JP2895847B2 - 偏光子装置及びこの偏光子装置を用いた光学装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、光通信システムに適用される偏光子装置及
びこの偏光子装置を用いた光学装置に関する。

（従来の技術） 光通信システムの一例として第３図に示すような構成
が知られている。１はレーザ光源、２は光学装置である
光アイソレータ、３はレンズ、４は光ファイバで、レー
ザ光源１で発振された光は光アイソレータ２を介してレ
ンズ３に入射され、ここで集光された後、光ファイバ４
に入射されて所望の通信先に送信される。

このような光通信システムで、送信されたレーザ光が
何らかの原因で外部から反射されて戻ってきてレーザ光
源１に入射されると、レーザ光源１の発振が不安定にな
り、通信に支障を来たすようになる。このため、反射光
が入射し、更にレーザ光源１へこの反射光が戻るのを防
止して、安定なレーザ発振が行われるように光アイソレ
ータ２が用いられている。

第４図は従来の光学装置の例として特開昭62−118315
号に示されている光アイソレータ２の構造を示すもの
で、５はプリズムから成る第１の偏光子、６はプリズム
から成る第２の偏光子で、この偏光子5,6の光学軸は光
軸Ｌに直交する方向に配置されている。７は両者間に配
置されたガーネット結晶等から成るファラデー回転子、
８は第１の偏光子５を支持するステンレスから成る偏光
子ホルダ、９は第２の偏光子６を支持するステンレスか
ら成る偏光子ホルダ、10はサマリウムコバルト等から成
る永久磁石で、偏光子5,6は偏光子ホルダ8,9に接着剤に
て結合されている。

第５図は本出願人が特開昭63−269098号で提案してい
る偏光子の支持構造を示す偏光子装置の断面図である。

9aはステンレスから成る挟持部材である偏光子ホル
ダ、9bはステンレスから成る挟持部材である挟持板で、
偏光子ホルダ9aと挟持板9bとにより第２の偏光子６を挟
持し、●印でレーザ溶接している。この溶接による方法
では、溶接によって偏光子ホルダ9a,挟持板9bが歪ん
で、第２の偏光子６に亀裂や歪みが発生することがあ
る。

従って、通常は、この亀裂や歪みの発生防止を図る目
的で、偏光子5,6を固定する方法は接着剤で行われてい
る。

ところが、接着剤による方法には次の問題点がある。

（ａ）偏光子5,6とこの偏光子5,6を支持する部材との熱
膨張差があるため温度変化によって偏光子5,6の光学軸
がずれることがあり、偏光特性が変化してしまうことが
ある。

（ｂ）接着剤からの発生ガスにより偏光子5,6,ファラデ
ー回転子７等の光学素子の表面がくもる。

（ｃ）偏光子5,6は小型部品なので接着工程に手間がか
かる。

（発明が解決しようとする課題） このように、偏光子を直接支持する支持部材と偏光子
との接合方法には上述の問題があった。

そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決し、偏光
子の光学軸のずれを防止した偏光特性の安定した偏光子
装置及びこの偏光子装置を用いた光学装置を提供するこ
とにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明の請求項１記載の構成は、溶接結合された金属
から成る挟持部材により挟持されたプリズムからなる偏
光子を光軸上に配置する偏光子装置において、前記挟持
部材の溶接歪みを吸収する弾性体を前記挟持部材と前記
偏光子との間に設けたことにある。

また、請求項２記載の構成は、光学装置において、フ
ァラデー回転子と、この両側に配置され、かつ、溶接結
合された金属から成る挟持部材により挟持された偏光子
を光軸上に配置し、前記挟持部材の溶接歪みを吸収する
弾性体を前記挟持部材と前記偏光子との間に設けた偏光
子装置とを有することにある。

（作 用） 挟持部材は金属から成るものなので溶接等により確実
に挟持部材同士を結合することができ、溶接によって挟
持部材が歪んでも、この歪みを弾性体で吸収できるので
偏光子が歪むことがないため、偏光特性が安定する。

（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。

第１図は本発明の偏光子装置30の一実施例を示す断面
図である。また、第１図の●印はレーザ溶接による固定
位置を示している。

５は例えばルチル偏光プリズムから成る第１の偏光
子、11,13はステンレスから成る部材で、11は第１の偏
光子５を挟持する挟持部材である偏光子ホルダ、13は第
１の偏光子５を固定する挟持部材であるベースである。

第１の偏光子５は、断面直角三角形状のプリズムを２
組、傾斜面同士を接し、光学軸Ｃが光軸Ｌに直交するよ
うに偏光子ホルダ11の内面部11a内に装着され、弾性体
であるゴム17と共に偏光子ホルダ11とベース13とで挟ま
れて、図中●印の溶接箇所で溶接されて挟持されてい
る。

次に、弾性体であるゴム17の働きについて説明する。

第１の偏光子５をゴム17と共に偏光子ホルダ11に装着
した後、偏光子ホルダ11とベース13とをレーザ溶接で結
合すると、偏光子５を挟持している挟持部材11,13はゴ
ム17の弾性変形内で歪む。ゆえに、この歪みの力が偏光
力５に加わることがないため、偏光子５に亀裂や歪みが
発生することがないので偏光特性が安定する。

第２図は本発明の偏光子装置30を光学装置である光ア
イソレータ20に用いた場合の断面図である。また、第２
図の●印のレーザ溶接による固定位置を示している。

30は第１の偏光子５を挟持する偏光子装置、40は前記
第２の偏光子６を挟持する偏光子装置である。６は例え
ばルチル偏光プリズムから成り前記第１の偏光子５と相
対位置が光軸Ｌの回りに45度異なる第２の偏光子、７は
ファラデー回転角が45度の例えば高格子定数のGGG（ガ
トリニウム・ガリウム・ガーネット:Gd₃ Ga₅ O₁₂）基板
に液相エピタキシャル厚膜（LPE厚膜）が形成されたフ
ァラデー回転子、10はサマリウムコバルト等から成る永
久磁石、16はステンレスから成るスリーブである。

前記偏光子装置40は、前記偏光子装置30と同様に挟持
部材である偏光子ファラデー回転子ホルダ14と挟持部材
である偏光子ホルダ12と弾性体であるゴム17とから構成
されている。第２の偏光子６は、第１の偏光子５と同様
に断面直角三角形状のプラズムを２組、傾斜面同士を接
し、光学軸が光軸Ｌに直交するように偏光子ホルダ12の
内面部12a内に接着され、ゴム17と共に偏光子ホルダ12
とファラデー回転子14とで挟まれて、図中●印の溶接箇
所で溶接され、更に、ファラデー回転子ホルダ14の外周
部14bがスリーブ16の内面16aに装着され固定されてい
る。また、第２の偏光子６はファラデー回転子ホルダ14
の内面部14aと偏光子ホルダ12の凸部12bにより光軸Ｌ方
向が規制されている。

ファラデー回転子７は、ファラデー回転子ホルダ14の
段部14dと規制板15の段部15cに装着され、ファラデー回
転子７と規制板15との間に溶接歪みの逃げ空間25bを有
して支持されている。また、このファラデー回転子７は
ホルダ14の内面部14aと規制板15の内面部15aとによって
光軸Ｌ方向に規制されている。

ベース13は基台であるスリーブ16に接着されレーザ溶
接により固定されている。また、ファラデー回転子ホル
ダ14は段部14cが永久磁石10の内面10aに装着され、外面
14bは基台であるスリーブ16に装着されレーザ溶接によ
り固定されている。スリーブ16の内面16aは光学素子で
ある偏光子5,6,ファラデー回転子7,永久磁石10の組立て
の基準面となっている。

このように各光学素子の偏光子5,6,ファラデー回転子
7,永久磁石10はスリーブの内面16aを基準面として内面1
6aの内側に配置されているので、これら光学素子5,6,7,
10の中心は光軸Ｌと一致し、しかも光軸Ｃに対し傾くこ
となく配置されている。

次に、上述した溶接構造を有する光学装置である光ア
イソレータ20の全体的作用について説明する。

第２図の光アイソレータ20において、例えば左側から
の順方向にレーザ光源から第１の偏光子５の光軸Ｌに沿
って光が入射されると、この入射光は光軸Ｌに対して一
定の偏光面を持った光成分だけが通過される。次に、フ
ァラデー回転子７によってこの偏光面の方位が45度回転
され、この同じ偏光面を持った光成分だけが通過され
る。第２の偏光子６に対して逆方向に反射光が入射され
たときも同様に偏光成分のみが通過される。これら両偏
光成分はファラデー回転子７によってその偏光面の方位
が45度回転され、この回転方向は光の進行方向に対して
非可逆となるので順方向と逆方向ではファラデー回転子
７を出射した同じ偏光面は90度異なるようになる。従っ
て第１及び第２の偏光子5,6において逆方向からの光は
入射光方向には戻らず、光軸Ｌに対して傾斜した方向に
散乱される。よって順方向の偏光成分のみが出射されて
光ファイバに入射され、逆方向では両方の偏光とも入射
光方向には戻らないようになる。

以上本発明は構成されているので以下の効果を奏す
る。

（ａ）部材11乃至16をレーザ溶接によって、結合してい
るので組立作業の工程が短縮できる。

（ｂ）各光学素子5,6,7,10はスリーブ16の基準面16aに
対して組立てる構造となっているので、各光学素子5,6,
7,10の中心は光軸Ｌに対し芯ずれや傾斜することがない
ので偏光特性が安定する。

（ｃ）偏光子5,6を挟持する挟持部材の接合に接着剤を
用いていないので接着剤からの発生ガスによる光学素子
の表面がくもることがない。

（ｄ）偏光子ホルダ５とベース13、また、偏光子ホルダ
６とファラデー回転子ホルダ14とはレーザ溶接により溶
接されているので温度変化に対して偏光特性が変化する
ことがない。

（ｅ）溶接歪みを吸収するゴム17を有しているので、溶
接歪みによって偏光子5,6に無理な力が加わることがな
いので、偏光子5,6に亀裂７や歪みが発生することがな
い。従って、偏光子5,6の光学軸がずれないので偏光特
性が安定する。

（ｆ）スリーブ16によって光学軸が光軸Ｌに対して直角
又は平行となるように容易に組立てることができるので
偏光特性の安定化が確実に図れる。

このような本実施例の偏光子装置30及び光アイソレー
タ20では、特に部材11乃至16を溶接によって結合する例
で示したが、第１図のように●印において、ろう付けに
よって固定することもできる。

第１及び第２の偏光子5,6、ファラデー回転子７等の
材料については一例を示したが、これに限らずのこの目
的に用いられる材料ならば任意のものを選択することが
できる。

また、ゴム17はゴム系接着剤でもよい。

以上、光学装置として光アイソレータについて説明し
たが、例えば光スイッチ，光サーキュレータ，エリプソ
メータ等としても同様に偏光特性が安定した光学装置と
することができる。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、偏光子を挟持する
挟持部材を溶接によって結合しても溶接歪みを吸収する
弾性体を有しているので、偏光子に亀裂や歪みが発生す
るのを防止することができるので、偏光子の光学軸がず
れにため、偏光特性の安定した偏光子装置及びこの偏光
子装置を用いた光学装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の偏光子装置の断面図、第２
図は本発明の一実施例の光学装置の断面図、第３図は光
通信システムの一例を示すブロック図、第４図は従来の
光学装置の例を示す断面図、第５図は偏光子装置の一例
を示す断面図である。 ５……第１の偏光子、６……第２の偏光子、 ７……ファラデー回転子、 11,12……偏光子ホルダ（挟持部材）、 13……ベース（挟持部材）、 14……ファラデー回転子ホルダ（挟持部材）、 16……スリーブ（基台）、 17……ゴム（弾性体）、 20……光アイソレータ（光学装置）、 30……偏光子装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−89811（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−26014（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−140225（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 7/00 G02B 7/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】溶接結合された金属から成る挟持部材によ
   り挟持されたプリズムからなる偏光子を光軸上に配置す
   る偏光子装置において、前記挟持部材の溶接歪みを吸収
   する弾性体を前記挟持部材と前記偏光子との間に設けた
   ことを特徴とする偏光子装置。
2. 【請求項２】ファラデー回転子と、この両側に配置さ
   れ、かつ、溶接結合された金属から成る挟持部材により
   挟持された偏光子を光軸上に配置し、前記挟持部材の溶
   接歪みを吸収する弾性体を前記挟持部材と前記偏光子と
   の間に設けた偏光子装置を用いた光学装置。