51 connected to the side surfaces are provided on the front and rear surfaces facing the Faraday rotator 54.

複屈折結晶52、1/2波長板57と58、ファラデー回転子54、複屈折結晶56は所定の順序に配置され、圧接された後、凹部51にはエネルギー硬化型の接着剤18を充填し、接着剤18に硬化エネルギーを加え、接着剤18を硬化することにより接合されている。また、複屈折結晶52、ファラデー回転子54、複屈折結晶56はその両側面に、1/2波長板57、58はその片側面に、エネルギー硬化型の接着剤18により固着されたガラス材等からなる平板59により保持されている。   The birefringent crystal 52, the half-wave plates 57 and 58, the Faraday rotator 54, and the birefringent crystal 56 are arranged in a predetermined order, and after being pressed, the recess 51 is filled with the energy curable adhesive 18. Bonding is performed by applying curing energy to the adhesive 18 and curing the adhesive 18. In addition, the birefringent crystal 52, the Faraday rotator 54, and the birefringent crystal 56 are glass materials fixed to the both side surfaces thereof, and the half-wave plates 57 and 58 are fixed to the one side surfaces thereof by the energy curable adhesive 18. It is hold | maintained by the flat plate 59 which consists of.

以上の説明は、大板の光学材料を短冊状の光学材料に切断した後に、圧接、接着剤の充填、接着剤の硬化を行って接合し、最後に個々の光学素子に切断する例を説明したが、本発明はこれに限られない。大板の光学材料の状態、短冊状の光学材料の状態、個片の光学素子の状態、いずれの状態でも本発明にかかる製造方法を適用することができる。   The above description describes an example in which a large plate optical material is cut into a strip-shaped optical material, then bonded by pressure welding, adhesive filling, and adhesive curing, and finally cut into individual optical elements. However, the present invention is not limited to this. The manufacturing method according to the present invention can be applied to any state of the optical material of the large plate, the state of the strip-shaped optical material, and the state of the individual optical element.

また、短冊状に切断する光学材料の幅も、個々の光学素子の1列分を含むように切断してもよく、個々の光学素子の複数列を含むように切断してもよい。そのような場合でも、基本となる光学素子の圧接、接着剤の充填、接着剤の硬化の工程の間に、必要となる他の適切な工程を追加すればよい。   Further, the width of the optical material to be cut into strips may be cut so as to include one row of individual optical elements, or may be cut to include a plurality of rows of individual optical elements. Even in such a case, other appropriate processes may be added between the processes of pressure contact of the basic optical element, filling of the adhesive, and curing of the adhesive.

以上説明したように本発明によれば、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品を提供できるようになる。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品を提供することができるようになる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light. In addition, it is possible to provide an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive.

上述した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The above-described embodiment is illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10、100・・・光学部品
12、14、16・・・光学素子
112、114、116・・・短冊状の光学材料
212、216・・・大板状の光学材料
312、314、316・・・基板状の光学材料
12a、14a、16a・・・光学素子における前後面
112a、114a、116a・・・短冊状の光学材料における前後面
12b、14b、16b・・・側面
112b、114b、116b・・・短冊状の光学材料における側面
12c、14c、16c・・・光路域
12d、14d、16d・・・非光路域
18・・・接着剤
19・・・光学素子における凹部
119・・・短冊状の光学材料における凹部
219・・・大板状の光学材料における凹部
20・・・光学素子の側面に配置される平板
120・・・短冊状の光学材料の側面に配置される平板
21・・・切断線
23・・・符号
24、25・・・把持具
30・・・偏光依存型光アイソレータ
32・・・偏光ガラス
34・・・ファラデー回転子
36・・・偏光ガラス
39・・・凹部
40・・・偏光依存型光アイソレータモジュール
45・・・光ファイバ
46・・・レーザ光を示す点線
50・・・偏光無依存型光アイソレータ
51・・・凹部
52・・・複屈折結晶
54・・・ファラデー回転子
56・・・複屈折結晶
57・・・1/2波長板
58・・・1/2波長板
59・・・平板
60・・・偏光無依存型光アイソレータモジュール
61・・・光ファイバ
62・・・光ファイバ
63・・・フェルール
64・・・レンズ
65・・・ミラー
70・・・ガラススペーサ
10, 100 ... optical components 12, 14, 16 ... optical elements 112, 114, 116 ... strip-shaped optical material 212, 216 ... large plate-shaped optical material 312, 314, 316,. The substrate-like optical materials 12a, 14a, 16a ... the front and back surfaces 112a, 114a, 116a in the optical element ... the front and back surfaces 12b, 14b, 16b in the strip-like optical material ... the side surfaces 112b, 114b, 116b .. Side surfaces 12c, 14c, 16c in the strip-shaped optical material. Optical path regions 12d, 14d, 16d ... Non-optical path region 18 ... Adhesive 19 ... Concave portion 119 in the optical element ... Strip shape Recessed portion 219 in the optical material of the plate 20: Recessed portion 20 in the large plate-shaped optical material ... Flat plate 120 arranged on the side surface of the optical element ... Arranged on the side surface of the strip-shaped optical material Flat plate 21... Cutting line 23... 24, 25... Gripping tool 30... Polarization-dependent optical isolator 32. ... Recess 40 ... Polarization-dependent optical isolator module 45 ... Optical fiber 46 ... Dotted line 50 indicating laser light ... Polarization-independent optical isolator 51 ... Recess 52 ... Birefringence Crystal 54 ... Faraday rotator 56 ... Birefringent crystal 57 ... Half-wave plate 58 ... Half-wave plate 59 ... Flat plate 60 ... Polarization-independent optical isolator module 61 ... Optical fiber 62 ... Optical fiber 63 ... Ferrule 64 ... Lens 65 ... Mirror 70 ... Glass spacer

本発明は、光通信装置などで使用される光学部品の製造方法および光学部品に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical component used in an optical communication device or the like, and an optical component.

一般に、光通信用に使用される光学部品や光モジュールとしては、光コネクタ、光アイソレータや光信号を送信するためのLD(Laser diode)モジュールや光信号を受信するためのPD(Photo diode)モジュールが知られている。   In general, optical components and optical modules used for optical communication include optical connectors, optical isolators, LD (Laser diode) modules for transmitting optical signals, and PD (Photo diode) modules for receiving optical signals. It has been known.

光アイソレータは、光ファイバの戻り光を防止するために光通信システムで用いられる部品である。戻り光は、進行している光が、接触している材料間の屈折率の不整合またはファイバの位置ずれやモード不整合などによりおこり得る。戻り光はシステム性能の低下をもたらし、レーザ光等の送信源に悪影響を及ぼす。   An optical isolator is a component used in an optical communication system to prevent return light of an optical fiber. The returning light can be caused by the traveling light being inconsistent in refractive index between the materials in contact with each other, fiber misalignment or mode mismatching. The return light causes a decrease in system performance and adversely affects a transmission source such as a laser beam.

偏光依存型光アイソレータでは、ファラデー回転子を挟み込むために偏光ガラスシートのような偏光子が用いられる。光が第1の偏光子を通り、次いでファラデー回転子を通り、次いで第2の偏光子を通って進む。そのアイソレータが、光ファイバとレンズの間、もしくは2つのレンズの間に配置される。   In the polarization-dependent optical isolator, a polarizer such as a polarizing glass sheet is used to sandwich the Faraday rotator. Light travels through the first polarizer, then through the Faraday rotator, and then through the second polarizer. The isolator is disposed between the optical fiber and the lens or between the two lenses.

光源から発せられた信号光は第1の偏光子を通過する。次いで、第1の偏光子を通過した光の偏光はファラデー回転子により45°回転した後に、第1の偏光子に対して、偏光方向が45°ずらされた第2の偏光子を通過して出てくる。逆方向の場合、戻り光は、第2の偏光子によって偏光した後に、ファラデー回転子により同方向に45°回転して、第1の偏光子に対して90°ずれた偏光になる。したがって、信号が光源に戻されることはない。   The signal light emitted from the light source passes through the first polarizer. Next, the polarization of the light that has passed through the first polarizer is rotated 45 ° by the Faraday rotator, and then passes through the second polarizer whose polarization direction is shifted by 45 ° with respect to the first polarizer. Come out. In the case of the reverse direction, the return light is polarized by the second polarizer and then rotated 45 ° in the same direction by the Faraday rotator to become polarized light that is shifted by 90 ° with respect to the first polarizer. Thus, no signal is returned to the light source.

偏光依存型アイソレータに対して、偏光無依存型の光アイソレータも知られている。偏光無依存型アイソレータは、くさび形または平板形の複屈折材料、あるいは薄膜コーティングが施されたプリズムとすることができ、2つのビームスプリッタの間に挟み込まれたファラデー回転子を有する。   In contrast to the polarization-dependent isolator, a polarization-independent optical isolator is also known. The polarization-independent isolator can be a wedge or flat birefringent material, or a prism with a thin film coating, and has a Faraday rotator sandwiched between two beam splitters.

ファラデー回転子は一般に、磁場を印加して結晶を光学活性化するように、ガーネット結晶片を磁石で囲むことによりつくられる。このタイプのガーネットは非ラッチ型と称される。別のタイプのファラデー回転子は、永久磁化されており外部磁場を必要としない。このタイプのガーネットはラッチ型と称されている。   A Faraday rotator is typically made by surrounding a piece of garnet with a magnet so that a magnetic field is applied to optically activate the crystal. This type of garnet is referred to as a non-latching type. Another type of Faraday rotator is permanently magnetized and does not require an external magnetic field. This type of garnet is called a latch type.

偏光依存型光アイソレータ及び偏光無依存型光アイソレータの両者の様々な構成部品は一般に、機械的組立部品によるかあるいは高分子材接着剤によって接合される。また、他の代替方法として、大きな材料シートの接着剤による一括集成すなわち積層板化する方法も知られている。   The various components of both polarization-dependent and polarization-independent optical isolators are generally joined by mechanical assemblies or by polymeric adhesives. As another alternative method, there is also known a method in which large material sheets are collectively assembled with an adhesive, that is, laminated.

光アイソレータのような光学部品は、上記のようにファラデー回転子や偏光子などの光学素子を組み合わせることにより構成される。光学素子の固定には固定部材や接着剤が用いられる。例えば、特開2007−309967号公報には、光学接着剤を用いて光学素子同士を接着し、一体化した光アイソレータが開示されている。光学接着剤は、光学素子の光通過部の面を含む面全体に亘って均一な厚さで塗布される。   An optical component such as an optical isolator is configured by combining optical elements such as a Faraday rotator and a polarizer as described above. A fixing member or an adhesive is used for fixing the optical element. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-309967 discloses an optical isolator in which optical elements are bonded together using an optical adhesive and integrated. The optical adhesive is applied with a uniform thickness over the entire surface including the surface of the light passage portion of the optical element.

この光アイソレータは、所定の面に反射防止膜を形成した第1の偏光子、第2の偏光子、両面に反射防止膜を形成したファラデー回転子を用意する、光学接着剤を第1および第2の偏光子のファラデー回転子側の面およびファラデー回転子の両面に塗布する、接着剤を塗布した面同士を合わせ、さらに第1および第2の偏光子の偏光面を適正に位置合わせして所定の圧力を加える、組み合わされた3枚の光学素子からなるブロックを所定の時間、所定の温度に加熱して接着剤を熱硬化させる、という手順で製造される。   In this optical isolator, a first polarizer having an antireflection film formed on a predetermined surface, a second polarizer, and a Faraday rotator having antireflection films formed on both surfaces are prepared. Apply the adhesive to the Faraday rotator side surface and the Faraday rotator side surface of the polarizer 2 and align the polarization surfaces of the first and second polarizers appropriately. It is manufactured by a procedure in which a predetermined pressure is applied and a block composed of three combined optical elements is heated to a predetermined temperature for a predetermined time to thermally cure the adhesive.

光学接着剤としては、接着硬化時の収縮が小さく、熱による歪の影響が少なく、安定性の高い熱硬化型接着剤あるいは紫外線硬化型接着剤などが用いられる。   As the optical adhesive, a thermosetting adhesive or an ultraviolet curable adhesive that has a low shrinkage at the time of adhesive curing and is less affected by heat and has high stability is used.

上記のような光アイソレータは、従来から用いられている光アイソレータであり、通常は出力が数十ミリワット程度の光を用いた光通信システムに多く用いられている。   The optical isolator as described above is an optical isolator conventionally used, and is usually used in many optical communication systems using light having an output of about several tens of milliwatts.

一方、光アンプ等を用いる光通信システムにおいては、数百ミリワット程度の高出力のレーザ光が用いられている。光路面に光学接着剤を有する光アイソレータを高出力のレーザ光を用いる光通信システムで使用した場合には、接着剤の変質の可能性があり、信頼性に問題が生じる。   On the other hand, in an optical communication system using an optical amplifier or the like, high-power laser light of about several hundred milliwatts is used. When an optical isolator having an optical adhesive on the optical path surface is used in an optical communication system using high-power laser light, there is a possibility that the adhesive may be altered, resulting in a problem in reliability.

それに対して、特開2005−181760号公報には、光路面に接着剤が無い光アイソレータが開示されている。この光アイソレータは、板状の偏光子と、板状のファラデー回転子とを並べてその両端部を一対の基板で保持する構造であって、対向する2枚の取り付け基板にそれぞれ溝状の凹部を形成し、凹部に偏光子、ファラデー回転子の端部を保持して接着剤で固定した光アイソレータが開示されている。   On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-181760 discloses an optical isolator having no adhesive on the optical path surface. This optical isolator has a structure in which a plate-shaped polarizer and a plate-shaped Faraday rotator are arranged and both ends thereof are held by a pair of substrates, and a groove-shaped recess is formed on each of two opposing mounting substrates. An optical isolator is disclosed which is formed and held with an adhesive while holding the ends of a polarizer and a Faraday rotator in a recess.

この光アイソレータは、第1の偏光子、ファラデー回転子、第2の偏光子を保持する2枚の基板を準備し、2枚の基板の対向する面に凹部を形成して接着剤を塗布し、第1の偏光子、ファラデー回転子、第2の偏光子の、それぞれの両端部を2枚の基板の凹部に挟み込み、所定の時間、所定の温度に加熱して接着剤を硬化させる、という手順で製造される。   This optical isolator prepares two substrates for holding a first polarizer, a Faraday rotator, and a second polarizer, and forms a recess on the opposing surfaces of the two substrates and applies an adhesive. The both ends of the first polarizer, the Faraday rotator, and the second polarizer are sandwiched between the recesses of the two substrates, and the adhesive is cured by heating to a predetermined temperature for a predetermined time. Manufactured in a procedure.

また、特開平4−333818号公報には、接着剤の代わりに低融点ガラスなどのガラス材を用いた光アイソレータが開示されている。この光アイソレータは、偏光子とファラデー回転子とをそれぞれの外周部において第1のガラス材で互いに固着すると共に、ファラデー回転子と検光子をそれぞれの外周部において第2のガラス材で磁石に固着して構成したものである。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-333818 discloses an optical isolator using a glass material such as a low-melting glass instead of an adhesive. In this optical isolator, a polarizer and a Faraday rotator are fixed to each other with a first glass material at each outer peripheral portion, and the Faraday rotator and an analyzer are fixed to a magnet with a second glass material at each outer peripheral portion. It is configured as follows.

この光アイソレータは、予め第1、第2のガラス材を格子状に形成したガラスタブレットとして用意しておき、偏光子とファラデー回転子の間、およびファラデー回転子と検光子との間にガラスタブレットを重ね合わせ、偏光子および検光子に形成した格子状の溝部に、それぞれガラスタブレットを挿入するように位置合わせした後、所定の温度でガラス材を加熱することにより光学素子を接合し、その後光学素子を個片に切断する手順で製造される。   This optical isolator is prepared in advance as a glass tablet in which the first and second glass materials are formed in a lattice shape, and is a glass tablet between the polarizer and the Faraday rotator and between the Faraday rotator and the analyzer. After aligning so that the glass tablet is inserted into each of the lattice-shaped grooves formed in the polarizer and the analyzer, the optical element is joined by heating the glass material at a predetermined temperature, and then the optical Manufactured by a procedure of cutting an element into individual pieces.

特開2007−309967号公報JP 2007-309967 A 特開2005−181760号公報JP 2005-181760 A 特開平4−333818号公報JP-A-4-333818

特許文献1に開示された光アイソレータは、光学接着剤を用いて光学素子同士を接着し、一体化したものであり、第1の偏光子とフアラデー回転子の接合面、フアラデー回転子と第2の偏光子の接合面に接着剤が塗布されている。従って、この光アイソレータは、出力が数十ミリワット程度の光を用いた光通信システムに使用する限りにおいては問題ないが、高出力のレーザ光を用いる通信システムで使用した場合には、接着剤の変質の可能性があり、信頼性に問題が生じる。   The optical isolator disclosed in Patent Document 1 is obtained by bonding optical elements together using an optical adhesive and integrating them, and includes a joint surface between a first polarizer and a Faraday rotator, a Faraday rotator and a second one. An adhesive is applied to the bonding surface of the polarizer. Therefore, this optical isolator is not a problem as long as it is used in an optical communication system using light with an output of about several tens of milliwatts, but when used in a communication system using high-power laser light, There is a possibility of deterioration, causing a problem in reliability.

図10は、特許文献2に開示された従来の光アイソレー夕の構成を示す図である。この光アイソレー夕1は、2枚の対向する取り付け基板4の間に2個の偏光子2と、これらの各偏光子2の間に配置される一枚のファラデー回転子3の計3個の光学素子が、空隙5を介して積層して構成されている。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional optical isolator disclosed in Patent Document 2. In FIG. This optical isolator 1 is composed of two polarizers 2 between two opposing mounting substrates 4 and one Faraday rotator 3 arranged between these polarizers 2 in total. The optical element is configured by being stacked via the gap 5.

しかしながら、この構成では、積層された光学素子の光路方向(光軸方向)の距離(厚み)が増してしまう。また、光学素子を固着するための固定部材が邪魔になり光学部品の小型化の妨げとなるという問題点があった。   However, with this configuration, the distance (thickness) in the optical path direction (optical axis direction) of the stacked optical elements increases. In addition, there is a problem that a fixing member for fixing the optical element becomes an obstacle and hinders downsizing of the optical component.

また、特許文献3に開示された光アイソレー夕によれば、理想的には、平板状ファラデー回転子と偏光子との間に空隙が形成されることはなくなることになる。しかしながら、実際には、ガラスタブレット及び溝部をいかに高精度に加工したとしても、格子状の溝部に低融点ガラスを過不足なく充填することは難しい。例えば、溝部に対してガラス材が多い場合には、溝から溢れて、平板状ファラデー回転子と偏光子との間に流れ出し、平板状ファラデー回転子と偏光子の間に隙間を生じることとなり、逆に、溝部に対してガラス材が少ない場合には、接合不足を生じることになる。   Also, according to the optical isolator disclosed in Patent Document 3, ideally, no gap is formed between the flat-plate Faraday rotator and the polarizer. However, in practice, it is difficult to fill the lattice-shaped grooves with the low melting point glass without excess or deficiency, no matter how accurately the glass tablet and the grooves are processed. For example, if there is a lot of glass material for the groove, it overflows from the groove and flows out between the flat plate Faraday rotator and the polarizer, resulting in a gap between the flat plate Faraday rotator and the polarizer, On the contrary, when there is little glass material with respect to a groove part, joining shortage will arise.

そこで、本発明は、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品及びその製造方法を提供する。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品及びその製造方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light, and a method for manufacturing the same. In addition, an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive and a manufacturing method thereof are provided.

本願の第1の発明においては、
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り 囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、
隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につなが る凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする。
(1)少なくとも2つの前記平板状の光学素子を準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記凹部に対して、前記側面からエネルギー硬化型の接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記接着剤を硬化させるステップ。
In the first invention of the present application,
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and rear surfaces have an optical path area through which light passes and a non-optical path area through which light does not pass,
At least one of the front and back surfaces facing each other of the adjacent optical elements is provided with a recess connected to the side surface,
The following steps are provided.
(1) preparing at least two plate-like optical elements and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), filling the concave portion with an energy curable adhesive from the side surface;
(4) A step of applying curing energy to the adhesive after the step (3) to cure the adhesive.

本願の第2の発明においては、
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り 囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、
隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につなが る凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする。
(1)少なくとも2つの前記平板状の光学素子を準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記側面に対してエネルギー硬化型の接着剤を塗布し、前記凹部に対して、前記側面から前記接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記側面に、平板を配置するステップ、
(5)前記ステップ(4)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記側面に塗布された接着剤及び前記凹部に充填された接着剤を硬化させるステップ。
In the second invention of the present application,
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and rear surfaces have an optical path area through which light passes and a non-optical path area through which light does not pass,
At least one of the front and back surfaces facing each other of the adjacent optical elements is provided with a recess connected to the side surface,
The following steps are provided.
(1) preparing at least two plate-like optical elements and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), applying an energy curable adhesive to the side surface and filling the concave portion with the adhesive from the side surface;
(4) After the step (3), placing a flat plate on the side surface;
(5) After the step (4), applying curing energy to the adhesive to cure the adhesive applied to the side surface and the adhesive filled in the recess.

本願の第3の発明においては、
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につながる凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする光学部品の製造方法。
(1)前記平板状の光学素子が少なくとも2つ取り出せる光学材料を少なくとも2つ準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記凹部に対して、前記側面からエネルギー硬化型の接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記接着剤を硬化させるステップ、
(5)前記ステップ(4)の後に、前記光学材料を切断して個々の光学部品を得るステップ。
In the third invention of the present application,
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and back surfaces have an optical path region through which light passes and a non-optical path region through which light does not pass, and at least one of the front and back surfaces facing the adjacent optical element is provided with a recess connected to the side surface. And
An optical component manufacturing method comprising the following steps.
(1) preparing at least two optical materials from which at least two of the flat optical elements can be taken out, and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), filling the concave portion with an energy curable adhesive from the side surface;
(4) After the step (3), applying curing energy to the adhesive to cure the adhesive;
(5) After the step (4), cutting the optical material to obtain individual optical components.

本願の第4の発明においては、第1の発明乃至第3の発明の何れかの発明において、前記凹部は、前記前後面の非光路域に設けられていることを特徴とする。   According to a fourth invention of the present application, in any one of the first to third inventions, the concave portion is provided in a non-optical path area of the front and rear surfaces.

本願の第5の発明においては、第1の発明乃至第4の発明の何れかの発明において、前記凹部は、少なくとも1つの溝から成り、前記溝の幅は0.005mm〜0.5mm、深さは0.001mm〜0.1mmであることを特徴とする。   According to a fifth invention of the present application, in any one of the first to fourth inventions, the concave portion is composed of at least one groove, and the groove has a width of 0.005 mm to 0.5 mm, a depth of The thickness is 0.001 mm to 0.1 mm.

本願の第6の発明においては、第1の発明乃至第5の発明の何れかの発明において、前記接着剤は、常温における粘度が10〜10mPa・sであることを特徴とする。 According to a sixth invention of the present application, in any one of the first to fifth inventions, the adhesive has a viscosity of 10 to 10 5 mPa · s at room temperature.

本願の第7の発明においては、第1の発明乃至第6の発明の何れかの発明において、前記少なくとも2つの平板状の光学素子の前記光路面を圧接する圧力は、10Pa〜10 Paであることを特徴とする。 In a seventh invention of the present application, in any one of the first to sixth inventions, the pressure at which the optical path surfaces of the at least two flat optical elements are in pressure contact is 10 4 Pa to 10 8. It is characterized by Pa .

本願の第8の発明においては、第1の発明乃至第7の発明の何れかの発明において、少なくとも1つの前記平板状の光学素子に、反射防止膜を施すことを特徴とする。   According to an eighth invention of the present application, in any one of the first to seventh inventions, an antireflection film is provided on at least one of the flat optical elements.

本願の第9の発明においては、本願の第1から8の何れかの発明の製造方法により製造された光アイソレータを特徴とする。   The ninth invention of the present application is characterized by an optical isolator manufactured by the manufacturing method of any one of the first to eighth inventions of the present application.

本発明によれば、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品を提供できるようになる。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品を提供することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light. In addition, it is possible to provide an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive.

本発明の製造方法により製造される光学部品の一実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of one Example of the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention. 平板状の光学素子を含む光学材料の準備工程を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the preparatory process of the optical material containing a flat optical element. 図2の準備工程により製作される光学材料を示す図である。It is a figure which shows the optical material manufactured by the preparatory process of FIG. 本発明の光学部品の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the optical component of this invention. 圧接時の押圧力と圧接状態を評価した結果の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pressing force at the time of press contact, and the result of having evaluated the press contact state. 本発明の製造方法により製造される光学部品の他の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other Example of the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention. 図1の光学部品の構成を適用した光アイソレータモジュールの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical isolator module to which the structure of the optical component of FIG. 1 is applied. 本発明の光学部品と比較例の光学部品の寸法を対比した図である。It is the figure which contrasted the dimension of the optical component of this invention, and the optical component of a comparative example. 本発明の製造方法により製造される光学部品を適用した光アイソレータモジュールの他の構造を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the optical isolator module to which the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention is applied. 従来の光アイソレータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional optical isolator.

以下、本発明を実施するための形態について、図1〜図9を参照し実施例に基づいて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on an Example with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these examples.

図1は、本発明の製造方法により製造される光学部品の一実施例の構成を示す断面図であり、図1(a)は光学部品10の平面図、図1(b)は図1(a)におけるA−A断面図である。図1に示すように、光学部品10は、複数の平板状の光学素子12、14、16が積層されて構成される。光学部品10が光アイソレータの場合、通信光が透過する方向から順に偏光子(光学素子12)、ファラデー回転子(光学素子14)、検光子として機能する偏光子(光学素子16)を積層して構成する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of an optical component manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of the optical component 10, and FIG. It is AA sectional drawing in a). As shown in FIG. 1, the optical component 10 is configured by laminating a plurality of flat optical elements 12, 14, and 16. When the optical component 10 is an optical isolator, a polarizer (optical element 12), a Faraday rotator (optical element 14), and a polarizer (optical element 16) functioning as an analyzer are stacked in order from the direction in which communication light is transmitted. Configure.

それぞれの光学素子12、14、16は、光路方向(図中矢印B方向)の前後に設けられた前後面12a、14a、16aと、それらの前後面12a、14a、16aを取り囲む側面12b、14b、16bと、を有し、前後面12a、14a、16aには、光が通過する光路域12c、14c、16cと、光が通過しない非光路域12d、14d、16dを有している。   Each of the optical elements 12, 14, and 16 includes front and rear surfaces 12a, 14a, and 16a provided before and after the optical path direction (arrow B direction in the drawing), and side surfaces 12b and 14b that surround the front and rear surfaces 12a, 14a, and 16a. 16b, and the front and rear surfaces 12a, 14a, 16a have optical path regions 12c, 14c, 16c through which light passes and non-optical path regions 12d, 14d, 16d through which light does not pass.

ここで、光路域とは、ガウシアン形状の強度分布の光において、光の中心付近の最大強度eに対して、光の強度が1/e以上となっている領域(図中の点線で示した領域)のことである。 Here, the optical path area is a region (indicated by a dotted line in the figure) in which the intensity of light is 1 / e 2 or more with respect to the maximum intensity e near the center of the light in the Gaussian intensity distribution light. Area).

隣接する光学素子12、14、16のそれぞれ対向する前後面12a、14a、16aの少なくとも一方には、側面12b、14b、16bにつながる凹部19が設けられている。図1においては、光学素子14に対向する光学素子12と16の前後面12a、16aにそれぞれ側面12b、16bにつながる凹部19が設けられている。この凹部19には後述するようにエネルギー硬化型の接着剤18が充填される。また、光学素子12、14、16の両側面には、それぞれ平板20が設けられる。平板20はエネルギー硬化型の接着剤18により光学素子12、14、16の両側面に接着され、光学素子12、14、16が平板20に保持される。   A concave portion 19 connected to the side surfaces 12b, 14b, 16b is provided on at least one of the front and rear surfaces 12a, 14a, 16a facing each other of the adjacent optical elements 12, 14, 16. In FIG. 1, the front and rear surfaces 12a and 16a of the optical elements 12 and 16 facing the optical element 14 are provided with recesses 19 connected to the side surfaces 12b and 16b, respectively. The recess 19 is filled with an energy curable adhesive 18 as will be described later. Further, flat plates 20 are provided on both side surfaces of the optical elements 12, 14, and 16, respectively. The flat plate 20 is bonded to both side surfaces of the optical elements 12, 14, 16 by an energy curable adhesive 18, and the optical elements 12, 14, 16 are held on the flat plate 20.

このように本発明にかかる製造方法により製造される光学部品10は、少なくとも2つの平板状の光学素子が積層されたものであって、それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する光学素子の対向する前後面の少なくとも一方には、側面につながる凹部が設けられているものである。   As described above, the optical component 10 manufactured by the manufacturing method according to the present invention is formed by laminating at least two plate-like optical elements, and each optical element is provided on the front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction. , And a side surface surrounding the front and rear surfaces, the front and rear surfaces have an optical path region through which light passes and a non-optical path region through which light does not pass, and at least one of the front and rear surfaces facing each other adjacent optical elements, A recess connected to the side surface is provided.

以下、上記のような光学部品10を製造する本発明にかかる製造方法の一実施例について説明する。
図2(a)に示すような基板を「基板状の光学材料」、図2(b)に示すような大板を「大板状の光学材料」、図2(c)に示すような短冊状に切断された光学材料を「短冊状の光学材料」という。短冊状の光学材料は更に切断され、個々の光学素子となる。
Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method according to the present invention for manufacturing the optical component 10 as described above will be described.
A substrate as shown in FIG. 2A is “substrate-like optical material”, a large plate as shown in FIG. 2B is “large plate-like optical material”, and a strip as shown in FIG. 2C. The optical material cut into a shape is referred to as a “strip-shaped optical material”. The strip-shaped optical material is further cut into individual optical elements.

図2は、本発明の製造方法に用いられる平板状の光学素子を含む光学材料の準備工程を説明する模式図であり、図3は、図2の準備工程によって製作される短冊状の光学材料を示す図である。図2において(a)は偏光子、ファラデー回転子等の基板状の光学材料を示し、(b)は基板上の光学材料に凹部を形成した大板状の光学材料を示し、(c)は大板状の光学材料を短冊状に切断する切断工程を示す図である。図3において(a)は偏光子用である短冊状の光学材料を示し、(b)はファラデー回転子用である短冊状の光学材料示す図である。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a preparation process of an optical material including a flat optical element used in the manufacturing method of the present invention, and FIG. 3 is a strip-shaped optical material manufactured by the preparation process of FIG. FIG. 2A shows a substrate-like optical material such as a polarizer and a Faraday rotator, FIG. 2B shows a large plate-like optical material in which concave portions are formed on the optical material on the substrate, and FIG. It is a figure which shows the cutting process which cut | disconnects a large plate-shaped optical material in strip shape. 3A shows a strip-shaped optical material for a polarizer, and FIG. 3B shows a strip-shaped optical material for a Faraday rotator.

図2(a)に示すように、基板状の光学材料312,316は、1片が11mmの方形で、厚さが0.2mmの平板状の偏光子用のガラス材であり、これらの基板状の光学材料312、316は、所定の平面度に研磨されている。研磨による平面度は、例えば、λ/2ないしλ/10(λ=633nm)である。   As shown in FIG. 2 (a), the substrate-like optical materials 312 and 316 are flat plate-shaped glass materials for a polarizer having a square of 11 mm and a thickness of 0.2 mm. The optical materials 312 and 316 are polished to a predetermined flatness. The flatness by polishing is, for example, λ / 2 to λ / 10 (λ = 633 nm).

偏光子用である基板状の光学材料312、316には、図2(b)に示すように格子状に凹部219がダイシングマシンにより加工され、大板状の光学材料212,216となる。大板状の光学材料112、116は、図2(c)に示すように、短冊状に切断され、短冊状の光学材料112、116となる。ファラデー回転子用である基板状の光学材料314は、1片が11mmの方形で、厚さが0.4mmの平板状の永久磁化されたラッチ型のガーネット材である。このファラデー回転子用である基板状の光学材料314には、凹部は加工されずに、短冊状に切断され、短冊状の光学材料114となる。   As shown in FIG. 2B, the substrate-like optical materials 312 and 316 used for the polarizer are processed into a large plate-like optical material 212 and 216 by processing the concave portions 219 in a lattice shape by a dicing machine. As shown in FIG. 2C, the large plate-shaped optical materials 112 and 116 are cut into strips to form strip-shaped optical materials 112 and 116. A substrate-like optical material 314 for a Faraday rotator is a flat-plate-permanently magnetized latch-type garnet material having a square of 11 mm and a thickness of 0.4 mm. The substrate-like optical material 314 for the Faraday rotator is cut into a strip shape without being processed into a concave portion, and becomes a strip-like optical material 114.

図3(a)には、偏光子用である短冊状の光学材料112,116の平面図(上段)と側面図(下段)が示されており、図3(b)には、ファラデー回転子用である短冊状の光学材料114の平面図(上段)と側面図(下段)が示されている。   FIG. 3A shows a plan view (upper) and a side view (lower) of strip-shaped optical materials 112 and 116 for a polarizer, and FIG. 3B shows a Faraday rotator. A plan view (upper stage) and a side view (lower stage) of the strip-shaped optical material 114 for use are shown.

図4は、本発明の光学部品の製造方法を示す工程図であり、図中の(a)〜(i)は各製造工程における光学材料の状態を示す図である。なお、図4(a)〜(i)には理解を助けるため必要に応じて上段に平面図、下段に側面図を図示している。   FIG. 4 is a process diagram showing a method for manufacturing an optical component according to the present invention, and (a) to (i) in the figure are views showing states of optical materials in each manufacturing process. In FIGS. 4A to 4I, a plan view is shown in the upper stage and a side view is shown in the lower stage as needed to facilitate understanding.

偏光子用である短冊状の光学材料112,116、ファラデー回転子用である短冊状の光学材料114を、図4(a)に示すように、把持具24上に下から光学材料112、光学材料114、光学材料116の順にそれぞれの前後面が接するように重ねて配置する。次いで、図4(b)に示すように、重ねて配置された光学材料の112、114、116の上に把持具25を重ね、把持具24、25に所定の圧力(例えば、10Pa)を加え、光学材料の112、114、116を圧接する。 As shown in FIG. 4A, the strip-shaped optical materials 112 and 116 for the polarizer and the strip-shaped optical material 114 for the Faraday rotator are placed on the gripper 24 from below as shown in FIG. The material 114 and the optical material 116 are arranged so that the front and rear surfaces are in contact with each other in this order. Next, as shown in FIG. 4B, the gripping tool 25 is stacked on the optical materials 112, 114, and 116 arranged in a stacked manner, and a predetermined pressure (for example, 10 5 Pa) is applied to the gripping tools 24, 25. And the optical materials 112, 114, and 116 are pressed.

ここでいう圧接とは、隣接する光学材料又は光学部品の前後面を接触させて押圧することである。なお、本願発明では、圧接といえども、ナノメータレベルでの接触までを意図しているわけではなく、本願発明の光学部品の使用に影響を与えないレベルの非接触(例えば、0.01mm以下の光学材料間の微細な隙間や屈折率整合剤等の極薄膜の存在を含む)を排除するものではない。この圧接により、凹部に充填した接着剤を、隣接する光学材料又は光学部品の前後面との間に流れ出すことを防止することができる。   The pressure contact here is to press the front and back surfaces of adjacent optical materials or optical components in contact with each other. In the present invention, even the press contact is not intended to contact at the nanometer level, and the non-contact level (for example, 0.01 mm or less) that does not affect the use of the optical component of the present invention. It does not exclude the presence of ultrathin films such as fine gaps between optical materials and refractive index matching agents. By this pressure contact, it is possible to prevent the adhesive filled in the concave portion from flowing out between the front and back surfaces of the adjacent optical material or optical component.

図5は、光学材料の112、114、116を圧接する際の押圧力と短冊状の光学材料の圧接状態を評価した結果を示す図である。図5に示すように、圧接時の押圧力が10 Pa以下では、側面より接着剤を塗布し、凹部119に接着剤を充填しようとするときに、接着剤の一部が、凹部119から隣接する短冊状の光学材料の前後面の界面へ流れ出しが確認されたため、良好な圧接状態とはいえない。2*10 Pa以上では、光学材料112、114、116にクラックや欠けなどの微細な損傷が生じたため、良好な圧接状態とはいえない。10Pa〜10 Paでは、接着剤の凹部からの流れ出しは無く、また光学材料の微細な損傷も確認されなかったので、良好な圧接状態と考えられる。 FIG. 5 is a diagram showing the results of evaluating the pressing force when pressing the optical materials 112, 114, and 116 and the pressing state of the strip-shaped optical material. As shown in FIG. 5, when the pressing force at the time of pressure contact is 10 3 Pa or less, when applying the adhesive from the side surface and filling the concave portion 119 with the adhesive, a part of the adhesive is removed from the concave portion 119. Since the flow was confirmed to the interface between the front and back surfaces of the adjacent strip-shaped optical material, it cannot be said that the pressure contact state is good. When the pressure is 2 * 10 8 Pa or more, the optical materials 112, 114, and 116 are slightly damaged such as cracks and chips, and thus cannot be said to be in a good pressure contact state. From 10 4 Pa to 10 8 Pa , the adhesive did not flow out from the recesses, and fine damage to the optical material was not confirmed.

圧接を終えると、図4(c)に示すように圧接された光学材料の112、114、116の側面に接着剤18を塗布する。接着剤18は毛細管現象を利用して凹部119に充填される。凹部119に接着剤18を過不足なく充填するためには、接着剤18の粘度は常温(23±5°C)における粘度が10mPa・s〜10mPa・s(日本工業規格JIS K7117−2/対応国際規格ISO 3219による)であることが好ましい。本実施例で用いた接着剤の粘度は250mPa・sである。 When the press contact is completed, as shown in FIG. 4C, the adhesive 18 is applied to the side surfaces of the optical materials 112, 114, and 116 that are press contacted. The adhesive 18 is filled in the recess 119 using a capillary phenomenon. In order to fill the recess 119 with the adhesive 18 without excess or deficiency, the adhesive 18 has a viscosity of 10 2 mPa · s to 10 4 mPa · s at normal temperature (23 ± 5 ° C.) (Japanese Industrial Standard JIS K7117). -2 / corresponding international standard ISO 3219). The viscosity of the adhesive used in this example is 250 mPa · s.

図4(d)は、凹部119への接着剤18の充填が完了した状態を示している。ここで、凹部119に充填する接着剤18として本実施例では紫外線硬化型のエポキシ系接着剤を用いたが、他の硬化エネルギーで硬化する(熱硬化型等)エネルギー硬化型の接着剤でもよい。   FIG. 4D shows a state where the filling of the adhesive 18 into the recess 119 is completed. In this embodiment, an ultraviolet curable epoxy adhesive is used as the adhesive 18 filling the recess 119. However, an energy curable adhesive that cures with other curing energy (such as thermosetting) may be used. .

凹部119への接着剤18の充填が完了すると、図4(e)に示すように、圧接された光学材料112、114、116の側面に平板120を配置する。光学材料112、114,116の側面と平板120を接着するには、光学材料112、114、116と平板120の間には、平板120全体に接着剤が広がる程度の接着剤の量があること必要である。   When the filling of the adhesive 18 into the recess 119 is completed, as shown in FIG. 4E, the flat plate 120 is disposed on the side surface of the pressed optical material 112, 114, 116. In order to bond the side surface of the optical material 112, 114, 116 and the flat plate 120, there is an amount of adhesive between the optical material 112, 114, 116 and the flat plate 120 so that the adhesive spreads over the entire flat plate 120. is necessary.

その後、図4(f)に示すように、圧接された光学材料112、114、116の反対側の側面にも接着剤18を塗布して平板120を配置する。平板120は、本実施例においては、ホウケイ酸ガラスを用い、接着剤18の厚さは1〜5μm程度とした。なお、平板120は金属やセラミックのような紫外線を通さない材質のものでもよい。   Thereafter, as shown in FIG. 4 (f), the adhesive 18 is applied to the opposite side surfaces of the pressed optical materials 112, 114, and 116 to dispose the flat plate 120. In the present embodiment, the flat plate 120 is made of borosilicate glass, and the thickness of the adhesive 18 is about 1 to 5 μm. The flat plate 120 may be made of a material that does not transmit ultraviolet rays, such as metal or ceramic.

その後、図4(g)に示すように、平板120を貼り付けた光学材料112、114、116の一方の側面から紫外線を照射する。紫外線の照射条件は、10mW/cm、照射時間は5分とした。その後、平板120を貼り付けた光学材料112、114,116の他方の側面からも紫外線を照射する(図4(h)参照)。紫外線照射の条件は同じである。このように両側面から合計10分間、紫外線を照射にすることにより接着剤18を硬化させた。接着剤18が熱硬化型の場合には、所定の温度にて所定時間、硬化させる。所定の温度は、必ずしも高温である必要はなく、常温もしくはそれ以下の温度でもよい。 Thereafter, as shown in FIG. 4G, ultraviolet rays are irradiated from one side surface of the optical material 112, 114, 116 to which the flat plate 120 is attached. The ultraviolet irradiation conditions were 10 mW / cm 2 and the irradiation time was 5 minutes. Thereafter, ultraviolet rays are also irradiated from the other side surface of the optical material 112, 114, 116 to which the flat plate 120 is attached (see FIG. 4H). The conditions for ultraviolet irradiation are the same. Thus, the adhesive 18 was hardened by irradiating with ultraviolet rays from both sides for a total of 10 minutes. When the adhesive 18 is a thermosetting type, it is cured at a predetermined temperature for a predetermined time. The predetermined temperature is not necessarily high, and may be room temperature or lower.

その後、図4(i)の平面図(i1)に示すように、個々の光学部品に切断し、図1の光学部品10を得る。図4(i)の側面図(i2)を参照すると、切断線21はやや傾斜している。傾斜角は垂直方向から6度ないし8度である。この傾斜は、光学部品が貼り付けられるフェルールの傾斜に合わせたものである。   Thereafter, as shown in a plan view (i1) of FIG. 4 (i), each optical component is cut to obtain the optical component 10 of FIG. Referring to the side view (i2) of FIG. 4 (i), the cutting line 21 is slightly inclined. The inclination angle is 6 to 8 degrees from the vertical direction. This inclination is adapted to the inclination of the ferrule to which the optical component is attached.

光学部品10においては、光学素子12、14、16の両側には接着剤18により平板20が接合されている。
光学素子12,14,16の前後面(図1の12a、14a、16a参照)の一辺は1mm未満であることが好ましい。本実施例では、前後面の一辺の長さは0.7mm程度としている。
凹部19の幅は0.005mm〜0.2mm、深さは0.005mm〜0.05mmの範囲内であることが好ましく、本実施例では、凹部19の幅は0.05mm、深さは0.02mmとしている。
また、凹部19は種々の形状とすることができ、その断面形状がコの字状、U字状、弧状などであってよい。
In the optical component 10, flat plates 20 are bonded to both sides of the optical elements 12, 14, 16 by an adhesive 18.
One side of the front and rear surfaces of the optical elements 12, 14, 16 (see 12a, 14a, 16a in FIG. 1) is preferably less than 1 mm. In this embodiment, the length of one side of the front and rear surfaces is about 0.7 mm.
The width of the recess 19 is preferably in the range of 0.005 mm to 0.2 mm and the depth is in the range of 0.005 mm to 0.05 mm. In this embodiment, the width of the recess 19 is 0.05 mm and the depth is 0. .02 mm.
Moreover, the recessed part 19 can be made into various shapes, The cross-sectional shape may be U-shape, U-shape, arc shape, etc.

図6は、本発明の光学部品の他の実施例の構成を示す図であり、(a)は光学部品100の平面図、(b)は光学部品100のC−C断面図である。図6の光学部品100は、光学素子12、14、16の4方の側面の全てに平板20を配置したものである。   6A and 6B are diagrams showing the configuration of another embodiment of the optical component of the present invention. FIG. 6A is a plan view of the optical component 100, and FIG. The optical component 100 of FIG. 6 has a flat plate 20 disposed on all four side surfaces of the optical elements 12, 14, and 16.

光学素子12、14、16の平板20が設けられていないそれぞれの側面と平板20の間にエネルギー硬化型の接着剤を塗布し、その後、塗布された接着剤に硬化エネルギーを加えて硬化させる。これにより、光学素子10、12、14が4つの側面において平板20に保持される。平板20には、例えば、ガラス板を用いる。なお、図中に記載した寸法は一例であり図1の光学部品10も対応部分は同じ寸法であってよい。
また、図1、図6の構成と異なり、4方の側面の全てに平板20を設けない構成であってもよい。
An energy curable adhesive is applied between each side surface of the optical elements 12, 14, and 16 where the flat plate 20 is not provided and the flat plate 20, and then the applied adhesive is cured by applying curing energy. Thereby, the optical elements 10, 12, and 14 are held by the flat plate 20 on the four side surfaces. For the flat plate 20, for example, a glass plate is used. In addition, the dimension described in the drawing is an example, and the corresponding part of the optical component 10 in FIG. 1 may have the same dimension.
In addition, unlike the configurations of FIGS. 1 and 6, a configuration in which the flat plate 20 is not provided on all four side surfaces may be employed.

図7は、本発明の光アイソレータモジュールの構造を示す図である。図7において(a)は光アイソレータモジュール40の上面図、(b)は光アイソレータモジュール40のD−D断面図である。この光アイソレータモジュール40は、フェルール44上にガラススペーサ42を介して、図1と同様の構成の光アイソレータ30が接着剤により接合されている。   FIG. 7 is a diagram showing the structure of the optical isolator module of the present invention. 7A is a top view of the optical isolator module 40, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the optical isolator module 40 taken along the line DD. In this optical isolator module 40, an optical isolator 30 having the same configuration as that shown in FIG. 1 is bonded on an ferrule 44 via a glass spacer 42 with an adhesive.

フェルール44は、光ファイバ45を保持・保護するものであり、十分な機械的強度を有するジルコニアなどで形成される。光ファイバ45を通過するレーザ光は図中矢印Bのように光アイソレータ30に入射する。入射したレーザ光は点線46のように光アイソレータ内を進行する。進行するレーザ光のビーム径は、図示のようにその進行距離に応じて徐々に大きくなる。   The ferrule 44 holds and protects the optical fiber 45 and is made of zirconia or the like having sufficient mechanical strength. Laser light passing through the optical fiber 45 enters the optical isolator 30 as indicated by an arrow B in the figure. The incident laser light travels in the optical isolator as indicated by a dotted line 46. The beam diameter of the traveling laser light gradually increases according to the traveling distance as shown in the figure.

光アイソレータ30は、図7(b)に示すように、偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36から構成されている。   As shown in FIG. 7B, the optical isolator 30 includes a polarizing glass 32, a Faraday rotator 34, and a polarizing glass 36.

偏光ガラス32、36、ファラデー回転子34は、図1において説明したと同様に、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する光学素子の対向する前後面の少なくとも一方には、側面につながる凹部39が設けられている。   The polarizing glasses 32 and 36 and the Faraday rotator 34 have front and rear surfaces provided in the front and rear direction of the optical path and side surfaces surrounding the front and rear surfaces, as described in FIG. 1, and light passes through the front and rear surfaces. A concave portion 39 connected to the side surface is provided on at least one of the front and rear surfaces of the adjacent optical elements that have an optical path region and a non-optical path region through which light does not pass.

偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36は所定の順序に配置され、圧接された後、凹部39にはエネルギー硬化型の接着剤18を充填し、接着剤18に硬化エネルギーを加え、接着剤18を硬化することにより接合されている。また、偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36は、その両側面にエネルギー硬化型の接着剤18により固着されたたガラス材からなる平板20により保持されている。   The polarizing glass 32, the Faraday rotator 34, and the polarizing glass 36 are arranged in a predetermined order, and after being pressed against each other, the concave portion 39 is filled with an energy curable adhesive 18, and a curing energy is applied to the adhesive 18 for bonding. Bonding is performed by curing the agent 18. Further, the polarizing glass 32, the Faraday rotator 34, and the polarizing glass 36 are held by a flat plate 20 made of a glass material fixed to both side surfaces by an energy curable adhesive 18.

図8は、本発明の光学部品と比較例の光学部品の寸法を対比した図である。(a)は図7に示す光アイソレータモジュールの構成を示し、(b)は比較例として、特許文献2の光アイソレータを用いた光アイソレータモジュールである。   FIG. 8 is a diagram comparing the dimensions of the optical component of the present invention and the optical component of the comparative example. (A) shows the structure of the optical isolator module shown in FIG. 7, (b) is an optical isolator module using the optical isolator of patent document 2 as a comparative example.

図8(a)、(b)において、偏光ガラス12,16、ファラデー回転子14の厚みは同じ寸法として対比している。光アイソレータは光ファイバ45を保持したフェルール44の端面に接合されている。レーザ光が、光ファイバ45の端部から光アイソレータに入射され、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の屈折率に応じて屈折しながら光アイソレータ内を点線46のように進行する。レーザ光のビーム径は、図示のようにその進行距離に応じて徐々に大きくなる。   8A and 8B, the thicknesses of the polarizing glasses 12 and 16 and the Faraday rotator 14 are compared as the same dimensions. The optical isolator is bonded to the end face of the ferrule 44 that holds the optical fiber 45. Laser light is incident on the optical isolator from the end of the optical fiber 45 and travels in the optical isolator as indicated by a dotted line 46 while being refracted in accordance with the refractive indexes of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16. The beam diameter of the laser light gradually increases according to the travel distance as shown in the figure.

図8(a)に示す本発明の光アイソレータモジュールにおいては、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16は、それぞれの光学素子の隣接する前後面が圧接されており、レーザ光の進行方向の長さL1は1mmである。この長さL1(1mm)を進行する間に拡大するレーザ光のビーム径を考慮して、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の一辺の幅x1は0.7mmとなる。   In the optical isolator module of the present invention shown in FIG. 8A, the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 are in pressure contact with the front and back surfaces adjacent to each other, and the traveling direction of the laser light The length L1 is 1 mm. Considering the beam diameter of the laser beam that expands while traveling this length L1 (1 mm), the width x1 of one side of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 is 0.7 mm.

これに対して図8(b)に示す比較例においては、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の間にはそれぞれ空隙が存在し、図8(a)の本発明の光アイソレータモジュールと対比すると、レーザ光の進行方向の長さL2は1.4mmになる。この長さを進行する間に拡大するレーザ光のビーム径を考慮すると、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の一辺の幅x2は1.0mmとなる。   On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 8B, there are gaps among the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16, respectively, and the optical isolator module of the present invention shown in FIG. In contrast, the length L2 in the traveling direction of the laser light is 1.4 mm. In consideration of the beam diameter of the laser light that expands while traveling this length, the width x2 of one side of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 is 1.0 mm.

従って、本発明の光アイソレータと比較例の光アイソレータの寸法比を体積比に換算すると、0.7*0.7*1.0/(1.0*1.0*1.4)=0.35となり、本発明の光学部品の体積は、比較例の光学部品の約1/3になり、光学部品(光アイソレータ)の小型化を実現できることが分かる。   Accordingly, when the dimensional ratio of the optical isolator of the present invention and the optical isolator of the comparative example is converted into a volume ratio, 0.7 * 0.7 * 1.0 / (1.0 * 1.0 * 1.4) = 0. The volume of the optical component of the present invention is about 1/3 that of the optical component of the comparative example, and it can be seen that the optical component (optical isolator) can be downsized.

図9は偏光無依存型光アイソレータモジュールの構造の1例を示す図である。図9において、(a)は光アイソレータ50の上面図、(b)は光アイソレータモジュール60のE−E断面図である。この光アイソレータモジュール60は、フェルール63上にガラススペーサ70を介して、偏光無依存型光アイソレータ50が接着剤により接合されている。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the structure of a polarization-independent optical isolator module. 9A is a top view of the optical isolator 50, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the optical isolator module 60 taken along line E-E. In this optical isolator module 60, a polarization-independent optical isolator 50 is bonded on a ferrule 63 via a glass spacer 70 with an adhesive.

片方の光ファイバ61から出射したレーザ光は図中矢印Cのように光アイソレータ50に入射する。入射したレーザ光は点線のように光アイソレータ内を進行する。光アイソレータ50から出射した光はレンズ64でコリメート光となりミラー65で反射され、再度レンズ64を通り、光アイソレータ50に入射、進行し、もう片方の光ファイバ62に入射する。   Laser light emitted from one optical fiber 61 enters the optical isolator 50 as indicated by an arrow C in the figure. The incident laser light travels in the optical isolator as indicated by a dotted line. The light emitted from the optical isolator 50 is collimated by the lens 64 and reflected by the mirror 65, passes through the lens 64 again, enters the optical isolator 50, travels, and enters the other optical fiber 62.

光アイソレータモジュール60は、図9に示すように、偏光子として機能する平板型の複屈折結晶52、偏光方向を回転させる機能を有する2枚の1/2波長板57と58、永久磁化されたラッチ型のガーネット結晶からなるファラデー回転子54、偏光子として機能する複屈折結晶56を積層して圧接することにより構成している。複屈折結晶52、ファラデー回転子54、1/2波長板57と58、複屈折結晶56の各光学素子は、先に述べたように、例えば、縦横11mmの平板から格子状に所定の大きさに切断されたものが1つの光学素子として用いられている。複屈折結晶としてはYVO4、1/2波長板としては水晶板などが用いられる。   As shown in FIG. 9, the optical isolator module 60 includes a flat plate birefringent crystal 52 functioning as a polarizer, two half-wave plates 57 and 58 having a function of rotating the polarization direction, and permanent magnetized. A Faraday rotator 54 made of a latch-type garnet crystal and a birefringent crystal 56 functioning as a polarizer are stacked and pressed together. Each optical element of the birefringent crystal 52, the Faraday rotator 54, the half-wave plates 57 and 58, and the birefringent crystal 56 has, for example, a predetermined size in a lattice shape from a flat plate of 11 mm in length and width as described above. The one cut into two is used as one optical element. A YVO4 is used as the birefringent crystal, and a quartz plate or the like is used as the half-wave plate.

複屈折結晶52、56、ファラデー回転子54は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、複屈折結晶52の1/2波長板57と58に対向する前後面、ファラデー回転子の1/2波長板57と58に対向する前後面、及び複屈折結晶56のファラデー回転子54に対向する前後面には、側面につながる凹部51が設けられている。   The birefringent crystals 52 and 56 and the Faraday rotator 54 have front and rear surfaces provided in the front and rear direction of the optical path, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces, and the front and rear surfaces have an optical path region through which light passes and light does not pass. The front and rear surfaces of the birefringent crystal 52 facing the half-wave plates 57 and 58, the front and rear surfaces of the Faraday rotator facing the half-wave plates 57 and 58, and the birefringent crystal 56. Concave portions 51 connected to the side surfaces are provided on the front and rear surfaces facing the Faraday rotator 54.

複屈折結晶52、1/2波長板57と58、ファラデー回転子54、複屈折結晶56は所定の順序に配置され、圧接された後、凹部51にはエネルギー硬化型の接着剤18を充填し、接着剤18に硬化エネルギーを加え、接着剤18を硬化することにより接合されている。また、複屈折結晶52、ファラデー回転子54、複屈折結晶56はその両側面に、1/2波長板57、58はその片側面に、エネルギー硬化型の接着剤18により固着されたガラス材等からなる平板59により保持されている。   The birefringent crystal 52, the half-wave plates 57 and 58, the Faraday rotator 54, and the birefringent crystal 56 are arranged in a predetermined order, and after being pressed, the recess 51 is filled with the energy curable adhesive 18. Bonding is performed by applying curing energy to the adhesive 18 and curing the adhesive 18. In addition, the birefringent crystal 52, the Faraday rotator 54, and the birefringent crystal 56 are glass materials fixed to the both side surfaces thereof, and the half-wave plates 57 and 58 are fixed to the one side surfaces thereof by the energy curable adhesive 18. It is hold | maintained by the flat plate 59 which consists of.

以上の説明は、大板の光学材料を短冊状の光学材料に切断した後に、圧接、接着剤の充填、接着剤の硬化を行って接合し、最後に個々の光学素子に切断する例を説明したが、本発明はこれに限られない。大板の光学材料の状態、短冊状の光学材料の状態、個片の光学素子の状態、いずれの状態でも本発明にかかる製造方法を適用することができる。   The above description describes an example in which a large plate optical material is cut into a strip-shaped optical material, then bonded by pressure welding, adhesive filling, and adhesive curing, and finally cut into individual optical elements. However, the present invention is not limited to this. The manufacturing method according to the present invention can be applied to any state of the optical material of the large plate, the state of the strip-shaped optical material, and the state of the individual optical element.

また、短冊状に切断する光学材料の幅も、個々の光学素子の1列分を含むように切断してもよく、個々の光学素子の複数列を含むように切断してもよい。そのような場合でも、基本となる光学素子の圧接、接着剤の充填、接着剤の硬化の工程の間に、必要となる他の適切な工程を追加すればよい。   Further, the width of the optical material to be cut into strips may be cut so as to include one row of individual optical elements, or may be cut to include a plurality of rows of individual optical elements. Even in such a case, other appropriate processes may be added between the processes of pressure contact of the basic optical element, filling of the adhesive, and curing of the adhesive.

以上説明したように本発明によれば、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品を提供できるようになる。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品を提供することができるようになる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light. In addition, it is possible to provide an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive.

上述した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The above-described embodiment is illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10、100・・・光学部品
12、14、16・・・光学素子
112、114、116・・・短冊状の光学材料
212、216・・・大板状の光学材料
312、314、316・・・基板状の光学材料
12a、14a、16a・・・光学素子における前後面
112a、114a、116a・・・短冊状の光学材料における前後面
12b、14b、16b・・・側面
112b、114b、116b・・・短冊状の光学材料における側面
12c、14c、16c・・・光路域
12d、14d、16d・・・非光路域
18・・・接着剤
19・・・光学素子における凹部
119・・・短冊状の光学材料における凹部
219・・・大板状の光学材料における凹部
20・・・光学素子の側面に配置される平板
120・・・短冊状の光学材料の側面に配置される平板
21・・・切断線
23・・・符号
24、25・・・把持具
30・・・偏光依存型光アイソレータ
32・・・偏光ガラス
34・・・ファラデー回転子
36・・・偏光ガラス
39・・・凹部
40・・・偏光依存型光アイソレータモジュール
45・・・光ファイバ
46・・・レーザ光を示す点線
50・・・偏光無依存型光アイソレータ
51・・・凹部
52・・・複屈折結晶
54・・・ファラデー回転子
56・・・複屈折結晶
57・・・1/2波長板
58・・・1/2波長板
59・・・平板
60・・・偏光無依存型光アイソレータモジュール
61・・・光ファイバ
62・・・光ファイバ
63・・・フェルール
64・・・レンズ
65・・・ミラー
70・・・ガラススペーサ
10, 100 ... optical components 12, 14, 16 ... optical elements 112, 114, 116 ... strip-shaped optical material 212, 216 ... large plate-shaped optical material 312, 314, 316,. The substrate-like optical materials 12a, 14a, 16a ... the front and back surfaces 112a, 114a, 116a in the optical element ... the front and back surfaces 12b, 14b, 16b in the strip-like optical material ... the side surfaces 112b, 114b, 116b .. Side surfaces 12c, 14c, 16c in the strip-shaped optical material. Optical path regions 12d, 14d, 16d ... Non-optical path region 18 ... Adhesive 19 ... Concave portion 119 in the optical element ... Strip shape Recessed portion 219 in the optical material of the plate 20: Recessed portion 20 in the large plate-shaped optical material ... Flat plate 120 arranged on the side surface of the optical element ... Arranged on the side surface of the strip-shaped optical material Flat plate 21... Cutting line 23... 24, 25... Gripping tool 30... Polarization-dependent optical isolator 32. ... Recess 40 ... Polarization-dependent optical isolator module 45 ... Optical fiber 46 ... Dotted line 50 indicating laser light ... Polarization-independent optical isolator 51 ... Recess 52 ... Birefringence Crystal 54 ... Faraday rotator 56 ... Birefringent crystal 57 ... Half-wave plate 58 ... Half-wave plate 59 ... Flat plate 60 ... Polarization-independent optical isolator module 61 ... Optical fiber 62 ... Optical fiber 63 ... Ferrule 64 ... Lens 65 ... Mirror 70 ... Glass spacer

本発明は、光通信装置などで使用される光学部品の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for manufacturing an optical component used in an optical communication device or the like.

一般に、光通信用に使用される光学部品や光モジュールとしては、光コネクタ、光アイソレータや光信号を送信するためのLD(Laser diode)モジュールや光信号を受信するためのPD(Photo diode)モジュールが知られている。   In general, optical components and optical modules used for optical communication include optical connectors, optical isolators, LD (Laser diode) modules for transmitting optical signals, and PD (Photo diode) modules for receiving optical signals. It has been known.

光アイソレータは、光ファイバの戻り光を防止するために光通信システムで用いられる部品である。戻り光は、進行している光が、接触している材料間の屈折率の不整合またはファイバの位置ずれやモード不整合などによりおこり得る。戻り光はシステム性能の低下をもたらし、レーザ光等の送信源に悪影響を及ぼす。   An optical isolator is a component used in an optical communication system to prevent return light of an optical fiber. The returning light can be caused by the traveling light being inconsistent in refractive index between the materials in contact with each other, fiber misalignment or mode mismatching. The return light causes a decrease in system performance and adversely affects a transmission source such as a laser beam.

偏光依存型光アイソレータでは、ファラデー回転子を挟み込むために偏光ガラスシートのような偏光子が用いられる。光が第1の偏光子を通り、次いでファラデー回転子を通り、次いで第2の偏光子を通って進む。そのアイソレータが、光ファイバとレンズの間、もしくは2つのレンズの間に配置される。   In the polarization-dependent optical isolator, a polarizer such as a polarizing glass sheet is used to sandwich the Faraday rotator. Light travels through the first polarizer, then through the Faraday rotator, and then through the second polarizer. The isolator is disposed between the optical fiber and the lens or between the two lenses.

光源から発せられた信号光は第1の偏光子を通過する。次いで、第1の偏光子を通過した光の偏光はファラデー回転子により45°回転した後に、第1の偏光子に対して、偏光方向が45°ずらされた第2の偏光子を通過して出てくる。逆方向の場合、戻り光は、第2の偏光子によって偏光した後に、ファラデー回転子により同方向に45°回転して、第1の偏光子に対して90°ずれた偏光になる。したがって、信号が光源に戻されることはない。   The signal light emitted from the light source passes through the first polarizer. Next, the polarization of the light that has passed through the first polarizer is rotated 45 ° by the Faraday rotator, and then passes through the second polarizer whose polarization direction is shifted by 45 ° with respect to the first polarizer. Come out. In the case of the reverse direction, the return light is polarized by the second polarizer and then rotated 45 ° in the same direction by the Faraday rotator to become polarized light that is shifted by 90 ° with respect to the first polarizer. Thus, no signal is returned to the light source.

偏光依存型アイソレータに対して、偏光無依存型の光アイソレータも知られている。偏光無依存型アイソレータは、くさび形または平板形の複屈折材料、あるいは薄膜コーティングが施されたプリズムとすることができ、2つのビームスプリッタの間に挟み込まれたファラデー回転子を有する。   In contrast to the polarization-dependent isolator, a polarization-independent optical isolator is also known. The polarization-independent isolator can be a wedge or flat birefringent material, or a prism with a thin film coating, and has a Faraday rotator sandwiched between two beam splitters.

ファラデー回転子は一般に、磁場を印加して結晶を光学活性化するように、ガーネット結晶片を磁石で囲むことによりつくられる。このタイプのガーネットは非ラッチ型と称される。別のタイプのファラデー回転子は、永久磁化されており外部磁場を必要としない。このタイプのガーネットはラッチ型と称されている。   A Faraday rotator is typically made by surrounding a piece of garnet with a magnet so that a magnetic field is applied to optically activate the crystal. This type of garnet is referred to as a non-latching type. Another type of Faraday rotator is permanently magnetized and does not require an external magnetic field. This type of garnet is called a latch type.

偏光依存型光アイソレータ及び偏光無依存型光アイソレータの両者の様々な構成部品は一般に、機械的組立部品によるかあるいは高分子材接着剤によって接合される。また、他の代替方法として、大きな材料シートの接着剤による一括集成すなわち積層板化する方法も知られている。   The various components of both polarization-dependent and polarization-independent optical isolators are generally joined by mechanical assemblies or by polymeric adhesives. As another alternative method, there is also known a method in which large material sheets are collectively assembled with an adhesive, that is, laminated.

光アイソレータのような光学部品は、上記のようにファラデー回転子や偏光子などの光学素子を組み合わせることにより構成される。光学素子の固定には固定部材や接着剤が用いられる。例えば、特開2007−309967号公報には、光学接着剤を用いて光学素子同士を接着し、一体化した光アイソレータが開示されている。光学接着剤は、光学素子の光通過部の面を含む面全体に亘って均一な厚さで塗布される。   An optical component such as an optical isolator is configured by combining optical elements such as a Faraday rotator and a polarizer as described above. A fixing member or an adhesive is used for fixing the optical element. For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2007-309967 discloses an optical isolator in which optical elements are bonded together using an optical adhesive and integrated. The optical adhesive is applied with a uniform thickness over the entire surface including the surface of the light passage portion of the optical element.

この光アイソレータは、所定の面に反射防止膜を形成した第1の偏光子、第2の偏光子、両面に反射防止膜を形成したファラデー回転子を用意する、光学接着剤を第1および第2の偏光子のファラデー回転子側の面およびファラデー回転子の両面に塗布する、接着剤を塗布した面同士を合わせ、さらに第1および第2の偏光子の偏光面を適正に位置合わせして所定の圧力を加える、組み合わされた3枚の光学素子からなるブロックを所定の時間、所定の温度に加熱して接着剤を熱硬化させる、という手順で製造される。   In this optical isolator, a first polarizer having an antireflection film formed on a predetermined surface, a second polarizer, and a Faraday rotator having antireflection films formed on both surfaces are prepared. Apply the adhesive to the Faraday rotator side surface and the Faraday rotator side surface of the polarizer 2 and align the polarization surfaces of the first and second polarizers appropriately. It is manufactured by a procedure in which a predetermined pressure is applied and a block composed of three combined optical elements is heated to a predetermined temperature for a predetermined time to thermally cure the adhesive.

光学接着剤としては、接着硬化時の収縮が小さく、熱による歪の影響が少なく、安定性の高い熱硬化型接着剤あるいは紫外線硬化型接着剤などが用いられる。   As the optical adhesive, a thermosetting adhesive or an ultraviolet curable adhesive that has a low shrinkage at the time of adhesive curing and is less affected by heat and has high stability is used.

上記のような光アイソレータは、従来から用いられている光アイソレータであり、通常は出力が数十ミリワット程度の光を用いた光通信システムに多く用いられている。   The optical isolator as described above is an optical isolator conventionally used, and is usually used in many optical communication systems using light having an output of about several tens of milliwatts.

一方、光アンプ等を用いる光通信システムにおいては、数百ミリワット程度の高出力のレーザ光が用いられている。光路面に光学接着剤を有する光アイソレータを高出力のレーザ光を用いる光通信システムで使用した場合には、接着剤の変質の可能性があり、信頼性に問題が生じる。   On the other hand, in an optical communication system using an optical amplifier or the like, high-power laser light of about several hundred milliwatts is used. When an optical isolator having an optical adhesive on the optical path surface is used in an optical communication system using high-power laser light, there is a possibility that the adhesive may be altered, resulting in a problem in reliability.

それに対して、特開2005−181760号公報には、光路面に接着剤が無い光アイソレータが開示されている。この光アイソレータは、板状の偏光子と、板状のファラデー回転子とを並べてその両端部を一対の基板で保持する構造であって、対向する2枚の取り付け基板にそれぞれ溝状の凹部を形成し、凹部に偏光子、ファラデー回転子の端部を保持して接着剤で固定した光アイソレータが開示されている。   On the other hand, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-181760 discloses an optical isolator having no adhesive on the optical path surface. This optical isolator has a structure in which a plate-shaped polarizer and a plate-shaped Faraday rotator are arranged and both ends thereof are held by a pair of substrates, and a groove-shaped recess is formed on each of two opposing mounting substrates. An optical isolator is disclosed which is formed and held with an adhesive while holding the ends of a polarizer and a Faraday rotator in a recess.

この光アイソレータは、第1の偏光子、ファラデー回転子、第2の偏光子を保持する2枚の基板を準備し、2枚の基板の対向する面に凹部を形成して接着剤を塗布し、第1の偏光子、ファラデー回転子、第2の偏光子の、それぞれの両端部を2枚の基板の凹部に挟み込み、所定の時間、所定の温度に加熱して接着剤を硬化させる、という手順で製造される。   This optical isolator prepares two substrates for holding a first polarizer, a Faraday rotator, and a second polarizer, and forms a recess on the opposing surfaces of the two substrates and applies an adhesive. The both ends of the first polarizer, the Faraday rotator, and the second polarizer are sandwiched between the recesses of the two substrates, and the adhesive is cured by heating to a predetermined temperature for a predetermined time. Manufactured in a procedure.

また、特開平4−333818号公報には、接着剤の代わりに低融点ガラスなどのガラス材を用いた光アイソレータが開示されている。この光アイソレータは、偏光子とファラデー回転子とをそれぞれの外周部において第1のガラス材で互いに固着すると共に、ファラデー回転子と検光子をそれぞれの外周部において第2のガラス材で磁石に固着して構成したものである。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-333818 discloses an optical isolator using a glass material such as a low-melting glass instead of an adhesive. In this optical isolator, a polarizer and a Faraday rotator are fixed to each other with a first glass material at each outer peripheral portion, and the Faraday rotator and an analyzer are fixed to a magnet with a second glass material at each outer peripheral portion. It is configured as follows.

この光アイソレータは、予め第1、第2のガラス材を格子状に形成したガラスタブレットとして用意しておき、偏光子とファラデー回転子の間、およびファラデー回転子と検光子との間にガラスタブレットを重ね合わせ、偏光子および検光子に形成した格子状の溝部に、それぞれガラスタブレットを挿入するように位置合わせした後、所定の温度でガラス材を加熱することにより光学素子を接合し、その後光学素子を個片に切断する手順で製造される。   This optical isolator is prepared in advance as a glass tablet in which the first and second glass materials are formed in a lattice shape, and is a glass tablet between the polarizer and the Faraday rotator and between the Faraday rotator and the analyzer. After aligning so that the glass tablet is inserted into each of the lattice-shaped grooves formed in the polarizer and the analyzer, the optical element is joined by heating the glass material at a predetermined temperature, and then the optical Manufactured by a procedure of cutting an element into individual pieces.

特開2007−309967号公報JP 2007-309967 A 特開2005−181760号公報JP 2005-181760 A 特開平4−333818号公報JP-A-4-333818

特許文献1に開示された光アイソレータは、光学接着剤を用いて光学素子同士を接着し、一体化したものであり、第1の偏光子とフアラデー回転子の接合面、フアラデー回転子と第2の偏光子の接合面に接着剤が塗布されている。従って、この光アイソレータは、出力が数十ミリワット程度の光を用いた光通信システムに使用する限りにおいては問題ないが、高出力のレーザ光を用いる通信システムで使用した場合には、接着剤の変質の可能性があり、信頼性に問題が生じる。   The optical isolator disclosed in Patent Document 1 is obtained by bonding optical elements together using an optical adhesive and integrating them, and includes a joint surface between a first polarizer and a Faraday rotator, a Faraday rotator and a second one. An adhesive is applied to the bonding surface of the polarizer. Therefore, this optical isolator is not a problem as long as it is used in an optical communication system using light with an output of about several tens of milliwatts, but when used in a communication system using high-power laser light, There is a possibility of deterioration, causing a problem in reliability.

図10は、特許文献2に開示された従来の光アイソレー夕の構成を示す図である。この光アイソレー夕1は、2枚の対向する取り付け基板4の間に2個の偏光子2と、これらの各偏光子2の間に配置される一枚のファラデー回転子3の計3個の光学素子が、空隙5を介して積層して構成されている。   FIG. 10 is a diagram showing a configuration of a conventional optical isolator disclosed in Patent Document 2. In FIG. This optical isolator 1 is composed of two polarizers 2 between two opposing mounting substrates 4 and one Faraday rotator 3 arranged between these polarizers 2 in total. The optical element is configured by being stacked via the gap 5.

しかしながら、この構成では、積層された光学素子の光路方向(光軸方向)の距離(厚み)が増してしまう。また、光学素子を固着するための固定部材が邪魔になり光学部品の小型化の妨げとなるという問題点があった。   However, with this configuration, the distance (thickness) in the optical path direction (optical axis direction) of the stacked optical elements increases. In addition, there is a problem that a fixing member for fixing the optical element becomes an obstacle and hinders downsizing of the optical component.

また、特許文献3に開示された光アイソレー夕によれば、理想的には、平板状ファラデー回転子と偏光子との間に空隙が形成されることはなくなることになる。しかしながら、実際には、ガラスタブレット及び溝部をいかに高精度に加工したとしても、格子状の溝部に低融点ガラスを過不足なく充填することは難しい。例えば、溝部に対してガラス材が多い場合には、溝から溢れて、平板状ファラデー回転子と偏光子との間に流れ出し、平板状ファラデー回転子と偏光子の間に隙間を生じることとなり、逆に、溝部に対してガラス材が少ない場合には、接合不足を生じることになる。   Also, according to the optical isolator disclosed in Patent Document 3, ideally, no gap is formed between the flat-plate Faraday rotator and the polarizer. However, in practice, it is difficult to fill the lattice-shaped grooves with the low melting point glass without excess or deficiency, no matter how accurately the glass tablet and the grooves are processed. For example, if there is a lot of glass material for the groove, it overflows from the groove and flows out between the flat plate Faraday rotator and the polarizer, resulting in a gap between the flat plate Faraday rotator and the polarizer, On the contrary, when there is little glass material with respect to a groove part, joining shortage will arise.

そこで、本発明は、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品及びその製造方法を提供する。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品の製造方法を提供する。   Accordingly, the present invention provides an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light, and a method for manufacturing the same. Further, the present invention provides a method for manufacturing an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive.

本願の第1の発明においては、
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につながる凹部が設けられており、以下のステップを備えたことを特徴とする。
(1)前記平板状の光学素子が少なくとも2つ取り出せる光学材料を少なくとも2つ準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記凹部に対して、前記側面からエネルギー硬化型の接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記接着剤を硬化させるステップ、
(5)前記ステップ(4)の後に、前記光学材料を切断して個々の光学部品を得るステップ。
In the first invention of the present application,
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and back surfaces have an optical path region through which light passes and a non-optical path region through which light does not pass, and at least one of the front and back surfaces facing the adjacent optical element is provided with a recess connected to the side surface. The following steps are provided.
(1) preparing at least two optical materials from which at least two of the flat optical elements can be taken out, and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), filling the concave portion with an energy curable adhesive from the side surface;
(4) After the step (3), applying curing energy to the adhesive to cure the adhesive;
(5) After the step (4), cutting the optical material to obtain individual optical components.

本願の第2の発明においては、第1の発明において、前記凹部は、前記前後面の非光路域に設けられていることを特徴とする。   According to a second invention of the present application, in the first invention, the concave portion is provided in a non-optical path region of the front and rear surfaces.

本願の第3の発明においては、第1の発明または第2の発明の何れかの発明において、前記凹部は、少なくとも1つの溝から成り、前記溝の幅は0.005mm〜0.5mm、深さは0.001mm〜0.1mmであることを特徴とする。   In a third invention of the present application, in any one of the first invention and the second invention, the concave portion is composed of at least one groove, and the groove has a width of 0.005 mm to 0.5 mm, a depth of The thickness is 0.001 mm to 0.1 mm.

本願の第4の発明においては、第1の発明乃至第3の発明の何れかの発明において、前記接着剤は、常温における粘度が10〜10mPa・sであることを特徴とする。 According to a fourth invention of the present application, in any one of the first to third inventions, the adhesive has a viscosity of 10 to 10 5 mPa · s at room temperature.

本願の第5の発明においては、第1の発明乃至第4の発明の何れかの発明において、前記少なくとも2つの平板状の光学素子の前記光路面を圧接する圧力は、10Pa〜10Paであることを特徴とする。 According to a fifth invention of the present application, in any one of the first to fourth inventions, the pressure for press-contacting the optical path surface of the at least two flat optical elements is 10 4 Pa to 10 8. It is characterized by Pa.

本願の第6の発明においては、第1の発明乃至第5の発明の何れかの発明において、少なくとも1つの前記平板状の光学素子に、反射防止膜を施すことを特徴とする。   According to a sixth invention of the present application, in any one of the first to fifth inventions, an antireflection film is provided on at least one of the flat optical elements.

本発明によれば、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品を提供できるようになる。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品を提供することができるようになる。   According to the present invention, it is possible to provide an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light. In addition, it is possible to provide an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive.

本発明の製造方法により製造される光学部品の一実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of one Example of the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention. 平板状の光学素子を含む光学材料の準備工程を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the preparatory process of the optical material containing a flat optical element. 図2の準備工程により製作される光学材料を示す図である。It is a figure which shows the optical material manufactured by the preparatory process of FIG. 本発明の光学部品の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the optical component of this invention. 圧接時の押圧力と圧接状態を評価した結果の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the pressing force at the time of press contact, and the result of having evaluated the press contact state. 本発明の製造方法により製造される光学部品の他の実施例の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the other Example of the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention. 図1の光学部品の構成を適用した光アイソレータモジュールの構造を示す図である。It is a figure which shows the structure of the optical isolator module to which the structure of the optical component of FIG. 1 is applied. 本発明の光学部品と比較例の光学部品の寸法を対比した図である。It is the figure which contrasted the dimension of the optical component of this invention, and the optical component of a comparative example. 本発明の製造方法により製造される光学部品を適用した光アイソレータモジュールの他の構造を示す図である。It is a figure which shows the other structure of the optical isolator module to which the optical component manufactured by the manufacturing method of this invention is applied. 従来の光アイソレータの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the conventional optical isolator.

以下、本発明を実施するための形態について、図1〜図9を参照し実施例に基づいて説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。   EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the form for implementing this invention is demonstrated based on an Example with reference to FIGS. However, the present invention is not limited to these examples.

図1は、本発明の製造方法により製造される光学部品の一実施例の構成を示す断面図であり、図1(a)は光学部品10の平面図、図1(b)は図1(a)におけるA−A断面図である。図1に示すように、光学部品10は、複数の平板状の光学素子12、14、16が積層されて構成される。光学部品10が光アイソレータの場合、通信光が透過する方向から順に偏光子(光学素子12)、ファラデー回転子(光学素子14)、検光子として機能する偏光子(光学素子16)を積層して構成する。   FIG. 1 is a cross-sectional view showing the configuration of an embodiment of an optical component manufactured by the manufacturing method of the present invention. FIG. 1 (a) is a plan view of the optical component 10, and FIG. It is AA sectional drawing in a). As shown in FIG. 1, the optical component 10 is configured by laminating a plurality of flat optical elements 12, 14, and 16. When the optical component 10 is an optical isolator, a polarizer (optical element 12), a Faraday rotator (optical element 14), and a polarizer (optical element 16) functioning as an analyzer are stacked in order from the direction in which communication light is transmitted. Configure.

それぞれの光学素子12、14、16は、光路方向(図中矢印B方向)の前後に設けられた前後面12a、14a、16aと、それらの前後面12a、14a、16aを取り囲む側面12b、14b、16bと、を有し、前後面12a、14a、16aには、光が通過する光路域12c、14c、16cと、光が通過しない非光路域12d、14d、16dを有している。   Each of the optical elements 12, 14, and 16 includes front and rear surfaces 12a, 14a, and 16a provided before and after the optical path direction (arrow B direction in the drawing), and side surfaces 12b and 14b that surround the front and rear surfaces 12a, 14a, and 16a. 16b, and the front and rear surfaces 12a, 14a, 16a have optical path regions 12c, 14c, 16c through which light passes and non-optical path regions 12d, 14d, 16d through which light does not pass.

ここで、光路域とは、ガウシアン形状の強度分布の光において、光の中心付近の最大強度eに対して、光の強度が1/e以上となっている領域(図中の点線で示した領域)のことである。 Here, the optical path area is a region (indicated by a dotted line in the figure) in which the intensity of light is 1 / e 2 or more with respect to the maximum intensity e near the center of the light in the Gaussian intensity distribution light. Area).

隣接する光学素子12、14、16のそれぞれ対向する前後面12a、14a、16aの少なくとも一方には、側面12b、14b、16bにつながる凹部19が設けられている。図1においては、光学素子14に対向する光学素子12と16の前後面12a、16aにそれぞれ側面12b、16bにつながる凹部19が設けられている。この凹部19には後述するようにエネルギー硬化型の接着剤18が充填される。また、光学素子12、14、16の両側面には、それぞれ平板20が設けられる。平板20はエネルギー硬化型の接着剤18により光学素子12、14、16の両側面に接着され、光学素子12、14、16が平板20に保持される。   A concave portion 19 connected to the side surfaces 12b, 14b, 16b is provided on at least one of the front and rear surfaces 12a, 14a, 16a facing each other of the adjacent optical elements 12, 14, 16. In FIG. 1, the front and rear surfaces 12a and 16a of the optical elements 12 and 16 facing the optical element 14 are provided with recesses 19 connected to the side surfaces 12b and 16b, respectively. The recess 19 is filled with an energy curable adhesive 18 as will be described later. Further, flat plates 20 are provided on both side surfaces of the optical elements 12, 14, and 16, respectively. The flat plate 20 is bonded to both side surfaces of the optical elements 12, 14, 16 by an energy curable adhesive 18, and the optical elements 12, 14, 16 are held on the flat plate 20.

このように本発明にかかる製造方法により製造される光学部品10は、少なくとも2つの平板状の光学素子が積層されたものであって、それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する光学素子の対向する前後面の少なくとも一方には、側面につながる凹部が設けられているものである。   As described above, the optical component 10 manufactured by the manufacturing method according to the present invention is formed by laminating at least two plate-like optical elements, and each optical element is provided on the front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction. , And a side surface surrounding the front and rear surfaces, the front and rear surfaces have an optical path region through which light passes and a non-optical path region through which light does not pass, and at least one of the front and rear surfaces facing each other adjacent optical elements, A recess connected to the side surface is provided.

以下、上記のような光学部品10を製造する本発明にかかる製造方法の一実施例について説明する。
図2(a)に示すような基板を「基板状の光学材料」、図2(b)に示すような大板を「大板状の光学材料」、図2(c)に示すような短冊状に切断された光学材料を「短冊状の光学材料」という。短冊状の光学材料は更に切断され、個々の光学素子となる。
Hereinafter, an embodiment of a manufacturing method according to the present invention for manufacturing the optical component 10 as described above will be described.
A substrate as shown in FIG. 2A is “substrate-like optical material”, a large plate as shown in FIG. 2B is “large plate-like optical material”, and a strip as shown in FIG. 2C. The optical material cut into a shape is referred to as a “strip-shaped optical material”. The strip-shaped optical material is further cut into individual optical elements.

図2は、本発明の製造方法に用いられる平板状の光学素子を含む光学材料の準備工程を説明する模式図であり、図3は、図2の準備工程によって製作される短冊状の光学材料を示す図である。図2において(a)は偏光子、ファラデー回転子等の基板状の光学材料を示し、(b)は基板上の光学材料に凹部を形成した大板状の光学材料を示し、(c)は大板状の光学材料を短冊状に切断する切断工程を示す図である。図3において(a)は偏光子用である短冊状の光学材料を示し、(b)はファラデー回転子用である短冊状の光学材料示す図である。   FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a preparation process of an optical material including a flat optical element used in the manufacturing method of the present invention, and FIG. 3 is a strip-shaped optical material manufactured by the preparation process of FIG. FIG. 2A shows a substrate-like optical material such as a polarizer and a Faraday rotator, FIG. 2B shows a large plate-like optical material in which concave portions are formed on the optical material on the substrate, and FIG. It is a figure which shows the cutting process which cut | disconnects a large plate-shaped optical material in strip shape. 3A shows a strip-shaped optical material for a polarizer, and FIG. 3B shows a strip-shaped optical material for a Faraday rotator.

図2(a)に示すように、基板状の光学材料312,316は、1片が11mmの方形で、厚さが0.2mmの平板状の偏光子用のガラス材であり、これらの基板状の光学材料312、316は、所定の平面度に研磨されている。研磨による平面度は、例えば、λ/2ないしλ/10(λ=633nm)である。   As shown in FIG. 2 (a), the substrate-like optical materials 312 and 316 are flat plate-shaped glass materials for a polarizer having a square of 11 mm and a thickness of 0.2 mm. The optical materials 312 and 316 are polished to a predetermined flatness. The flatness by polishing is, for example, λ / 2 to λ / 10 (λ = 633 nm).

偏光子用である基板状の光学材料312、316には、図2(b)に示すように格子状に凹部219がダイシングマシンにより加工され、大板状の光学材料212,216となる。大板状の光学材料112、116は、図2(c)に示すように、短冊状に切断され、短冊状の光学材料112、116となる。ファラデー回転子用である基板状の光学材料314は、1片が11mmの方形で、厚さが0.4mmの平板状の永久磁化されたラッチ型のガーネット材である。このファラデー回転子用である基板状の光学材料314には、凹部は加工されずに、短冊状に切断され、短冊状の光学材料114となる。   As shown in FIG. 2B, the substrate-like optical materials 312 and 316 used for the polarizer are processed into a large plate-like optical material 212 and 216 by processing the concave portions 219 in a lattice shape by a dicing machine. As shown in FIG. 2C, the large plate-shaped optical materials 112 and 116 are cut into strips to form strip-shaped optical materials 112 and 116. A substrate-like optical material 314 for a Faraday rotator is a flat-plate-permanently magnetized latch-type garnet material having a square of 11 mm and a thickness of 0.4 mm. The substrate-like optical material 314 for the Faraday rotator is cut into a strip shape without being processed into a concave portion, and becomes a strip-like optical material 114.

図3(a)には、偏光子用である短冊状の光学材料112,116の平面図(上段)と側面図(下段)が示されており、図3(b)には、ファラデー回転子用である短冊状の光学材料114の平面図(上段)と側面図(下段)が示されている。   FIG. 3A shows a plan view (upper) and a side view (lower) of strip-shaped optical materials 112 and 116 for a polarizer, and FIG. 3B shows a Faraday rotator. A plan view (upper stage) and a side view (lower stage) of the strip-shaped optical material 114 for use are shown.

図4は、本発明の光学部品の製造方法を示す工程図であり、図中の(a)〜(i)は各製造工程における光学材料の状態を示す図である。なお、図4(a)〜(i)には理解を助けるため必要に応じて上段に平面図、下段に側面図を図示している。   FIG. 4 is a process diagram showing a method for manufacturing an optical component according to the present invention, and (a) to (i) in the figure are views showing states of optical materials in each manufacturing process. In FIGS. 4A to 4I, a plan view is shown in the upper stage and a side view is shown in the lower stage as needed to facilitate understanding.

偏光子用である短冊状の光学材料112,116、ファラデー回転子用である短冊状の光学材料114を、図4(a)に示すように、把持具24上に下から光学材料112、光学材料114、光学材料116の順にそれぞれの前後面が接するように重ねて配置する。次いで、図4(b)に示すように、重ねて配置された光学材料の112、114、116の上に把持具25を重ね、把持具24、25に所定の圧力(例えば、10Pa)を加え、光学材料の112、114、116を圧接する。 As shown in FIG. 4A, the strip-shaped optical materials 112 and 116 for the polarizer and the strip-shaped optical material 114 for the Faraday rotator are placed on the gripper 24 from below as shown in FIG. The material 114 and the optical material 116 are arranged so that the front and rear surfaces are in contact with each other in this order. Next, as shown in FIG. 4B, the gripping tool 25 is stacked on the optical materials 112, 114, and 116 arranged in a stacked manner, and a predetermined pressure (for example, 10 5 Pa) is applied to the gripping tools 24, 25. And the optical materials 112, 114, and 116 are pressed.

ここでいう圧接とは、隣接する光学材料又は光学部品の前後面を接触させて押圧することである。なお、本願発明では、圧接といえども、ナノメータレベルでの接触までを意図しているわけではなく、本願発明の光学部品の使用に影響を与えないレベルの非接触(例えば、0.01mm以下の光学材料間の微細な隙間や屈折率整合剤等の極薄膜の存在を含む)を排除するものではない。この圧接により、凹部に充填した接着剤を、隣接する光学材料又は光学部品の前後面との間に流れ出すことを防止することができる。   The pressure contact here is to press the front and back surfaces of adjacent optical materials or optical components in contact with each other. In the present invention, even the press contact is not intended to contact at the nanometer level, and the non-contact level (for example, 0.01 mm or less) that does not affect the use of the optical component of the present invention. It does not exclude the presence of ultrathin films such as fine gaps between optical materials and refractive index matching agents. By this pressure contact, it is possible to prevent the adhesive filled in the concave portion from flowing out between the front and back surfaces of the adjacent optical material or optical component.

図5は、光学材料の112、114、116を圧接する際の押圧力と短冊状の光学材料の圧接状態を評価した結果を示す図である。図5に示すように、圧接時の押圧力が10 Pa以下では、側面より接着剤を塗布し、凹部119に接着剤を充填しようとするときに、接着剤の一部が、凹部119から隣接する短冊状の光学材料の前後面の界面へ流れ出しが確認されたため、良好な圧接状態とはいえない。2*10Pa以上では、光学材料112、114、116にクラックや欠けなどの微細な損傷が生じたため、良好な圧接状態とはいえない。10Pa〜10Paでは、接着剤の凹部からの流れ出しは無く、また光学材料の微細な損傷も確認されなかったので、良好な圧接状態と考えられる。 FIG. 5 is a diagram showing the results of evaluating the pressing force when pressing the optical materials 112, 114, and 116 and the pressing state of the strip-shaped optical material. As shown in FIG. 5, when the pressing force at the time of pressure contact is 10 3 Pa or less, when applying the adhesive from the side surface and filling the concave portion 119 with the adhesive, a part of the adhesive is removed from the concave portion 119. Since the flow was confirmed to the interface between the front and back surfaces of the adjacent strip-shaped optical material, it cannot be said that the pressure contact state is good. When the pressure is 2 * 10 8 Pa or more, the optical materials 112, 114, and 116 are slightly damaged such as cracks and chips, and thus cannot be said to be in a good pressure contact state. At 10 4 Pa to 10 8 Pa, the adhesive did not flow out from the recesses, and no fine damage to the optical material was confirmed.

圧接を終えると、図4(c)に示すように圧接された光学材料の112、114、116の側面に接着剤18を塗布する。接着剤18は毛細管現象を利用して凹部119に充填される。凹部119に接着剤18を過不足なく充填するためには、接着剤18の粘度は常温(23±5°C)における粘度が10mPa・s〜10mPa・s(日本工業規格JIS K7117−2/対応国際規格ISO 3219による)であることが好ましい。本実施例で用いた接着剤の粘度は250mPa・sである。 When the press contact is completed, as shown in FIG. 4C, the adhesive 18 is applied to the side surfaces of the optical materials 112, 114, and 116 that are press contacted. The adhesive 18 is filled in the recess 119 using a capillary phenomenon. In order to fill the recess 119 with the adhesive 18 without excess or deficiency, the adhesive 18 has a viscosity of 10 2 mPa · s to 10 4 mPa · s at normal temperature (23 ± 5 ° C.) (Japanese Industrial Standard JIS K7117). -2 / corresponding international standard ISO 3219). The viscosity of the adhesive used in this example is 250 mPa · s.

図4(d)は、凹部119への接着剤18の充填が完了した状態を示している。ここで、凹部119に充填する接着剤18として本実施例では紫外線硬化型のエポキシ系接着剤を用いたが、他の硬化エネルギーで硬化する(熱硬化型等)エネルギー硬化型の接着剤でもよい。   FIG. 4D shows a state where the filling of the adhesive 18 into the recess 119 is completed. In this embodiment, an ultraviolet curable epoxy adhesive is used as the adhesive 18 filling the recess 119. However, an energy curable adhesive that cures with other curing energy (such as thermosetting) may be used. .

凹部119への接着剤18の充填が完了すると、図4(e)に示すように、圧接された光学材料112、114、116の側面に平板120を配置する。光学材料112、114,116の側面と平板120を接着するには、光学材料112、114、116と平板120の間には、平板120全体に接着剤が広がる程度の接着剤の量があること必要である。   When the filling of the adhesive 18 into the recess 119 is completed, as shown in FIG. 4E, the flat plate 120 is disposed on the side surface of the pressed optical material 112, 114, 116. In order to bond the side surface of the optical material 112, 114, 116 and the flat plate 120, there is an amount of adhesive between the optical material 112, 114, 116 and the flat plate 120 so that the adhesive spreads over the entire flat plate 120. is necessary.

その後、図4(f)に示すように、圧接された光学材料112、114、116の反対側の側面にも接着剤18を塗布して平板120を配置する。平板120は、本実施例においては、ホウケイ酸ガラスを用い、接着剤18の厚さは1〜5μm程度とした。なお、平板120は金属やセラミックのような紫外線を通さない材質のものでもよい。   Thereafter, as shown in FIG. 4 (f), the adhesive 18 is applied to the opposite side surfaces of the pressed optical materials 112, 114, and 116 to dispose the flat plate 120. In the present embodiment, the flat plate 120 is made of borosilicate glass, and the thickness of the adhesive 18 is about 1 to 5 μm. The flat plate 120 may be made of a material that does not transmit ultraviolet rays, such as metal or ceramic.

その後、図4(g)に示すように、平板120を貼り付けた光学材料112、114、116の一方の側面から紫外線を照射する。紫外線の照射条件は、10mW/cm、照射時間は5分とした。その後、平板120を貼り付けた光学材料112、114,116の他方の側面からも紫外線を照射する(図4(h)参照)。紫外線照射の条件は同じである。このように両側面から合計10分間、紫外線を照射にすることにより接着剤18を硬化させた。接着剤18が熱硬化型の場合には、所定の温度にて所定時間、硬化させる。所定の温度は、必ずしも高温である必要はなく、常温もしくはそれ以下の温度でもよい。 Thereafter, as shown in FIG. 4G, ultraviolet rays are irradiated from one side surface of the optical material 112, 114, 116 to which the flat plate 120 is attached. The ultraviolet irradiation conditions were 10 mW / cm 2 and the irradiation time was 5 minutes. Thereafter, ultraviolet rays are also irradiated from the other side surface of the optical material 112, 114, 116 to which the flat plate 120 is attached (see FIG. 4H). The conditions for ultraviolet irradiation are the same. Thus, the adhesive 18 was hardened by irradiating with ultraviolet rays from both sides for a total of 10 minutes. When the adhesive 18 is a thermosetting type, it is cured at a predetermined temperature for a predetermined time. The predetermined temperature is not necessarily high, and may be room temperature or lower.

その後、図4(i)の平面図(i1)に示すように、個々の光学部品に切断し、図1の光学部品10を得る。図4(i)の側面図(i2)を参照すると、切断線21はやや傾斜している。傾斜角は垂直方向から6度ないし8度である。この傾斜は、光学部品が貼り付けられるフェルールの傾斜に合わせたものである。   Thereafter, as shown in a plan view (i1) of FIG. 4 (i), each optical component is cut to obtain the optical component 10 of FIG. Referring to the side view (i2) of FIG. 4 (i), the cutting line 21 is slightly inclined. The inclination angle is 6 to 8 degrees from the vertical direction. This inclination is adapted to the inclination of the ferrule to which the optical component is attached.

光学部品10においては、光学素子12、14、16の両側には接着剤18により平板20が接合されている。
光学素子12,14,16の前後面(図1の12a、14a、16a参照)の一辺は1mm未満であることが好ましい。本実施例では、前後面の一辺の長さは0.7mm程度としている。
凹部19の幅は0.005mm〜0.2mm、深さは0.005mm〜0.05mmの範囲内であることが好ましく、本実施例では、凹部19の幅は0.05mm、深さは0.02mmとしている。
また、凹部19は種々の形状とすることができ、その断面形状がコの字状、U字状、弧状などであってよい。
In the optical component 10, flat plates 20 are bonded to both sides of the optical elements 12, 14, 16 by an adhesive 18.
One side of the front and rear surfaces of the optical elements 12, 14, 16 (see 12a, 14a, 16a in FIG. 1) is preferably less than 1 mm. In this embodiment, the length of one side of the front and rear surfaces is about 0.7 mm.
The width of the recess 19 is preferably in the range of 0.005 mm to 0.2 mm and the depth is in the range of 0.005 mm to 0.05 mm. In this embodiment, the width of the recess 19 is 0.05 mm and the depth is 0. .02 mm.
Moreover, the recessed part 19 can be made into various shapes, The cross-sectional shape may be U-shape, U-shape, arc shape, etc.

図6は、本発明の光学部品の他の実施例の構成を示す図であり、(a)は光学部品100の平面図、(b)は光学部品100のC−C断面図である。図6の光学部品100は、光学素子12、14、16の4方の側面の全てに平板20を配置したものである。   6A and 6B are diagrams showing the configuration of another embodiment of the optical component of the present invention. FIG. 6A is a plan view of the optical component 100, and FIG. The optical component 100 of FIG. 6 has a flat plate 20 disposed on all four side surfaces of the optical elements 12, 14, and 16.

光学素子12、14、16の平板20が設けられていないそれぞれの側面と平板20の間にエネルギー硬化型の接着剤を塗布し、その後、塗布された接着剤に硬化エネルギーを加えて硬化させる。これにより、光学素子10、12、14が4つの側面において平板20に保持される。平板20には、例えば、ガラス板を用いる。なお、図中に記載した寸法は一例であり図1の光学部品10も対応部分は同じ寸法であってよい。
また、図1、図6の構成と異なり、4方の側面の全てに平板20を設けない構成であってもよい。
An energy curable adhesive is applied between each side surface of the optical elements 12, 14, and 16 where the flat plate 20 is not provided and the flat plate 20, and then the applied adhesive is cured by applying curing energy. Thereby, the optical elements 10, 12, and 14 are held by the flat plate 20 on the four side surfaces. For the flat plate 20, for example, a glass plate is used. In addition, the dimension described in the drawing is an example, and the corresponding part of the optical component 10 in FIG. 1 may have the same dimension.
In addition, unlike the configurations of FIGS. 1 and 6, a configuration in which the flat plate 20 is not provided on all four side surfaces may be employed.

図7は、本発明の光アイソレータモジュールの構造を示す図である。図7において(a)は光アイソレータモジュール40の上面図、(b)は光アイソレータモジュール40のD−D断面図である。この光アイソレータモジュール40は、フェルール44上にガラススペーサ42を介して、図1と同様の構成の光アイソレータ30が接着剤により接合されている。   FIG. 7 is a diagram showing the structure of the optical isolator module of the present invention. 7A is a top view of the optical isolator module 40, and FIG. 7B is a cross-sectional view of the optical isolator module 40 taken along the line DD. In this optical isolator module 40, an optical isolator 30 having the same configuration as that shown in FIG. 1 is bonded on an ferrule 44 via a glass spacer 42 with an adhesive.

フェルール44は、光ファイバ45を保持・保護するものであり、十分な機械的強度を有するジルコニアなどで形成される。光ファイバ45を通過するレーザ光は図中矢印Bのように光アイソレータ30に入射する。入射したレーザ光は点線46のように光アイソレータ内を進行する。進行するレーザ光のビーム径は、図示のようにその進行距離に応じて徐々に大きくなる。   The ferrule 44 holds and protects the optical fiber 45 and is made of zirconia or the like having sufficient mechanical strength. Laser light passing through the optical fiber 45 enters the optical isolator 30 as indicated by an arrow B in the figure. The incident laser light travels in the optical isolator as indicated by a dotted line 46. The beam diameter of the traveling laser light gradually increases according to the traveling distance as shown in the figure.

光アイソレータ30は、図7(b)に示すように、偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36から構成されている。   As shown in FIG. 7B, the optical isolator 30 includes a polarizing glass 32, a Faraday rotator 34, and a polarizing glass 36.

偏光ガラス32、36、ファラデー回転子34は、図1において説明したと同様に、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、隣接する光学素子の対向する前後面の少なくとも一方には、側面につながる凹部39が設けられている。   The polarizing glasses 32 and 36 and the Faraday rotator 34 have front and rear surfaces provided in the front and rear direction of the optical path and side surfaces surrounding the front and rear surfaces, as described in FIG. 1, and light passes through the front and rear surfaces. A concave portion 39 connected to the side surface is provided on at least one of the front and rear surfaces of the adjacent optical elements that have an optical path region and a non-optical path region through which light does not pass.

偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36は所定の順序に配置され、圧接された後、凹部39にはエネルギー硬化型の接着剤18を充填し、接着剤18に硬化エネルギーを加え、接着剤18を硬化することにより接合されている。また、偏光ガラス32、ファラデー回転子34、偏光ガラス36は、その両側面にエネルギー硬化型の接着剤18により固着されたたガラス材からなる平板20により保持されている。   The polarizing glass 32, the Faraday rotator 34, and the polarizing glass 36 are arranged in a predetermined order, and after being pressed against each other, the concave portion 39 is filled with an energy curable adhesive 18, and a curing energy is applied to the adhesive 18 for bonding. Bonding is performed by curing the agent 18. Further, the polarizing glass 32, the Faraday rotator 34, and the polarizing glass 36 are held by a flat plate 20 made of a glass material fixed to both side surfaces by an energy curable adhesive 18.

図8は、本発明の光学部品と比較例の光学部品の寸法を対比した図である。(a)は図7に示す光アイソレータモジュールの構成を示し、(b)は比較例として、特許文献2の光アイソレータを用いた光アイソレータモジュールである。   FIG. 8 is a diagram comparing the dimensions of the optical component of the present invention and the optical component of the comparative example. (A) shows the structure of the optical isolator module shown in FIG. 7, (b) is an optical isolator module using the optical isolator of patent document 2 as a comparative example.

図8(a)、(b)において、偏光ガラス12,16、ファラデー回転子14の厚みは同じ寸法として対比している。光アイソレータは光ファイバ45を保持したフェルール44の端面に接合されている。レーザ光が、光ファイバ45の端部から光アイソレータに入射され、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の屈折率に応じて屈折しながら光アイソレータ内を点線46のように進行する。レーザ光のビーム径は、図示のようにその進行距離に応じて徐々に大きくなる。   8A and 8B, the thicknesses of the polarizing glasses 12 and 16 and the Faraday rotator 14 are compared as the same dimensions. The optical isolator is bonded to the end face of the ferrule 44 that holds the optical fiber 45. Laser light is incident on the optical isolator from the end of the optical fiber 45 and travels in the optical isolator as indicated by a dotted line 46 while being refracted in accordance with the refractive indexes of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16. The beam diameter of the laser light gradually increases according to the travel distance as shown in the figure.

図8(a)に示す本発明の光アイソレータモジュールにおいては、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16は、それぞれの光学素子の隣接する前後面が圧接されており、レーザ光の進行方向の長さL1は1mmである。この長さL1(1mm)を進行する間に拡大するレーザ光のビーム径を考慮して、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の一辺の幅x1は0.7mmとなる。   In the optical isolator module of the present invention shown in FIG. 8A, the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 are in pressure contact with the front and back surfaces adjacent to each other, and the traveling direction of the laser light The length L1 is 1 mm. Considering the beam diameter of the laser beam that expands while traveling this length L1 (1 mm), the width x1 of one side of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 is 0.7 mm.

これに対して図8(b)に示す比較例においては、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の間にはそれぞれ空隙が存在し、図8(a)の本発明の光アイソレータモジュールと対比すると、レーザ光の進行方向の長さL2は1.4mmになる。この長さを進行する間に拡大するレーザ光のビーム径を考慮すると、偏光ガラス12、ファラデー回転子14、偏光ガラス16の一辺の幅x2は1.0mmとなる。   On the other hand, in the comparative example shown in FIG. 8B, there are gaps among the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16, respectively, and the optical isolator module of the present invention shown in FIG. In contrast, the length L2 in the traveling direction of the laser light is 1.4 mm. In consideration of the beam diameter of the laser light that expands while traveling this length, the width x2 of one side of the polarizing glass 12, the Faraday rotator 14, and the polarizing glass 16 is 1.0 mm.

従って、本発明の光アイソレータと比較例の光アイソレータの寸法比を体積比に換算すると、0.7*0.7*1.0/(1.0*1.0*1.4)=0.35となり、本発明の光学部品の体積は、比較例の光学部品の約1/3になり、光学部品(光アイソレータ)の小型化を実現できることが分かる。   Accordingly, when the dimensional ratio of the optical isolator of the present invention and the optical isolator of the comparative example is converted into a volume ratio, 0.7 * 0.7 * 1.0 / (1.0 * 1.0 * 1.4) = 0. The volume of the optical component of the present invention is about 1/3 that of the optical component of the comparative example, and it can be seen that the optical component (optical isolator) can be downsized.

図9は偏光無依存型光アイソレータモジュールの構造の1例を示す図である。図9において、(a)は光アイソレータ50の上面図、(b)は光アイソレータモジュール60のE−E断面図である。この光アイソレータモジュール60は、フェルール63上にガラススペーサ70を介して、偏光無依存型光アイソレータ50が接着剤により接合されている。 FIG. 9 is a diagram showing an example of the structure of a polarization-independent optical isolator module. 9A is a top view of the optical isolator 50, and FIG. 9B is a cross-sectional view of the optical isolator module 60 taken along line E-E. In this optical isolator module 60, a polarization-independent optical isolator 50 is bonded on a ferrule 63 via a glass spacer 70 with an adhesive.

片方の光ファイバ61から出射したレーザ光は図中矢印Cのように光アイソレータ50に入射する。入射したレーザ光は点線のように光アイソレータ内を進行する。光アイソレータ50から出射した光はレンズ64でコリメート光となりミラー65で反射され、再度レンズ64を通り、光アイソレータ50に入射、進行し、もう片方の光ファイバ62に入射する。   Laser light emitted from one optical fiber 61 enters the optical isolator 50 as indicated by an arrow C in the figure. The incident laser light travels in the optical isolator as indicated by a dotted line. The light emitted from the optical isolator 50 is collimated by the lens 64 and reflected by the mirror 65, passes through the lens 64 again, enters the optical isolator 50, travels, and enters the other optical fiber 62.

光アイソレータモジュール60は、図9に示すように、偏光子として機能する平板型の複屈折結晶52、偏光方向を回転させる機能を有する2枚の1/2波長板57と58、永久磁化されたラッチ型のガーネット結晶からなるファラデー回転子54、偏光子として機能する複屈折結晶56を積層して圧接することにより構成している。複屈折結晶52、ファラデー回転子54、1/2波長板57と58、複屈折結晶56の各光学素子は、先に述べたように、例えば、縦横11mmの平板から格子状に所定の大きさに切断されたものが1つの光学素子として用いられている。複屈折結晶としてはYVO4、1/2波長板としては水晶板などが用いられる。   As shown in FIG. 9, the optical isolator module 60 includes a flat plate birefringent crystal 52 functioning as a polarizer, two half-wave plates 57 and 58 having a function of rotating the polarization direction, and permanent magnetized. A Faraday rotator 54 made of a latch-type garnet crystal and a birefringent crystal 56 functioning as a polarizer are stacked and pressed together. Each optical element of the birefringent crystal 52, the Faraday rotator 54, the half-wave plates 57 and 58, and the birefringent crystal 56 has, for example, a predetermined size in a lattice shape from a flat plate of 11 mm in length and width as described above. The one cut into two is used as one optical element. A YVO4 is used as the birefringent crystal, and a quartz plate or the like is used as the half-wave plate.

複屈折結晶52、56、ファラデー回転子54は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前後面を取り囲む側面を有し、前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、複屈折結晶52の1/2波長板57と58に対向する前後面、ファラデー回転子の1/2波長板57と58に対向する前後面、及び複屈折結晶56のファラデー回転子54に対向する前後面には、側面につながる凹部51が設けられている。   The birefringent crystals 52 and 56 and the Faraday rotator 54 have front and rear surfaces provided in the front and rear direction of the optical path, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces, and the front and rear surfaces have an optical path region through which light passes and light does not pass. The front and rear surfaces of the birefringent crystal 52 facing the half-wave plates 57 and 58, the front and rear surfaces of the Faraday rotator facing the half-wave plates 57 and 58, and the birefringent crystal 56. Concave portions 51 connected to the side surfaces are provided on the front and rear surfaces facing the Faraday rotator 54.

複屈折結晶52、1/2波長板57と58、ファラデー回転子54、複屈折結晶56は所定の順序に配置され、圧接された後、凹部51にはエネルギー硬化型の接着剤18を充填し、接着剤18に硬化エネルギーを加え、接着剤18を硬化することにより接合されている。また、複屈折結晶52、ファラデー回転子54、複屈折結晶56はその両側面に、1/2波長板57、58はその片側面に、エネルギー硬化型の接着剤18により固着されたガラス材等からなる平板59により保持されている。   The birefringent crystal 52, the half-wave plates 57 and 58, the Faraday rotator 54, and the birefringent crystal 56 are arranged in a predetermined order, and after being pressed, the recess 51 is filled with the energy curable adhesive 18. Bonding is performed by applying curing energy to the adhesive 18 and curing the adhesive 18. In addition, the birefringent crystal 52, the Faraday rotator 54, and the birefringent crystal 56 are glass materials fixed to the both side surfaces thereof, and the half-wave plates 57 and 58 are fixed to the one side surfaces thereof by the energy curable adhesive 18. It is hold | maintained by the flat plate 59 which consists of.

以上の説明は、大板の光学材料を短冊状の光学材料に切断した後に、圧接、接着剤の充填、接着剤の硬化を行って接合し、最後に個々の光学素子に切断する例を説明したが、本発明はこれに限られない。大板の光学材料の状態、短冊状の光学材料の状態、個片の光学素子の状態、いずれの状態でも本発明にかかる製造方法を適用することができる。   The above description describes an example in which a large plate optical material is cut into a strip-shaped optical material, then bonded by pressure welding, adhesive filling, and adhesive curing, and finally cut into individual optical elements. However, the present invention is not limited to this. The manufacturing method according to the present invention can be applied to any state of the optical material of the large plate, the state of the strip-shaped optical material, and the state of the individual optical element.

また、短冊状に切断する光学材料の幅も、個々の光学素子の1列分を含むように切断してもよく、個々の光学素子の複数列を含むように切断してもよい。そのような場合でも、基本となる光学素子の圧接、接着剤の充填、接着剤の硬化の工程の間に、必要となる他の適切な工程を追加すればよい。   Further, the width of the optical material to be cut into strips may be cut so as to include one row of individual optical elements, or may be cut to include a plurality of rows of individual optical elements. Even in such a case, other appropriate processes may be added between the processes of pressure contact of the basic optical element, filling of the adhesive, and curing of the adhesive.

以上説明したように本発明によれば、高出力光に適用できる小型の光アイソレー夕などの光学部品を提供できるようになる。また、汎用的な製造設備により製造可能で安価な光アイソレー夕などの光学部品を提供することができるようになる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical component such as a small optical isolator that can be applied to high output light. In addition, it is possible to provide an optical component such as an optical isolator that can be manufactured by a general-purpose manufacturing facility and is inexpensive.

上述した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。   The above-described embodiment is illustrative in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and includes all modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10、100・・・光学部品
12、14、16・・・光学素子
112、114、116・・・短冊状の光学材料
212、216・・・大板状の光学材料
312、314、316・・・基板状の光学材料
12a、14a、16a・・・光学素子における前後面
112a、114a、116a・・・短冊状の光学材料における前後面
12b、14b、16b・・・側面
112b、114b、116b・・・短冊状の光学材料における側面
12c、14c、16c・・・光路域
12d、14d、16d・・・非光路域
18・・・接着剤
19・・・光学素子における凹部
119・・・短冊状の光学材料における凹部
219・・・大板状の光学材料における凹部
20・・・光学素子の側面に配置される平板
120・・・短冊状の光学材料の側面に配置される平板
21・・・切断線
23・・・符号
24、25・・・把持具
30・・・偏光依存型光アイソレータ
32・・・偏光ガラス
34・・・ファラデー回転子
36・・・偏光ガラス
39・・・凹部
40・・・偏光依存型光アイソレータモジュール
45・・・光ファイバ
46・・・レーザ光を示す点線
50・・・偏光無依存型光アイソレータ
51・・・凹部
52・・・複屈折結晶
54・・・ファラデー回転子
56・・・複屈折結晶
57・・・1/2波長板
58・・・1/2波長板
59・・・平板
60・・・偏光無依存型光アイソレータモジュール
61・・・光ファイバ
62・・・光ファイバ
63・・・フェルール
64・・・レンズ
65・・・ミラー
70・・・ガラススペーサ
10, 100 ... optical components 12, 14, 16 ... optical elements 112, 114, 116 ... strip-shaped optical material 212, 216 ... large plate-shaped optical material 312, 314, 316,. The substrate-like optical materials 12a, 14a, 16a ... the front and back surfaces 112a, 114a, 116a in the optical element ... the front and back surfaces 12b, 14b, 16b in the strip-like optical material ... the side surfaces 112b, 114b, 116b .. Side surfaces 12c, 14c, 16c in the strip-shaped optical material. Optical path regions 12d, 14d, 16d ... Non-optical path region 18 ... Adhesive 19 ... Concave portion 119 in the optical element ... Strip shape Recessed portion 219 in the optical material of the plate 20: Recessed portion 20 in the large plate-shaped optical material ... Flat plate 120 arranged on the side surface of the optical element ... Arranged on the side surface of the strip-shaped optical material Flat plate 21... Cutting line 23... 24, 25... Gripping tool 30... Polarization-dependent optical isolator 32. ... Recess 40 ... Polarization-dependent optical isolator module 45 ... Optical fiber 46 ... Dotted line 50 indicating laser light ... Polarization-independent optical isolator 51 ... Recess 52 ... Birefringence Crystal 54 ... Faraday rotator 56 ... Birefringent crystal 57 ... Half-wave plate 58 ... Half-wave plate 59 ... Flat plate 60 ... Polarization-independent optical isolator module 61 ... Optical fiber 62 ... Optical fiber 63 ... Ferrule 64 ... Lens 65 ... Mirror 70 ... Glass spacer

Claims (9)

少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、
隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につながる凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする光学部品の製造方法。
(1)少なくとも2つの前記平板状の光学素子を準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記凹部に対して、前記側面からエネルギー硬化型の接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記接着剤を硬化させるステップ。
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and rear surfaces have an optical path area through which light passes and a non-optical path area through which light does not pass,
At least one of the front and back surfaces facing each other of the adjacent optical elements is provided with a concave portion connected to the side surface,
An optical component manufacturing method comprising the following steps.
(1) preparing at least two plate-like optical elements and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), filling the concave portion with an energy curable adhesive from the side surface;
(4) A step of applying curing energy to the adhesive after the step (3) to cure the adhesive.
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り囲む側面を有し、前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、
隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につながる凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする光学部品の製造方法。
(1)少なくとも2つの前記平板状の光学素子を準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記側面に対してエネルギー硬化型の接着剤を塗布し、前記凹部に対して、前記側面から前記接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記側面に、平板を配置するステップ、
(5)前記ステップ(4)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記側面に塗布された接着剤及び前記凹部に充填された接着剤を硬化させるステップ。
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear direction of the optical path, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces, and the front and rear surfaces have an optical path region through which light passes and a non-optical path region through which light does not pass. Have
At least one of the front and back surfaces facing each other of the adjacent optical elements is provided with a concave portion connected to the side surface,
An optical component manufacturing method comprising the following steps.
(1) preparing at least two plate-like optical elements and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), applying an energy curable adhesive to the side surface and filling the concave portion with the adhesive from the side surface;
(4) After the step (3), placing a flat plate on the side surface;
(5) After the step (4), applying curing energy to the adhesive to cure the adhesive applied to the side surface and the adhesive filled in the recess.
少なくとも2つの平板状の光学素子が積層された光学部品の製造方法であって、
前記それぞれの光学素子は、光路方向前後に設けられた前後面、及び前記前後面を取り囲む側面を有し、
前記前後面には、光が通過する光路域と、光が通過しない非光路域を有し、
隣接する前記光学素子の対向する前記前後面の少なくとも一方には、前記側面につながる凹部が設けられており、
以下のステップを備えたことを特徴とする光学部品の製造方法。
(1)前記平板状の光学素子が少なくとも2つ取り出せる光学材料を少なくとも2つ準備し、予め定められた順序に配置するステップ、
(2)隣接する前記光学素子の前記前後面を互いに圧接するステップ、
(3)前記ステップ(2)の後に、前記凹部に対して、前記側面からエネルギー硬化型の接着剤を充填するステップ、
(4)前記ステップ(3)の後に、前記接着剤に硬化エネルギーを加えて、前記接着剤を硬化させるステップ、
(5)前記ステップ(4)の後に、前記光学材料を切断して個々の光学部品を得るステップ。
A method of manufacturing an optical component in which at least two flat optical elements are laminated,
Each of the optical elements has front and rear surfaces provided in the front and rear directions in the optical path direction, and side surfaces surrounding the front and rear surfaces,
The front and rear surfaces have an optical path area through which light passes and a non-optical path area through which light does not pass,
At least one of the front and back surfaces facing each other of the adjacent optical elements is provided with a concave portion connected to the side surface,
An optical component manufacturing method comprising the following steps.
(1) preparing at least two optical materials from which at least two of the flat optical elements can be taken out, and arranging them in a predetermined order;
(2) a step of pressing the front and back surfaces of the adjacent optical elements together;
(3) After the step (2), filling the concave portion with an energy curable adhesive from the side surface;
(4) After the step (3), applying curing energy to the adhesive to cure the adhesive;
(5) After the step (4), cutting the optical material to obtain individual optical components.
前記凹部は、前記前後面の非光路域に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の光学部品の製造方法。   4. The method of manufacturing an optical component according to claim 1, wherein the concave portion is provided in a non-optical path area of the front and rear surfaces. 5. 前記凹部は、少なくとも1つの溝から成り、前記溝の幅は0.005mm〜0.5mm、深さは0.001mm〜0.1mmであることを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか1項に記載の光学部品の製造方法。   The said recessed part consists of at least 1 groove | channel, The width | variety of the said groove | channel is 0.005 mm-0.5 mm, The depth is 0.001 mm-0.1 mm, Any one of Claim 1 thru | or 4 characterized by the above-mentioned. The manufacturing method of the optical component of Claim 1. 前記接着剤は、常温における粘度が10〜10mPa・sであることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか1項に記載の光学部品の製造方法。 The method for manufacturing an optical component according to claim 1, wherein the adhesive has a viscosity of 10 to 10 5 mPa · s at room temperature. 前記少なくとも2つの平板状の光学素子の前記光路面を圧接する圧力は、10Pa〜107Paであることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の光学部品の製造方法。 The optical component according to any one of claims 1 to 6, wherein a pressure for pressing the optical path surface of the at least two flat optical elements is 10 4 Pa to 10 7 Pa. Manufacturing method. 少なくとも1つの前記平板状の光学素子に、反射防止膜を施すことを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の光学部品の製造方法。   The method of manufacturing an optical component according to any one of claims 1 to 7, wherein an antireflection film is applied to at least one of the flat optical elements. 請求項1乃至請求項8のいずれか1項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする光アイソレータ。   An optical isolator manufactured by the manufacturing method according to claim 1.
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