JP2982962B2 - １段光アイソレータ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 高速大容量光通信システム等に適用する１段光アイソ
レータに関わるものである。

「従来の技術」 近年、光ファイバーと半導体レーザの驚異的な進歩に
より光ファイバーを用いた通信装置の高速化、大容量化
の研究開発及び実用化が検討されている。これらには発
光源としてスペクトル線幅の狭い半導体レーザが多用さ
れている。特に高速大容量光通信システム等に適用され
る高性能な半導体レーザは、光ファイバー等からの反射
光の帰還（戻り光）により敏感に影響を受け、スペクト
ル線幅の広がりや発振特性そのものが不安定になるとい
う現象がある。この戻り光が半導体レーザに到達しない
ようにするために高い逆方向損失を有する光アイソレー
タが必須のものとなった。

第２図は、従来の１段光アイソレータの構造を説明す
るための断面図で、図中１はファラデー回転子、2a,2b
は偏光子、３は中空の永久磁石、4a,4bは前記偏光子2a,
2bを固定するための回転ホルダー、７はファラデー回転
子を固定するための固定ホルダー、６は回転ホルダー4
a,4bに回転中心軸を与えるためと１段光アイソレータ全
体の強度を補強するための外ケースである。

この光アイソレータでは、入射光12を偏光子2aで偏波
面を揃え、ファラデー回転子１によって偏波面を45度回
転し、回転された偏波面を通過するように配置された偏
光子2bを通過させる。このような構成によって、光源と
なる図示しない半導体レーザの劣化の原因となる反射光
13は、偏光子2bで光アイソレータに入射する偏波面を制
限され、偏光子2bを通過した反射光13はファラデー回転
子１によって偏波面を45度回転し、ちょうど偏光子2aが
通過する光の偏波面と90度をなすようなる。従って、偏
光子2aによって反射光13は全反射され、半導体レーザに
到達しないのである。

「発明が解決しようとする課題」 第２図に示すような構造で光アイソレータを組み立て
る場合、ファラデー回転子１を固定ホルダー７を介して
中空の永久磁石３の内部に挿入するという作業が不可欠
である。このために、接着剤でそれぞれの部品を固定し
ようとする場合、予め接着剤をホルダー内部表面及び磁
石内部表面に塗布し、その後挿入する必要がある。

この作業を行う場合、実際はファラデー回転子１が永
久磁石３の中に吸引され、動いてしまう場合があるた
め、各部品がきわめて小型であるだけに誤って接着剤が
ファラデー回転子１の光の通過面に付着し光の透過率を
減少させる恐れがあった。

また、従来技術の構造では部品点数が多く、光軸のフ
ァラデー回転子及び偏光子の光の通過面の位置精度を保
つための難易度が高く、全体の歩留りの向上を妨げてい
るという大きな問題があった。

特に最近、光通信の進展にともない光アイソレータの
低価格化の要求が強まり、できるだけ部品点数が少なく
かつ組立作業の容易な構造の１段光アイソレータの出現
が切望されている。

本発明の目的は、上記問題点を解決して高性能かつ低
価格な１段光アイソレータを提供するものである。

「課題を解決するための手段」 本発明は、１個のファラデー回転子と、これを内包す
る中空の永久磁石と、該ファラデー回転子の両側に各々
１個の偏光子と、前記ファラデー回転子又は偏光子を支
持するホルダーを有する１段光アイソレータにおいて、
前記ホルダは前記偏光子の内１個を固定する第１のホル
ダーと、前記ファラデー回転子と前記偏光子の残りの１
個を固定する第２のホルダーよりなり、この第１のホル
ダー及び／又は第２のホルダーには、前記ファラデー回
転子を通過する光の光軸方向と平行に延びる円筒状の摺
動部と該摺動部の一部に開口部を設け、この第１のホル
ダー及び／又は第２のホルダーの開口部から前記ファラ
デー回転子又は偏光子をホルダー内に装着すると共に前
記摺動部を前記永久磁石の内面に摺動させて調整回転可
能にした１段光アイソレータである。ここで、上記１段
光アイソレータは逆方向からの光を入射した場合、前記
偏光子によって分離される光が前記開口部に設けられた
方向に伝搬するように構成することが望ましい。

一つのホルダーにファラデー回転子と偏光子の内の一
つを同時に装架し、偏光子の残りをもう一方のホルダー
に装架することにより、ファラデー回転子を固定するた
めに設ける固定ホルダーが不要になり、偏光子部品数を
減らすことができる。またファラデー回転子と偏光子の
内の１つの光軸通過面の調整は磁石に組み込む前に出来
るため、この光軸通過面の調整も残りの偏光子とファラ
デー回転子の１箇所で良いことになる。また、この時同
時に２つの偏光子を通過する光の偏波面の調整も行え
る。

また、第１のホルダー及び／又は第２のホルダーにフ
ァラデー回転子を通過する光の光軸方向とほぼ平行に開
口部を設けることにより、開口部から装架する偏光子又
はファラデー回転子の位置を確認することができ、正確
な位置合わせが可能となる。

また、装架する偏光子又はファラデー回転子を開口部
から挿入可能とすれば、偏光子およびファラデー回転子
のホルダー内の位置合せを短時間で行なうことができ
る。

また、この開口部を偏光子によって分離される光の方
向に作成することにより、分離光が他の構造物で乱反射
されて再び主光路に帰還するまでの光路長を長くするこ
とができるため、光アイソレータの逆方向損失を増加す
ることが出来る。

また、第１のホルダー及び／又は第２のホルダーが組
立調整時に中空の永久磁石の内面を摺動する状態で回転
可能であるものとすることにより偏光子の偏波面を調製
するための回転軸を支持する部材を外部に設ける必要が
なくなる。

「実施例」 以下、実施例及び比較例を詳しく説明する （実施例１） 第１図は、本発明の１段光アイソレータの一実施例を
示す断面図であるが、この図は開口部を含まない断面を
示している。ここで、第１のホルダー4aには内面に接着
剤を塗布し、挿入口10aより偏光子2aを挿入してあり、
一方、第２のホルダー4bの内面に接着剤を塗布し、開口
部（図示せず）より偏光子2b、ファラデー回転子１及び
これらの間隙を保持するスペーサ９を挿入してある。接
着剤に各素子が固着した後、これらのホルダー4a,4bに
設けられた摺動部8a,8bをそれぞれ円筒型で両端面に磁
極を有する永久磁石３に挿入し光アイソレータを構成し
たものである。ここで６は１段光アイソレータ全体の強
度を補強するための外ケースである。

第２のホルダー4bを永久磁石３に固定し、第１のホル
ダー4aは摺動可能なままとする。第１のホルダーを永久
磁石３の内面を摺動させることによって偏光子2aと偏光
子2bの偏波面がお互いにファラデー回転子１により回転
されるほぼ45度をなし、実際の入射光12の挿入損失を最
小に、逆方向からの反射光13の逆方向損失を最大にする
ように微調整し、その後固定する。

この１段の光アイソレータは第２図に示した従来の１
段光アイソレータに比べて、入射光12の光軸とファラデ
ー回転子１および偏光子2a,2bとの位置精度が向上し、
しかも組み立て作業での光アイソレータの特性にばらつ
きが少なくなった。

ここでは第１のホルダー4aを摺動する場合を示した
が、第１のホルダー4aを固定し、第２のホルダー4bを摺
動可能にして上記の偏波面の微調整を行なってもよい。

また、第１のホルダー4aおよび第２のホルダー4bとも
に摺動可能な状態で上記微調整を行なっても良い。

また、外ケース６に各ホルダー4a,4bの回転軸を支持
する様なガイドを設けることにより、必ずしも摺動部8
a,8bのはめあいを正確に取る必要はなくなる。但し、こ
の場合は外ケース６に各ホルダー4a,4bを正確に支持す
る精度と強度が必要であり、永久磁石３の内面を摺動さ
せる場合に比べて高価になる。

（比較例） 第３図は第１図の第１ホルダー4a及び第２ホルダー4b
に接着剤を導入するための貫通孔5a,5b,5cを設けた場合
のホルダーと偏光子2a,2bおよびファラデー回転子１の
構造を示したものである。ここでは永久磁石３は省略し
てある。

この貫通孔を設けることにより、余分な接着剤が偏光
子2a,2bおよびファラデー回転子１の光の通過面に付着
するのを防ぐことができる。

（実施例２） 第４図は第１図に示した１段光アイソレータの第１ホ
ルダー4a及び第２ホルダー4bに開口部11a,11bをそれぞ
れ示しておりホルダーと偏光子2a,2bおよびファラデー
回転子１の構造を示したものである。第４図では偏光子
2aの偏波面と偏光子2bの偏波面がお互いに45度異なるよ
うな構成となっている。

また、第１ホルダー4a、第２ホルダー4bの開口部11a,
11bより偏光子2a,2b及びファラデー回転子１を挿入でき
る間隙を有するものである。さらに、この開口部11a,11
bは偏光子2a,2bの分離光14a,14bの通過方向に形成し
た。

この様な開口部を設けることにより、各素子の位置を
光学顕微鏡等により直接観測出来るため、比較例に示す
ような挿入孔10a,10bから挿入し位置決めする場合より
も各素子の固定位置のばらつきによる光アイソレータの
特性のばらつきが小さくなり、しかも位置決めに要する
時間は比較例に比べ半分以下であった。

また、この開口部を設けることによって実施例１の場
合光アイソレータの逆方向損失が30dBであったものを、
35dBまで上げることができた。

なお、第１ホルダー4a,第２ホルダー4bのつばの部分
に設け られた切り込みは作業性を向上する為に扇状とするのが
好ましい。

（実施例３） 第５図は開口部11a,11bをほぼ90度の開角度をとし、
同時に偏光子2a,2bおよびファラデー回転子１の固定位
置も確保したものである。この場合、第１ホルダー4a,
第２ホルダー4bの開口部11a,11bの角部に略直方体の偏
光子23a,2b、およびファラデー回転子１の隣合う２面を
接着することにより、位置決めができる。この構造では
実施例２の場合よりも位置決めが容易に行える。ただ
し、開口部が大きいため第１図に示した外ケース６は第
１のホルダー4a又は第２のホルダーの回転軸を支持する
精度と強度を有したものである必要がある。

また、ほぼ90度をなす開口部11bをホルダー4bの全長
に作成しなくても、第６図の様に一部に形成して摺動部
8bを確保しても良い。

「発明の効果」 以上の説明から明らかなように、本発明の構造を用い
れば、部品点数が少ないため組立効率の一層の改善を図
りつつ、低価格かつ高性能な１段光アイソレータを実現
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を示す断面図、第２図は従来
例を示す断面図、第３図は比較例を示す説明図、第４
図、第５図及び第６図は本発明の他の実施例を示した説
明図である。 1;ファラデー回転子、2a,2b;偏光子、 3;永久磁石、4a,4b;ホルダー、 5a,5b,5c;貫通孔、6;外ケース、 8a,8b摺動部、11a,11b;開口部、 12;入射光、13;反射光

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭64−25119（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−4214（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−73227（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G02B 27/28

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１個のファラデー回転子と、これを内包す
   る中空の永久磁石と、該ファラデー回転子の両側に各々
   １個の偏光子と、前記ファラデー回転子又は偏光子を支
   持するホルダーを有する１段光アイソレータにおいて、
   前記ホルダは前記偏光子の内１個を固定する第１のホル
   ダーと、前記ファラデー回転子と前記偏光子の残りの１
   個を固定する第２のホルダーよりなり、この第１のホル
   ダー及び／又は第２のホルダーには、前記ファラデー回
   転子を通過する光の光軸方向と平行に延びる円筒状の摺
   動部と該摺動部の一部に開口部を設け、この第１のホル
   ダー及び／又は第２のホルダーの開口部から前記ファラ
   デー回転子又は偏光子をホルダー内に装着すると共に前
   記摺動部を前記永久磁石の内面に摺動させて調整回転可
   能にしたことを特徴とする１段光アイソレータ。
2. 【請求項２】前記１段光アイソレータは逆方向からの光
   を入射した場合、前記偏光子によって分離される光が前
   記開口部に設けられた方向に伝搬する構成としたことを
   特徴とする請求項１記載の１段光アイソレータ。