JP2023005437A - 光学素子及びその製造方法並びに光アイソレータ、光伝送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光アイソレータに使用される積層型光学素子に高出力の光を通過させたとしても、積層型光学素子で使用される接着剤の変質による光学特性の劣化を抑制する。【解決手段】光アイソレータ１０に使用される光学素子１は、磁界を作用させることで光の偏光方向を予め決められた角度だけ回転させるファラデー回転子２と、ファラデー回転子２の光軸方向両側に配置されて光を偏光案内し、ファラデー回転子２と協働して光の順方向への通過を許容し、光の逆方向への通過を阻止する偏光案内要素３（３ａ，３ｂ）と、が少なくとも含まれる光学要素を有し、これらの光学要素を光軸方向に積層して光学要素積層体５を構成し、隣接する各光学要素を接合するように光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面を有機系接着剤６で接着する。【選択図】図１

Description

本発明は、光アイソレータに使用される光学素子に係り、特に、高出力の光アイソレータを製造する上で有効な光学素子及びその製造方法並びに光学素子を用いた光アイソレータ、光伝送装置の改良に関する。

光通信システムでは、半導体レーザから発した光はレンズを介して光ファイバの端面に投影され伝送されるが、一部の光はレンズや光ファイバの端面で表面反射して半導体レーザまで戻り、ノイズとなってしまう。このノイズは半導体レーザの動作を不安定にするという悪影響を与える。そこで、この戻り光を除去するために光アイソレータが使用されている。

また、エルビウムドープファイバアンプ（ＥＤＦＡ）の励起光源であるポンプレーザでは、光源のパワーを安定化させると共に、強い戻り光で半導体レーザ素子が破損することを防ぐ必要もあり、光アイソレータが使用されている。
光アイソレータは、例えば二枚の偏光ガラス板（偏光子）との間にファラデー回転子を一体的に配設した構造をもつ光学素子を使用している。この場合、偏光子の偏光方向は相互に４５度傾斜するように設定されている。これが磁界中に置かれると、ファラデー回転子の偏光面が回転するので、一方の偏光子、ファラデー回転子及び他方の偏光子を通過する光の特性が変化する。この特性を利用し、ファラデー回転子を磁気飽和させるための永久磁石がファラデー回転子の周囲に設けられ、ファラデー回転子の偏光面を４５度回転させている。これにより、戻り光を遮断することが可能となる。

ところで、光源に半導体レーザを用いる光アイソレータでは、半導体レーザの高出力化に伴い、高密度の光パワーが光アイソレータに照射されると局所的に発熱しその機能を失うことがある。例えば、ＥＤＦＡの励起光源であるポンプレーザに用いる光アイソレータでは、ガラス偏光子を用いて製造されるが、ガラス偏光子は、高密度の光パワーが照射されると、局所的に数１００℃に達するような発熱が起こる。発熱がガラス偏光子のガラス転移点を超えるような場合、ガラス偏光子自体の機能を保持することができない。現在市販されている通信デバイス用のガラス偏光子はガラス転移温度が５００℃程度である。このため、局所温度が５００℃を超えるような条件では、上記光アイソレータは機能を失うこととなる。

局所温度が５００℃以下であれば、耐熱性が問題となる次の部材は、偏光子の表面に付する反射防止膜（ＡＲコート（anti-reflective coating））や偏光子を固定するために用いられている材料である。偏光子やファラデー回転子が光アイソレータに組み込まれる場合に適用される一般的なＡＲコート材料の耐熱温度は、４５０℃程度である。

このような温度域で耐性が要求されるため、従前の光アイソレータにおいては、特許文献１，２に記載の手法が採用されていた。
特許文献１には、ファラデー回転素子、偏光子、検光子及びホルダから成り、ホルダが中心軸に貫通孔を有し同軸型の形状をなす第１の金属ホルダ及び第２の金属ホルダから成り、第１の金属ホルダと第２の金属ホルダを中心軸を一致させて組み合わせたときに生ずる空隙内の中心軸上にファラデー回転素子、偏光子及び磁石が配置され、検光子が第２の金属ホルダの外側の中心軸上に配置され、偏光子、ファラデー回転素子及び検光子がいずれも中央の円形部分を除く外周部分にメタライズされてそれぞれ第１の金属ホルダ、第２の金属ホルダにハンダ付けまたはろう付けにより接着固定され、第１の金属ホルダと第２の金属ホルダが溶接により接合されている光アイソレータが開示されている。
また、特許文献２には、光アイソレータを構成する各部品の接着固定において、偏光子、永久磁石、ファラデー回転子の夫々の接着面に、予めスパッタまたは蒸着により金属薄層を形成し、夫々の構成素子間の接着面は半田付けにより接着する態様が開示されている。
このように、特許文献１，２には、偏光子やファラデー回転子を夫々離した状態で配置し、かつ、偏光子やファラデー回転子の主面（光透過領域を除く）若しくは側面に金属皮膜を形成すると共に、金属薄層が形成された偏光子やファラデー回転子等の光学要素を、半田等を介して接合させたり、あるいは、半田等を介して金属ホルダに接合させて放熱機能を具備させる手法が開示されている。

一方、比較的出力の弱い通信用の光アイソレータにおいては、通信用半導体レーザが広く普及し、かつ、低価格化が要請される中、例えば特許文献３に記載されているように、良質な光学用接着剤の開発がなされ、近年においては、光学面に有機系の光学用接着剤を使用し、偏光子やファラデー回転子等の光学要素が積層された構造の光学素子が主流となっている。光学素子を金属ホルダに固定する場合も、前述した半田等に代って有機系接着剤が主流となっている。
また、特許文献４には、ファラデー回転素子と偏光子と検光子とからなる四角柱状の光学素子を、マグネットに設けられた断面がほぼ四角形の空孔に挿入し、光学素子の光軸に平行な４面と相対するマグネットの空孔の壁面とが形成する４つの空隙に接着剤を充填することによりマグネットと光学素子が固定される光アイソレータが開示されている。

特許第２９９５７４７号公報（実施例１，第１図） 特許第２８４１２１０号公報（実施例，第２図） 特許第４３００７９０号公報（実施例，図１） 特開平６－２６５８１９号公報（実施例，図１）

比較的光パワーの弱い通信用の光アイソレータは、上述したように偏光子やファラデー回転子等の光学要素を積層させた構造が主流になっているが、近年、光アイソレータは、小型化が進み、レーザ光の集光による発熱点の加熱は、有機系光学用接着剤にとって非常に大きな負荷となっている。一般に使用される光パワーは数１０ｍＷ以下である。これは有機系光学用接着剤の分解温度に依存するものである。ファラデー回転子や偏光子の耐パワー性は偏向光で７００ｍＷ、無偏向光で３００ｍＷ程度あり、小型化やコストダウンに寄与してきた有機系光学用接着剤が、ここでは逆に足枷になっている。つまり、光学面に有機系光学用接着剤がある構造では、ファラデー回転子と偏光子を貼り合わせる有機系光学用接着剤が局所的に熱せられた場合、有機系光学用接着剤が変質したり気泡を生ずることがあり、数１００ｍＷが限界である。数１００ｍＷを超える出力の大きな半導体レーザ等を用いる光アイソレータにおいては、依然として発熱の問題が存在し、特許文献１，２に示すような従前の手法、つまり、ファラデー回転子や偏光子に金属薄層を形成し、半田等を介して接合したり、半田等を介して金属ホルダに接合する手法で製造され、高コストでかつ小型化が進まない状況であった。
このため、光通信システム等で使用される高出力の半導体レーザ等に用いる光アイソレータにおいては、耐熱性を有し、小型化可能で、かつ、低コストで提供できる積層型の光学素子の出現が強く要望されている。
尚、特許文献４には、ファラデー回転子や偏光子等の光学要素を積層した光学素子とマグネットとの間に接着剤を充填する構造が開示されているが、この接着剤はマグネットに積層された光学素子を固定するためのものに過ぎず、光学素子を構成する各光学要素は有機系光学用接着剤で貼り合わせており、各光学要素を接合するために使用するものでないことを念のために申し添えておく。

本発明が解決しようとする技術的課題は、光アイソレータに使用される積層型光学素子に高出力の光を通過させたとしても、積層型光学素子で使用される接着剤の変質による光学特性の劣化を抑制することにある。

そこで、上述した技術的課題を解決するために、本発明者らは、高出力の半導体レーザ等の光が通過するエリア（光路）から有機系光学用接着剤を排除し、有機系光学用接着剤の変質による光学特性の劣化を無くすという観点から、本発明を案出するに至ったものである。

本発明の第１の技術的特徴は、光アイソレータに使用される光学素子であって、磁界を作用させることで光の偏光方向を予め決められた角度だけ回転させるファラデー回転子と、前記ファラデー回転子の光軸方向両側に配置されて光を偏光案内し、前記ファラデー回転子と協働して光の順方向への通過を許容し、光の逆方向への通過を阻止する偏光案内要素と、が少なくとも含まれる光学要素を有し、これらの光学要素を光軸方向に積層して光学要素積層体を構成し、隣接する各光学要素を接合するように前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面を有機系接着剤で接着することを特徴とする光学素子である。

本発明の第２の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた光学素子において、前記偏光案内要素は、偏光方向が予め決められた角度分だけ相互に異なる二枚の偏光子を含み、偏光依存型光アイソレータとして用いられる光学素子である。
本発明の第３の技術的特徴は、第１の技術的特徴を備えた光学素子において、前記偏光案内要素は、光の順方向入射側及び光の順方向出射側に複屈折結晶を含み、偏光無依存型光アイソレータとして用いられる光学素子である。
本発明の第４の技術的特徴は、第１乃至第３の技術的特徴のいずれかを備えた光学素子において、前記有機系接着剤は前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面の角部を複数箇所接着することを特徴とする光学素子である。
本発明の第５の技術的特徴は、第４の技術的特徴を備えた光学素子において、前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面の角部は平面状又は曲面状の面取り部を有しており、当該面取り部に前記有機系接着剤が塗布されていることを特徴とする光学素子である。
本発明の第６の技術的特徴は、第４の技術的特徴を備えた光学素子において、
前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面の角部は曲面状の凹所を有しており、当該凹所に前記有機系接着剤が塗布されていることを特徴とする光学素子である。

本発明の第７の技術的特徴は、光アイソレータに使用される光学素子であって、磁界を作用させることで光の偏光方向を予め決められた角度だけ回転させるファラデー回転子と、前記ファラデー回転子の光軸方向両側に配置されて光を偏光案内し、前記ファラデー回転子と協働して光の順方向への通過を許容し、光の逆方向への通過を阻止する偏光案内要素と、が少なくとも含まれる光学要素を有し、これらの光学要素を光軸方向に積層して光学要素積層体を構成し、隣接する各光学要素を接合するように前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面を有機系接着剤で接着する光学素子を製造するに際し、前記光学要素積層体を構成するための各光学要素基材を予め決められた大きさで用意し、各光学要素基材を積層して光学要素積層基板を作製する作製工程と、前記作製工程にて作製された前記光学要素積層基板に対し、前記光学要素積層体の大きさに対応する切断予定箇所のうち予め決められた箇所を穿孔する穿孔工程と、前記穿孔工程にて前記光学要素積層基板に穿孔された孔に前記有機系接着剤を塗布する塗布工程と、前記塗布工程にて前記有機系接着剤が塗布された前記光学要素積層基板を、前記光学要素積層体となるように前記切断予定箇所に沿って切断する切断工程と、を備えたことを特徴とする光学素子の製造方法である。

本発明の第８の技術的特徴は、第７の技術的特徴を備えた光学素子の製造方法において、 前記穿孔工程は、前記光学要素積層基板に対し、前記切断予定箇所の交差部の全部若しくは一部を穿孔することを特徴とする光学素子の製造方法である。
本発明の第９の技術的特徴は、第１乃至第６の技術的特徴のいずれかを備えた光学素子と、前記光学素子の前記ファラデー回転子を飽和磁化させる磁石と、を備えたことを特徴とする光アイソレータである。
本発明の第１０の技術的特徴は、第９の技術的特徴を備えた光アイソレータと、前記光アイソレータに対して光を入射する又は前記光アイソレータから出射された光を受け入れる光学部品と、を備えたことを特徴とする光伝送装置である。

本発明の第１の技術的特徴によれば、光アイソレータに使用される積層型光学素子に高出力の光を通過させたとしても、積層型光学素子で用いられる接着剤の変質による光学特性の劣化を抑制することができる。
本発明の第２の技術的特徴によれば、偏光依存型光アイソレータで使用される積層型光学素子に高出力の光を通過させたとしても、積層型光学素子で用いられる接着剤の変質による光学特性の劣化を抑制することができる。
本発明の第３の技術的特徴によれば、偏光無依存型光アイソレータで使用される積層型光学素子に高出力の光を通過させたとしても、積層型光学素子で用いられる接着剤の変質による光学特性の劣化を抑制することができる。
本発明の第４の技術的特徴によれば、有機系接着剤による接着箇所が一箇所である場合に比べて、光学要素積層体に対する接着強度を安定させることができ、更に、有機系接着剤の接着箇所を光学要素積層体の側面の角部以外とする場合に比べて、光学要素積層体の光軸中心からの距離を離すことができ、有機系接着剤への高出力な光による影響をより低減することができる。
本発明の第５の技術的特徴によれば、面取り部のない場合に比べて、有機系接着剤を安定的に保持することができる。
本発明の第６の技術的特徴によれば、穿孔処理等で有機系接着剤の接着箇所を簡単に確保でき、しかも、有機系接着剤を安定的に保持することができる。
本発明の第７の技術的特徴によれば、光アイソレータに使用される積層型光学素子に高出力の光を通過させたとしても、積層型光学素子で用いられる接着剤の変質による光学特性の劣化を抑制することが可能な光学素子の製造方法を提供することができる。更に、光学要素積層体を作製する工程で、有機系接着剤を容易に塗布することができる。
本発明の第８の技術的特徴によれば、光学要素積層体の光軸方向に沿う側面の角部を有機系接着剤の接着領域とした光学素子を簡単に製造することができる。
本発明の第９の技術的特徴によれば、光アイソレータに使用される積層型光学素子に高出力の光を通過させたとしても、積層型光学素子で用いられる接着剤の変質による光学特性の劣化を抑制することが可能な光アイソレータを構築することができる。また、高出力の半導体レーザ等に用いる光アイソレータにおいて、耐熱性を有し、小型化可能で、かつ、低コストの光アイソレータを提供できる。
本発明の第１０の技術的特徴によれば、光アイソレータに使用される積層型光学素子に高出力の光を通過させたとしても、積層型光学素子で用いられる接着剤の変質による光学特性の劣化を抑制することが可能な光アイソレータを含む光伝送装置を構築することができる。また、光アイソレータにおいて、小型化が可能となり、それを用いた光伝送装置も小型化が可能となる。

（ａ）は本発明が適用された光学素子を用いた光アイソレータが組み込まれた光伝送装置の実施の形態の概要を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ方向から見た矢視図である。 （ａ）は実施の形態１に係る光アイソレータ内蔵の光伝送装置としての光レセプタクルの全体構成を示す説明図、（ｂ）は光アイソレータに使用される光学素子の基本構成を示す説明図である。 （ａ）は図２（ｂ）に示す光学素子のＡ方向から見た矢視図、（ｂ）は図２（ｂ）に示す光学素子のＢ方向から見た矢視図である。 （ａ）～（ｆ）は実施の形態１に係る光学素子の製造方法の一例を示す説明図である。 （ａ）は円環状磁石内に光学素子を組み込む例を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ－Ｂ線断面説明図である。 （ａ）は比較の形態１に係る光学素子を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ－Ｂ線断面説明図である。 （ａ）は変形の形態１－１に係る光アイソレータで使用される光学素子の要部を示す説明図、（ｂ）は変形の形態１－２に係る光アイソレータを示す説明図、（ｃ）は変形の形態１－３に係る光アイソレータを示す説明図である。 （ａ）は実施の形態２に係る光アイソレータの要部を示す説明図、（ｂ）は（ａ）中Ｂ方向から見た矢視図である。 実施の形態３に係る光アイソレータ内蔵の光伝送装置としての光レセプタクルの要部を示す説明図である。 （ａ）は実施の形態４に係る光アイソレータの要部を示す説明図、（ｂ）は（ａ）に示す光アイソレータの変形例を示す説明図である。

◎実施の形態の概要
図１（ａ）は本発明が適用された光学素子を用いた光アイソレータが組み込まれた光伝送装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、光伝送装置１２は、光アイソレータ１０と、光アイソレータ１０に対して光を入射する光学部品１３と、を備えたものである。
ここで、光アイソレータ１０は、図１（ａ）に示すように、所定構造を有する光学素子１と、光学素子１の周囲に配置される磁場形成用の磁石１１と、を備えている。また、光学部品１３としては、入射用のものに限定されるものではなく、光アイソレータ１０から出射された光を受け入れる光学部品１３も広く含み、この種の光伝送装置の代表例としては光レセプタクルが挙げられる。

本実施の形態において、光アイソレータ１０に使用される光学素子１の基本的構成は、磁界を作用させることで光の偏光方向を予め決められた角度だけ回転させるファラデー回転子２（ＦＲ：Faraday Rotatorの略）と、ファラデー回転子２の光軸方向両側に配置されて光を偏光案内し、ファラデー回転子２と協働して光の順方向への通過を許容し、光の逆方向への通過を阻止する偏光案内要素３（具体的には３ａ，３ｂ）と、が少なくとも含まれる光学要素を有し、これらの光学要素を光軸方向に積層して光学要素積層体５を構成し、隣接する各光学要素を接合するように光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面を有機系接着剤６で接着するものである。

このような技術的手段において、光アイソレータ１０には偏光依存型、偏光無依存型があるが、本例の光学素子１はいずれにも適用可能である。また、光アイソレータ１０の磁石１１は、光学素子１に対して接触して配置されていてもよいし、非接触に配置されていてもよい。特に、磁石１１に対して光学素子１を非接触に配置する態様では、光学素子１を小型化する上で、光学素子１と磁石１１とを切り離して設計することが可能になり、小型化した光学素子１に対して必要な磁場を形成する磁石１１を設置するようにすればよい。
また、ファラデー回転子２は一つに限られず、複数使用する態様も含まれる。
更に、偏光案内要素３（３ａ，３ｂ）としては、偏光依存型光アイソレータ１０に使用される光学素子１では偏光方向が予め決められた角度分異なる偏光子が用いられ、また、偏光無依存型光アイソレータ１０に使用される光学素子１では光の順方向入射側に、順方向出射側に夫々複屈折結晶が用いられ、更に、入射光と出射光の偏光方向を調整するために、例えば入射側の複屈折結晶とファラデー回転子２との間に一枚の波長板を設置するようにしてもよい。
更にまた、本例の光学素子１としては、ファラデー回転子２と偏光案内要素３との間に反射防止膜を介在させたり、複数のファラデー回転子２間に放熱要素を介在させる等の変形の態様もあり得るので、光学要素については、ファラデー回転子２と偏光案内要素３とを少なくとも含む態様を広く含むものとする。

また、光学要素積層体５は代表的には略直方体形状を有しているが、有機系接着剤６による接着場所は光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面であれば平面部でもよいし、角部でもよい。このような接着方式を採用すれば、各光学要素の光路面に有機系接着剤６が存在しないため、高出力の光が通過したとしても、有機系接着剤６が変質したり、気泡が発生したりする懸念がない。
更に、有機系接着剤６としては、耐熱性を有し、熱伝導性の良いものであればよく、接着剤の使用箇所が光路面ではないことから、透明性については要求されない。ここで、熱伝導性の良い有機系接着剤６としては、例えば有機系樹脂接着剤に、熱伝導性フィラー（例えば金属フィラー等）を含有したものが用いられる。例えば熱伝導率が０．６Ｗ／ｍＫ以上が好ましい。高出力の光が通過すると、光学素子１が発熱するが、熱伝導性の良好な有機系接着剤６を用いるようにすれば、発熱した熱を磁石１１やホルダに拡散する上で有効である。

次に、本実施の形態に係る光学素子１の代表的態様又は好ましい態様について説明する。
有機系接着剤６による接着手法の好ましい態様としては、図１（ａ）（ｂ）に示すように、光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面５ａの角部５ｂを複数箇所接着する態様が挙げられる。本例は、接着箇所を複数とすることで、一箇所よりも接着強度が強くなる点で好ましく、更に、接着箇所を光学要素積層体５の側面５ａの角部５ｂとすることで、角部５ｂ以外の側面５ａを接着箇所とする場合に比べて、光学要素積層体５の光軸中心から接着位置までの距離を離すことが可能になり、有機系接着剤６が高出力の光パワーの影響を受け難い点で好ましい。
また、有機系接着剤６による接着手法の別の好ましい態様としては、角部５ｂは平面状又は曲面状の面取り部を有しており、当該面取り部に有機系接着剤６が塗布されている態様が挙げられる。ここで、面取り部は有機系接着剤６を安定的に保持する面として有効である。
更に、有機系接着剤６による接着手法の他の好ましい態様としては、角部５ｂは曲面状の凹所を有しており、当該凹所に有機系接着剤６が塗布されている態様が挙げられる。ここで、凹所は穿孔処理等で容易に作成できるほか、有機系接着剤６を安定的に保持する受部として有効である。

また、光学素子１の製造方法の代表的態様としては、前述した光学素子１を製造するに際し、光学要素積層体５を構成するための各光学要素基材を予め決められた大きさで用意し、各光学要素基材を積層して光学要素積層基板を作製する作製工程と、作製工程にて作製された光学要素積層基板に対し、光学要素積層体５の大きさに対応する切断予定箇所のうち予め決められた箇所を穿孔する穿孔工程と、穿孔工程にて光学要素積層基板に穿孔された孔に有機系接着剤６を塗布する塗布工程と、塗布工程にて有機系接着剤６が塗布された光学要素積層基板を、光学要素積層体５となるように切断予定箇所に沿って切断する切断工程と、を備えたものが挙げられる。

ここで、作製工程は、各光学要素基材を積層するに当たって、位置を調整し仮止めするようにすればよい。また、穿孔工程は、レーザ加工機による切断でもよいし、マイクロドリル等の機械加工でもよい。この場合、光学要素積層体５の切断予定箇所のいずれかに穿孔するようにすればよい。更に、塗布工程については、穿孔工程で穿孔された孔に有機系接着剤６を塗布すればよい。孔に対する有機系接着剤６の塗布量は適宜選定して差し支えない。更にまた、切断工程についてはダイシング装置やレーザ切断装置等適宜選定して差し支えない。
また、光学素子１の製造方法の好ましい態様としては、穿孔工程は、光学要素積層基板に対し、切断予定箇所の交差部の全部若しくは一部を穿孔する態様が挙げられる。本例は、光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面５ａの角部５ｂを有機系接着剤６の接着領域とした光学素子１を製造する上で有効である。

以下、添付図面に示す実施の形態に基づいて本発明をより詳細に説明する。
◎実施の形態１
－光レセプタクルの全体構成－
図２（ａ）は実施の形態１に係る光伝送装置としての光レセプタクル２０の基本構成を示す。
本例において、光レセプタクル２０は、光ファイバ２１を接続部品２５を介して光アイソレータ１０に接続したものであり、光アイソレータ１０によって光ファイバ２１からの光（本例ではレーザ光）を一方向だけ伝送し、反射して戻ってくる光成分が光ファイバ２１側へ逆光するのを阻止するものである。

＜接続部品＞
ここで、接続部品２５は、金属製（例えばステンレス製）のフェルール２６の貫通孔２７内に外被で保護された光ファイバ２１を挿入装着し、このフェルール２６の貫通孔２７の出口側には段付き孔部２８を形成すると共に、この段付き孔部２８にはセラミックス製（例えばジルコニア製）の円筒状の小径フェルールからなるキャピラリ２９を嵌め込んで保持し、更に、キャピラリ２９の一端部をフェルール２６の段付き孔部２８から突出するように露呈させ、かつ、キャピラリ２９の貫通孔３０内には光ファイバ２１の外被が取り除かれた光ファイバ素線部２２を挿入保持するようにしたものである。尚、キャピラリ２９の露呈部端面は光ファイバ素線部２２の光軸方向に直交する面になっている。
＜光アイソレータ＞
光アイソレータ１０は、図２（ａ）に示すように、光学素子１の周囲には円環状の磁石１１０（本例では永久磁石）を配置するようにしたものである。

－光学素子の構成例－
図２（ｂ）は本実施の形態で用いられる光学素子１の一例を示す。
同図において、光学素子１は、偏光依存型光アイソレータ１０で使用されるものであって、矩形状のファラデー回転子２と、ファラデー回転子２の光軸方向両側に配置される二枚の矩形状の偏光子４０（具体的には４０ａ，４０ｂ）とを含む光学要素からなっており、本例では、各光学要素が積層されて略直方体状の光学要素積層体５として構成されている。
本例において、ファラデー回転子２は例えば磁気光学結晶膜である磁性ガーネット結晶膜からなり、また、二枚の偏光子４０（４０ａ，４０ｂ）は本例では偏光ガラス板からなり、偏光方向が相互に予め決められた角度、例えば４５°傾斜するように配置されている。そして、二枚の偏光子４０（４０ａ，４０ｂ）はファラデー回転子２を挟み込んだ状態で有機系接着剤６を介して積層されている。そして、光学素子１の周囲に配置された永久磁石１１０によりファラデー回転子２には磁場が作用し、ファラデー回転子２を通過する光を偏光させるようになっている。
このため、ファラデー回転子２の偏光面が回転するので、偏光子４０ａ、ファラデー回転子２、偏光子４０ｂを通過する順方向の光は通過するが、逆方向の戻り光は遮断されるという挙動を示す。
また、図３に示すように、偏光子４０及びファラデー回転子２の各表面には、光学素子１を通過する光の反射損失を抑制する上で、反射防止膜５０を施してもよい。反射防止膜５０は、後述するように、偏光子４０とファラデー回転子２の光路面に光学用接着剤を使用しないので、対接着剤用の反射防止膜と対空気用の反射防止膜とを別々に設ける必要がなく、対空気用の反射防止膜に統一することにより、光学素子１の生産性の向上も期待される。

本実施の形態において、光学要素積層体５は、偏光子４０（４０ａ，４０ｂ）、ファラデー回転子２の光路面ではなく、光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面５ａを有機系接着剤６により接着して固定されている。このため、偏光子４０、ファラデー回転子２の光路面に有機系光学用接着剤が存在しないことにより、高パワーの半導体レーザ等に用いても、有機系光学用接着剤が変質したり気泡を生ずることがなく、光学特性を維持することが可能となる。
ここで、有機系接着剤６による接着手法の具体例について説明する。
本例において、光学要素積層体５に対する有機系接着剤６の接着箇所は、光学要素積層体５の角部５ｂが選定されており、この角部５ｂには光軸方向に沿って１／４円弧状の凹所６０が形成され、この凹所６０に有機系接着剤６が塗布される。この凹所６０は複数の角部５ｂに設けることが好ましく、本例では、強度の点から４箇所全ての角部５ｂに設けられている。

また、凹所６０の形状は、後述する光学素子１の製造方法に依存するもので、穿孔工程で開設された貫通孔の１／４円弧部を利用したものである。この点の詳細については後述する。
更に、本例では、凹所６０に有機系接着剤６による接着層６ａが形成され、隣接する偏光子４０、ファラデー回転子２を夫々固定している。そして、本例の接着層６ａは、図３（ａ）に示すように、有機系接着剤６の塗布量等により、凹所６０の形状に沿う層状に形成されている。ここで、凹所６０の形状に沿う層状にする時の接着層６ａの厚みは、接着強度を有していれば特に限定はない。３μｍ以上が好ましく、１０μｍ～３０μｍがより好ましい。偏光子４０、ファラデー回転子２間の接着強度は、最終的に光アイソレータ１０を製造する時に光学素子１と磁石１１とを接着剤で固定するため、光アイソレータ１０製造時に光学要素積層体５の剥離等が起きない程度の接着強度があればよく、接着層６ａは凹所６０の形状に沿う層状であっても十分である。
尚、有機系接着剤６による接着層６ａの形状については、前述した層状に限られるものではなく、凹所６０に塗布された有機系接着剤６で光学要素積層体５の角部５ｂの空所部分を埋め、図３（ａ）に示す正面形状が矩形形状になるようにしたものであってもよい。但し、接着層６ａを凹所６０の形状に沿う層状にするか、凹所６０を埋めて光学要素積層体５と接着層６ａとを含めて図３（ａ）に示す正面形状が矩形形状になるようにするかは、特に限定は無い。

また、有機系接着剤６は、光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面５ａに使用され、光路面には使用されない。このため、有機系接着剤６は、光学用の透明な接着剤である必要はなく、偏光子４０やファラデー回転子２が発熱する熱を迅速に磁石１１やホルダ等に拡散することが重要となり、熱伝導率が高い熱伝導性樹脂系接着剤が好ましい。
一般に、光学用の接着剤は、有機樹脂系接着剤で透明でありかつ耐熱性を有する必要がある。例えばエポキシ系接着剤は透明で耐熱性３００℃を有する接着剤として使用できるが、これ以上の耐熱性を必要とする場合には使用できない。これに対し、熱伝導性樹脂系接着剤は、同様に有機樹脂系接着剤で、光路面に使用する必要はないので不透明でより熱伝導性を有するものを使用することが好ましく、熱伝導性フィラー、例えば金属フィラー等を含有し、熱伝導率は０．６Ｗ／ｍＫ以上であることが好ましい。

－光学素子の製造方法－
次に、本実施の形態に係る光学素子の製造方法を図４に基づいて説明する。
図４（ａ）は光学要素積層体５を構成するための各光学要素基材７０を予め決められた大きさで用意する工程である。本例では、光学要素基材７０としては、２枚の偏光子基材７１（具体的には７１ａ，７１ｂ）と、１枚のファラデー回転子基材７２とが用意される。ここで、ファラデー回転子基材７２は回転角が４５度になるように厚みを調整しておく。また、偏光子基材７１は、偏光方向がある一辺に対して水平な偏光方向をもつものを第１の偏光子基材７１ａとし、これに対して４５度の勾配をもった偏光方向をもつものを第２の偏光子基材７１ｂとし、それぞれ用意することが好ましい。尚、偏光子基材７１には、その両面の光路面に対空気用の反射防止膜（図示せず）を形成してもよい。例えば空気の屈折率１．０に合わせ、反射率が０．２５％以下となるように反射防止膜を形成するようにすればよい。また、ファラデー回転子基材７２にも、同様に両面の光路面に対空気用の反射防止膜（図示せず）を施すようにしてもよい。
更に、偏光子基材７１、ファラデー回転子基材７２の大きさは、特に限定はないが、次工程にてそれぞれを積層するため偏光子基材７１とファラデー回転子基材７２の大きさは同一が好ましい。例えば１１ｍｍ×１１ｍｍの矩形状基材とすることができる。
尚、偏光子基材７１単体での偏光消光比は、５０ｄＢ以上の値が好ましい。偏光消光比を５０ｄＢ以上にすることで、光アイソレータ１０として組み立てた場合に要求されるアイソレーションを実現することが可能となる。

次に、図４（ｂ）は各光学要素基材７０を積層する積層工程である。
この積層工程は、第１の偏光子基材７１ａ（７１）、ファラデー回転子基材７２、第２の偏光子基材７１ｂ（７１）の順で積層し、位置を調整し仮止めし、光学要素積層基板７３とする工程である。ここで、仮止めは、偏光子基材７１、ファラデー回転子基材７２の光学要素積層体５として用いない部分に行う。例えば、偏光子基材７１、ファラデー回転子基材７２の外形の角部の４箇所に少々の接着剤を用いて接着してもよい。この接着剤に後工程に支障がない接着剤であれば特に限定はなく、後述の接着工程で使用する熱伝導性樹脂系接着剤（有機系接着剤６に相当）でもよい。
尚、図４（ａ）（ｂ）は光学要素積層基板７３を作製する作製工程を示す。
図４（ｃ）は穿孔工程である。この穿孔工程は、光学要素積層基板７３に対し、光学要素積層体５の大きさに対応する切断予定箇所のうち予め決められた箇所を穿孔し、貫通孔７４を形成する工程である。本例では、穿孔位置は、後工程のダイシング工程で所定の大きさに切断して光学要素積層体５の角部５ｂ（図３（ａ）参照）になるように設定されている。穿孔処理は、隣接する光学要素積層体５の角部５ｂと共用で行うことが好ましい。隣接する光学要素積層体５の角部５ｂと共用で行うことで穿孔処理の作業を低減することが可能である。穿孔の大きさは、後工程のダイシング工程の切断幅を踏まえ、光学要素積層体５の角部５ｂに形成される凹所６０に合わせて設定される。更に、角部５ｂの凹所６０の形状は、光学素子１の大きさ（光学要素積層体５の大きさに相当）、および、使用されるレーザの光路の有効面積（クリア・アパーチャ（ＣＡ））により決定される。

図３に示すように、光学素子１の大きさに対しクリア・アパーチャ（ＣＡ）にかからない範囲で角部を凹形状に設定することができる。例えば、光学素子１の大きさが□０．５ｍｍ、クリア・アパーチャ（ＣＡ）がφ０．４ｍｍの場合は、凹所６０（具体的には６０ａ～６０ｄ）の半径は５０μｍ、クリア・アパーチャ（ＣＡ）がφ０．３ｍｍの場合は、凹所６０の半径は０．１ｍｍ、クリア・アパーチャ（ＣＡ）がφ０．２５ｍｍの場合は、凹所６０の半径は０．１２５ｍｍとなる。また、切断幅は、切断方法にもよるが、０．０５ｍｍ～０．２ｍｍである。このため、光学素子１の大きさが□０．５ｍｍ、クリア・アパーチャ（ＣＡ）がφ０．４ｍｍ、切断幅が０．１ｍｍの場合、穿孔径は、約φ０．２ｍｍとなり、凹所６０（６０ａ～６０ｄ）の半径は、５０μｍ程度となる。
穿孔方法は、特に限定はない。任意の穿孔器具８０を用いて差し支えない。レーザ加工機による切断でもよい。または、マイクロドリル等機械加工でもよい。

図４（ｄ）は、穿孔工程にて光学要素積層基板７３に穿孔された貫通孔７４に有機系接着剤６を塗布する塗布工程である。前述したように接着層６ａは、熱伝導率が高い熱伝導性樹脂系接着剤を用いることが好ましい。本例では、接着剤塗布器具９０は、例えば貫通孔７４の孔周面に沿って有機系接着剤６を層状に塗布可能なものが採用されており、有機系接着剤６が貫通孔７４の形状に沿うように塗布されるが、貫通孔７４を有機系接着剤６で全て充填するようにしてもよい。貫通孔７４に対する有機系接着剤６の塗布状態を調整するには、有機系接着剤６の塗布量等を調整するようにすればよい。また、硬化作業が必要な場合、所定の方法にて有機系接着剤６を硬化させるようにすればよい。例えば、熱硬化接着剤では８０℃に加熱して接着剤を硬化させる等である。
尚、接着剤塗布器具９０としては、例えば武蔵エンジニアリング社製のオートディスペンサが用いられる。

図４（ｅ）はダイシング工程である。これは、塗布工程にて有機系接着剤６が塗布された光学要素積層基板７３を、光学要素積層体５となるように切断予定箇所に沿って切断する切断工程である。これは、光学要素積層体５の角部５ｂが貫通孔７４の一部となるように切断するものである。切断方法は特に限定はなく、任意の切断器具（図示せず）を用いて差し支えない。切断器具としては、ダイシング装置やレーザ切断装置等を使用することができる。
図４（ｆ）は、前述したダイシング工程を経て得られる光学素子１（光学要素積層体５の角部５ｂを有機系接着剤６による接着層６ａで接着した態様）を示す。

－光アイソレータの製造方法－
本例において、光アイソレータ１０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、円環状の磁石１１０（本例では永久磁石を使用）内に略直方体形状の光学素子１を搭載した円筒型光アイソレータであり、磁石１１０の中空部に面した内周面に光学素子１の光軸方向に沿う角部４箇所を接着剤１００を介して接着固定したものである。
ここで、接着剤１００としては熱伝導性接着剤を用いることが好ましく、光学素子１の偏光子４０やファラデー回転子２で発生した熱を磁石１１０側に効率よく拡散することが可能である。また、接着剤１００による磁石１１０への固定に伴って、光学素子１の偏光子４０、ファラデー回転子２の接合が補強され、より接着強度が大きくなる。
また、本例では、光学素子１の光軸方向に沿う角部には１／４円弧状の凹所６０が形成されており、当該凹所６０の形状に沿って有機系接着剤６による接着層６ａが形成されているため、光学素子１の各角部と円環状の磁石１１０の内周面とを接着剤１００で接着固定するに当たり、光学素子１の各角部の接着面積を広く確保することができ、その分、磁石１１０に対する光学素子１の接着強度を増加させることが可能である。本例では、光学素子１の角部４箇所を全て接着固定するようにしているが、角部２箇所あるいは３箇所にしてもよい。

本実施の形態に係る光学素子の性能を評価する上で、比較の形態１に係る光学素子と対比する。
◎比較の形態１
図６（ａ）（ｂ）は比較の形態１に係る光学素子１’の要部を示す。
同図において、光学素子１’は、実施の形態１と同様に、ファラデー回転子２と、ファラデー回転子２の光軸方向両側に配置される二枚の偏光子４０（４０ａ，４０ｂ）とを含み、これらの光学要素が積層されて略直方体形状の光学要素積層体５’として構成されている。このため、この光学素子１’が図示外の磁石による磁界中に置かれると、実施の形態１と同様に、ファラデー回転子２の偏光面が回転するので、偏光子４０ａ、ファラデー回転子２、偏光子４０ｂを通過する順方向の光は通過するが、逆方向の戻り光は遮断されるという挙動を示す。
しかしながら、光学要素積層体５’を構成する各光学要素は、偏光子４０ａ（４０）、ファラデー回転子２、偏光子４０ｂ（４０）の順に積層され、偏光子４０及びファラデー回転子２の光路面に光学用の接着剤６’を塗布し接着、固定されている。この光学用の接着剤６’は、偏光子４０及びファラデー回転子２の光路面で接着するため、透明でかつ耐熱性が要求される。この種の光学用の接着剤６’としては、有機樹脂系の透明な接着剤、例えばエポキシ系接着剤が挙げられる。
また、偏光子４０及びファラデー回転子２の各表面には、光学素子１’を通過する光の反射損失を抑制するために、反射防止膜５０としてのＡＲコート（anti-reflective coating）が施される。反射防止膜５０は、光軸が通る偏光子４０の外表面に対空気用の反射防止膜５０ａを備え、ファラデー回転子２と接着する面には、対接着剤用の反射防止膜５０ｂを備えるのがよい。また、ファラデー回転子２の偏光子４０と接着する面には対接着剤用の反射防止膜５０ｂを備えるのがよい。
しかしながら、この種の光学素子１’を用いた光アイソレータに対して、高出力の半導体レーザ等に用いると、光学用の接着剤６’が局所的に熱せられ、接着剤６’が変質したり気泡を生ずることがあり、光学素子１’の光学特性を劣化させるという現象が見られる。

実施の形態１に係る光学素子１については、前述したものに限定されるものではなく、例えば以下に示す変形の形態１－１～１－３のように変更して使用しても差し支えない。
◎変形の形態１－１
実施の形態１では、図３（ａ）に示すように、光学要素積層体５の角部５ｂには断面円弧状の凹所６０が形成され、当該凹所６０が有機系接着剤６の接着箇所になっているが、例えば図７（ａ）に示すように、光学要素積層体５の角部５ｂに平面状の面取り部６５を形成し、当該面取り部６５を有機系接着剤６の接着箇所にしてもよいことは勿論である。尚、図７（ａ）中に仮想線で示すように、曲面状の面取り部６６を用いてもよいことは勿論である。
このような面取り部６５，６６については、穿孔工程において、非円形状（矩形状又は変形矩形状）の貫通孔を、例えばレーザ加工機により加工位置を制御することで容易に開設することが可能である。

◎変形の形態１－２
図７（ｂ）は実施の形態１に係る光学素子１を更に補強したものである。
同図において、光学素子１は、光学要素積層体５の光軸方向に沿う少なくとも一側面に補強板１５０を設置するようにしたものである。この補強板１５０の材質は、光学素子１の特性に支障がなければ特に限定されないが、偏光子４０やファラデー回転子２と同様な切断条件で切断可能な材質のものを使用すれば、例えば光学要素積層基板７３を製作する際に補強板１５０となる基材を付加するだけで、この種の光学素子１を得ることが可能である。
また、このような補強板１５０を備えた光学素子１にあっては、光学素子１の大きさが０．３ｍｍ×０．３ｍｍ等より小さい態様であっても、光学要素間の接合状態を補強することが可能である。

◎変形の形態１－３
本実施の形態では、光学素子１は二枚の偏光子４０（４０ａ，４０ｂ）間に一枚のファラデー回転子２を介在させる態様が採用されているが、これに限定されるものではなく、例えば図７（ｃ）に示すように、第１の偏光子４０ａ（４０）、第１のファラデー回転子２ａ（２）、放熱用基板１６０、第２のファラデー回転子２ｂ（２）、第２の偏光子４０ｂ（４０）のように、五枚の光学要素を積層した光学要素積層体５としたものでもよい。この場合には、光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面を有機系接着剤６による接着層６ａで固定するようにすればよい。

◎実施の形態２
図８（ａ）（ｂ）は実施の形態２に係る光アイソレータの要部を示す。
同図において、光アイソレータ１０は、板状の磁石１２０（本例では永久磁石）に光学素子１を搭載した表面実装型光アイソレータを示す。
本例において、光学素子１は、実施の形態１と略同様な構成要素を備えているが、実施の形態１と異なる断面形状を有している。
本例では、光学素子１の製造方法が実施の形態１と異なる箇所がある。具体的には、光学素子１の製造工程のうち、有機系接着剤６の塗布工程において、穿孔処理で開設された光学要素積層基板７３（図４参照）の貫通孔７４を有機系接着剤６で全て充填するようにし、この状態で、ダイシング工程による穿孔処理を実施するようにしたものである。
この結果、本実施の形態では、光学要素積層体５と凹所６０を埋めた有機系接着剤６による接着層６ａ（本例では凹所６０上に盛られた断面扇状の接着剤充填部に相当）とを含め、図８（ａ）に示すように、光学素子１の形状が正面側から見て矩形形状になるように構成されている。
そして、本例では、光学素子１の光軸方向に沿う一側面に接着剤１００が塗布され、板状の磁石１２０上に接着固定されている。特に、本例では、光学素子１の角部には、光学要素積層体５の各角部５ｂの凹所６０には各光学要素を接合するために有機系接着剤６による接着層６ａが設けられているが、当該接着層６ａが光学素子１の角部を実質的に構成して光学素子１の断面形状が矩形状になっていることから、実施の形態１に示す光学素子１を使用する場合に比べて、実施の形態２に係る光学素子１と板状の磁石１２０との間の接着面積を広く確保することができ、その分、接着強度を増加させることができる。

◎実施の形態３
図９は実施の形態３に係る光伝送装置としての光レセプタクル２０の要部を示す。
同図において、光レセプタクル２０の基本的構成は、実施の形態１と略同様であるが、実施の形態１と異なり、キャピラリ２９の露呈部端面は光ファイバ素線部２２の光軸方向に直交する面に対して予め決められた角度θ（例えば０＜θ≦８°）だけ傾斜した傾斜面３１を有しており、光学素子１は、入射側に位置する偏光子４０ａが接続部品２５の傾斜面３１に図示外の接着剤を用いて直接的に貼り付けられている。尚、実施の形態１と同様な構成要素については、同様な符号を付してその詳細な説明を省略する。
本例においては、光学素子１は、光進行方向に対してθだけ傾斜して配置されることから、傾斜しない場合に比べて、アイソレーション機能を確保しつつ反射戻り光の影響を抑えることが可能になる。
更に、本例では、光学素子１は、円環状の磁石１１０に直接的に固着されないので、光学素子１を製造する上で、磁石１１０の大きさ等の影響を受けずに、光学素子１の小型化を追求することが可能である。
尚、本例では、光学素子１は接続部品２５に設置されているが、これに限られるものではなく、他部品との接続のためのホルダ（図示せず）を設置し、光学素子１、磁石１１０を夫々のホルダに設置するようにしてもよい。

◎実施の形態４
図１０（ａ）は実施の形態４に係る光アイソレータの要部を示す。
同図において、光アイソレータ１０は、実施の形態１～３に示す偏光依存型光アイソレータと異なり、偏光無依存型光アイソレータである。
偏光無依存型光アイソレータは、エルビウムドープファイバアンプ（ＥＤＦＡ）のような増幅器に使われる他に、半導体光増幅器用に求められることがある。この場合は、コスト的に一層安価なものが求められると同時に、実装密度の高い製品が必要となる。このような用途に有用な光アイソレータ１０は、例えば以下のような光学素子１と、この周囲に配置される円環状の磁石１１０（本例では永久磁石）とを備えている。尚、光学素子１は実施の形態１のように、磁石１１０に設置されていてもよいし、あるいは、実施の形態３に示すように、磁石１１０以外の部材（例えば接続部品２５）に設置するようにしてもよい。
本例において、光学素子１は、偏波無依存型光アイソレータに使用されるものであって、ファラデー回転子２と、このファラデー回転子２の光軸方向両側に配置される二つの複屈折結晶板１３０（１３０ａ，１３０ｂ）と、ファラデー回転子２と出射側の複屈折結晶板１３０ｂとの間に配置される波長板１４０とを積層し、光学要素積層体５として構成したものである。
ここで、複屈折結晶板１３０（１３０ａ，１３０ｂ）は例えばルチル（ＴｉＯ２）結晶やＹＶＯ４結晶で構成され、ファラデー回転子２は実施の形態１と同様に、磁気光学結晶膜（例えば磁性ガーネット結晶膜）で構成される。
更に、入射光と出射光の偏光方向を調整するために、出射側の複屈折結晶板１３０ｂとファラデー回転子２の間に一枚の波長板１４０として１／２波長板が設置されている。尚、この波長板１４０の設置箇所については出射側の複屈折結晶板１３０ｂの手前であればよく、本例では、入射側の複屈折結晶板１３０ａ、ファラデー回転子２、波長板１４０及び出射側の複屈折結晶板１３０ｂの順に配置されているが、これに限られない。
そして、本例では、ファラデー回転子２、複屈折結晶板１３０（１３０ａ，１３０ｂ）及び波長板１４０の各接合面には必要に応じて反射防止膜が形成されている。
そして、本例では、光学要素積層体５の光軸方向に沿う側面の例えば角部には有機系接着剤６による接着層６ａが設けられ、光学要素積層体５の隣接する光学要素が接合されている。

本例において、光入射側に位置する複屈折結晶板１３０ａに入射した光は偏光面が９０度異なる常光線と異常光線とに分かれ、これらの偏光は、ファラデー回転子２で４５度、波長板（本例では１／２波長板）１４０で４５度、合わせて９０度回転させられ、常光線は異常光線に、異常光線は常光線へと逆になって後段の複屈折結晶板１３０ｂに入射し、合波されて低損失で出射される。
一方、逆方向からの光については、順方向と同じく、光は、複屈折結晶板１３０ｂを通過するときに常光線と異常光線とに分かれて波長板１４０とファラデー回転子２とを通過する。しかし、順方向の場合とは異なり、偏光面は元の状態のままであるため、後段に位置する複屈折結晶板１３０ａで合波されることなく進み、光ファイバ側に再入射される懸念はない。
尚、本実施の形態において、図１０（ｂ）に示すように、光学素子１について、光進行方向に対してθ（例えば０＜θ≦８°）だけ傾斜して配置するようにすれば、傾斜しない場合に比べて、アイソレーション機能を確保しつつ反射戻り光の影響を抑えることが可能になる。

以下、本発明の実施例について具体的に説明する。
〔実施例１〕
実施例１は、実施の形態１に示す偏光依存型光アイソレータ（図３参照）を具現化したものである。
本例において、偏光子基材は、コーニング社製の大きさ１１ｍｍ×１１ｍｍ、厚み０．２ｍｍで、一般に流通しているサイズとした。偏光方向は、ある一辺に対して水平な偏光方向をもつものを第１の偏光子基材とし、これに対して４５度の勾配をもった偏光方向をもつものを第２の偏光子基材として使用した。
また、偏光子基材の両面に、空気の屈折率１．０に合わせた対空気用の反射防止膜を形成し、反射率は０．２５％以下となるように調整した状態のものとした。偏光子基材単体での偏光消光比は、５０ｄＢ以上の値を保持していることを確認した。
更に、ファラデー回転子基材はグラノプト社製を用いた。すなわち、波長１４８０ｎｍ、２５℃において４５度のファラデー回転角が得られる厚さ４００μｍの大面積ファラデー回転子を用い、その両面には、対空気用の反射防止膜を施した。

前述した偏光子基材及びファラデー回転子基材は、面積１１ｍｍ×１１ｍｍのサイズに合わせて、図４に示した工程に従って、位置調整し、偏光子基材、ファラデー回転子基材の外形の角部の４箇所に少々の接着剤を用いて仮固定し光学要素積層基板を作製した。しかる後、加工用レーザ（波長１０６４ｎｍ、ビーム径５０ミクロン）により、光学要素積層基板の所定の部位に所定の穿孔処理を施して貫通孔を形成し、貫通孔に熱伝導性樹脂接着剤を武蔵エンジニアリング社製のオートディスペンサにより塗布した。熱伝導性樹脂接着剤は、エポキシ系樹脂で熱伝導性フィラーを含有し、熱伝導率が０．９Ｗ／ｍＫの接着剤を使用した。その後、８０℃で硬化させた後に、ダイシング装置によって正面寸法が０．５ｍｍ×０．５ｍｍサイズに切り出しを行い、光アイソレータ用の光学素子を作製した。この際に行った接着剤の塗布は、５０ミクロン・セラミックチップを先端とするノズルを使用して、微細な塗布を行った。

次に、上記で作製した光学素子を使用して、図３に示すように円筒型光アイソレータを作製した。先ず、上記で作製した光学素子のファラデー回転子が飽和磁界になる外径がφ１．５ｍｍ、内径がφ０．９ｍｍ、長さ１．１ｍｍの円筒型磁石を用意した。この磁石の中心付近に上記で作製した光学素子を熱伝導性樹脂系接着剤にて接着した。
接着剤は、エポキシ系樹脂で熱伝導性フィラーを含有し、熱伝導率が０．９Ｗ／ｍＫの接着剤を使用した。また、接着剤は、図４に示すように、光学素子の４箇所の角部の凹所を中心に接着した。その後、８０℃に加熱して接着剤を硬化させて磁石に固定し、円筒型光アイソレータを作製した。

次に、上記で作製した円筒型光アイソレータについて光学評価（入力光は偏向光である）を行った。
ここで、レーザの径（ビーム径）は、φ０．２ｍｍとした。レーザの出力は、実施例１－１が３００ｍＷ、実施例１－２が５００ｍＷ、実施例１－３が７００ｍＷとした。その時の光学面の観察を行った。その結果を表１に示す。

〔実施例２〕
実施例２は、実施の形態２に係る光アイソレータ（図８参照）を具現化したものである。
実施例２では、光学要素積層基板の貫通孔に熱伝導性樹脂接着剤をオートディスペンサにより塗布する時、接着剤を貫通孔の全てに充填した。それ以外は、実施例１と同様にて光アイソレータ用の光学素子を作製した。また、作製した光学素子を使用して、図８に示すように表面実装型光アイソレータを作製した。まず、上記で作製した光学素子のファラデー回転子が飽和磁界になる大きさが１．３ｍｍ×１．８ｍｍ、厚さ１．０ｍｍの平板状の磁石を用意した。この磁石の中心付近に実施例２で作製した光学素子を熱伝導性樹脂接着剤にて接着した。接着剤は、エポキシ系樹脂で熱伝導性フィラーを含有し、熱伝導率が０．９Ｗ／ｍＫの接着剤を使用した。また、接着剤は、図８に示すように、光学素子の角部の凹所を含む一辺（一面）に接着した。その後、８０℃に加熱して接着剤を硬化させて磁石に固定し、表面実装型光アイソレータを作製した。
次に、実施例２で作製した表面実装型光アイソレータについて光学評価を行った。
ここで、レーザの径（ビーム径）は、φ０．２ｍｍとした。レーザの出力は、実施例２－１が３００ｍＷ、実施例２－２が５００ｍＷ、実施例２－３が７００ｍＷとした。その時の光学面の観察を行った。その結果を表１に示す。

〔実施例３〕
実施例３は、実施の形態４に係る光アイソレータ（図１０（ｂ）参照）を具現化したものである。
実施例３では、光学素子は、偏光子に替えて、ファラデー回転子の光入射側に無偏光状態の光が複数の偏光に分かれる第１の複屈折結晶板とファラデー回転子の光出射側に第２の複屈折結晶板とし、更に、第２の複屈折結晶板とファラデー回転子との間に波長板を介在させた構造とした。この光学素子を製造するに当たって、夫々必要な光学要素基材を積層した光学要素積層基板については、大きさを１１ｍｍ×１１ｍｍ、厚さを０．２ｍｍとした。その他は、実施例１と略同様とし、偏波無依存型光アイソレータ用の光学素子を作製した。
また、実施例３で作製した光学素子を使用して実施例１と略同様に、円筒型光アイソレータを作製した。
また、実施例１と同様に、光学評価を行った。レーザの出力は、実施例３－１が５００ｍＷとした。

〔比較例１〕
比較例１は、比較の形態１に係る光アイソレータ（図６参照）を具現化したものである。
比較例１では、実施例１と同様に、二枚の偏光子基材、ファラデー回転子基材を用意し、偏光子基材の外側の面には、対空気用の反射防止膜を、接着剤面側には、対接着剤用の反射防止膜、ファラデー回転子基材の両面には、対接着剤用の反射防止膜をそれぞれ形成した。第１の偏光子基材、ファラデー回転子基材、第２の偏光子基材の順に、それらの光路面を光学系接着剤で接着し、光学要素積層基板を作製した。接着剤は、エポキシ系接着剤で透明で耐熱性３００℃を有する接着剤を使用した。その後、８０℃で硬化させた後に、ダイシング装置によって、光学要素積層基板を正面寸法が０．５ｍｍ×０．５ｍｍサイズに切り出しを行い、光アイソレータ用の光学素子を作製した。
次に、上記で作製した光学素子を使用して、実施例１と同様に、円筒型光アイソレータを作製した。そして、比較例１で作製した表面実装型光アイソレータについても、実施例１と同様に光学評価を行った。レーザの出力は、比較例１－１が３００ｍＷ、比較例１－２が５００ｍＷ、比較例１－３が７００ｍＷとした。その時の光学面の観察を行った。その結果を表１に示す。

以下に表１の結果について説明する。
実施例１－１、１－２、１－３において、光学面の外観上の変化はなく良好であった。レーザの出力が７００ｍＷにおいても変化は生じていない。
また、実施例２－１、２－２、２－３において、光学面の外観上の変化はなく良好であった。レーザの出力が７００ｍＷにおいても変化は生じていない。
このように、表面実装型光アイソレータでも、実施例１と同様に、７００ｍＷでも外観上の変化は生じていない。
更に、実施例３－１において、光学面の外観上の変化はなく良好であった。
これに対し、比較例１－１、１－２、１－３によれば、５００ｍＷ以上で光学面に欠陥が生じていた。実施例１による光アイソレータでは７００ｍＷでも外観上の変化は生じていない。これは、光学素子の光路面に発熱を受ける接着剤層がないために、偏光子、あるいは、ファラデー回転子の耐熱温度の限界まで利用できることを示している。また、光学素子表面で発生した熱が、直ちに光学素子の角部４箇所に設置された熱伝導エリアに逃げることができるため、長時間レーザを照射された場合であっても、熱の放散性がよく、発熱点での絶対温度が低下する効果も合わせて発現しているものと推測される。

本発明の光アイソレータに使用される光学素子は、有機系接着剤を使用する積層型光アイソレータでありながら、光路面の接着剤を除去し、発熱により接着剤が変質したり、発泡したりすることにより光学特性が劣化することを防止することが可能である。このため、本発明の光学素子を用いた光アイソレータは、高パワーの半導体レーザ等に用いることが可能で、耐熱性を有し、小型化可能で、かつ、低コストで提供することができる。

１ 光学素子
２ ファラデー回転子
３（３ａ，３ｂ） 偏光案内要素
５ 光学要素積層体
５ａ 側面
５ｂ 角部
５’ 光学要素積層
６ 有機系接着剤
６’ 光学用接着剤
６ａ 接着層
１０ 光アイソレータ
１１ 磁石
１２ 光伝送装置
１３ 光学部品
Ｂｍ 光
２０ 光レセプタクル
２１ 光ファイバ
２２ 光ファイバ素線部
２５ 接続部品
２６ フェルール
２７ 貫通孔
２８ 段付き孔部
２９ キャピラリ
３０ 貫通孔
３１ 傾斜面
４０（４０ａ，４０ｂ） 偏光子
５０（５０ａ，５０ｂ） 反射防止膜
６０（６０ａ～６０ｄ） 凹所
６５ 面取り部
６６ 面取り部
７０ 光学要素基材
７１（７１ａ，７１ｂ） 偏光子基材
７２ ファラデー回転子基材
７３ 光学要素積層基板
７４ 貫通孔
８０ 穿孔器具
９０ 接着剤塗布器具
１００ 接着剤
１１０ 磁石
１２０ 磁石
１３０（１３０ａ，１３０ｂ） 複屈折結晶板
１４０ 波長板
１５０ 補強板
１６０ 放熱用基板

Claims (10)

1. 光アイソレータに使用される光学素子であって、
   磁界を作用させることで光の偏光方向を予め決められた角度だけ回転させるファラデー回転子と、前記ファラデー回転子の光軸方向両側に配置されて光を偏光案内し、前記ファラデー回転子と協働して光の順方向への通過を許容し、光の逆方向への通過を阻止する偏光案内要素と、が少なくとも含まれる光学要素を有し、
   これらの光学要素を光軸方向に積層して光学要素積層体を構成し、隣接する各光学要素を接合するように前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面を有機系接着剤で接着することを特徴とする光学素子。
2. 請求項１に記載の光学素子において、
   前記偏光案内要素は、偏光方向が予め決められた角度分だけ相互に異なる二枚の偏光子を含み、偏光依存型光アイソレータとして用いられる光学素子。
3. 請求項１に記載の光学素子において、
   前記偏光案内要素は、光の順方向入射側及び光の順方向出射側に複屈折結晶を含み、偏光無依存型光アイソレータとして用いられる光学素子。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の光学素子において、
   前記有機系接着剤は前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面の角部を複数箇所接着することを特徴とする光学素子。
5. 請求項４に記載の光学素子において、
   前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面の角部は平面状又は曲面状の面取り部を有しており、当該面取り部に前記有機系接着剤が塗布されていることを特徴とする光学素子。
6. 請求項４に記載の光学素子において、
   前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面の角部は曲面状の凹所を有しており、当該凹所に前記有機系接着剤が塗布されていることを特徴とする光学素子。
7. 光アイソレータに使用される光学素子であって、
   磁界を作用させることで光の偏光方向を予め決められた角度だけ回転させるファラデー回転子と、前記ファラデー回転子の光軸方向両側に配置されて光を偏光案内し、前記ファラデー回転子と協働して光の順方向への通過を許容し、光の逆方向への通過を阻止する偏光案内要素と、が少なくとも含まれる光学要素を有し、これらの光学要素を光軸方向に積層して光学要素積層体を構成し、隣接する各光学要素を接合するように前記光学要素積層体の光軸方向に沿う側面を有機系接着剤で接着する光学素子を製造するに際し、
   前記光学要素積層体を構成するための各光学要素基材を予め決められた大きさで用意し、各光学要素基材を積層して光学要素積層基板を作製する作製工程と、
   前記作製工程にて作製された前記光学要素積層基板に対し、前記光学要素積層体の大きさに対応する切断予定箇所のうち予め決められた箇所を穿孔する穿孔工程と、
   前記穿孔工程にて前記光学要素積層基板に穿孔された孔に前記有機系接着剤を塗布する塗布工程と、
   前記塗布工程にて前記有機系接着剤が塗布された前記光学要素積層基板を、前記光学要素積層体となるように前記切断予定箇所に沿って切断する切断工程と、
   を備えたことを特徴とする光学素子の製造方法。
8. 請求項７に記載の光学素子の製造方法において、
   前記穿孔工程は、前記光学要素積層基板に対し、前記切断予定箇所の交差部の全部若しくは一部を穿孔することを特徴とする光学素子の製造方法。
9. 請求項１乃至６のいずれかに記載の光学素子と、
   前記光学素子の前記ファラデー回転子を飽和磁化させる磁石と、
   を備えたことを特徴とする光アイソレータ。
10. 請求項９に記載の光アイソレータと、
    前記光アイソレータに対して光を入射する又は前記光アイソレータから出射された光を受け入れる光学部品と、
    を備えたことを特徴とする光伝送装置。

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