JP4904753B2 - 表面実装型光アイソレータ - Google Patents

Description

本発明は、半導体レーザモジュール内に配置して使用する表面実装型光アイソレータに係り、特に、構成部品を小型化しかつ高密度で組み立てを行う際、構成部品間に生じた応力に伴うファラデー回転子の消光比低下を防止できる表面実装型光アイソレータの改良に関するものである。

光通信等において、半導体レーザより出射した光のうち、光ファイバやレンズにより反射された光は再び半導体レーザへ戻ってくるが、この反射戻り光は、半導体レーザのモードホッピングを招き、レーザ発振光を不安定にする主要な原因となる。

そこで、このような反射戻り光を抑制するため、ファラデー効果を利用した光アイソレータが使用されている。

近年、通信機の大きさを増やさずに、通信容量のみを増大させる必要性が求められている。つまり、通信機の内部に組み込む半導体レーザモジュールを小型化することで、同じ大きさの通信機内に多数のモジュールを配置する試みがなされている。

特に、バンド帯域内の波長を十数ｎｍ間隔に分割し、各ピーク波長毎に信号を載せて伝送する波長多重通信用の半導体レーザモジュールにおいては、通信機内での使用台数が多いため上記試みが推進されており、その結果、半導体レーザモジュール内に用いられる光アイソレータも小型化する必要性が生じてきた。

ところで、光アイソレータは、上述したように使用波長帯域が限定されているため、使用波長帯域内の中心波長での反射戻り光を遮断する光学特性（アイソレーションという）として３５ｄＢ以上が要求されており、更に、使用数も多いことから量産性と低コスト性も重要視されている。

しかし、光アイソレータの小型化を図るため、構成部品を小さくしかつ高密度で組み立てを行うと、構成部品の接着に用いる接着剤が各部品間に隈なく入り込み、これ等が一体となって接着されてしまう。そして、構成部品間の熱膨張率の差に起因した応力のため、部品内部に歪が発生してしまう。特に、ファラデー回転子に生じた内部歪は、応力誘起複屈折により本来等方的であるファラデー回転子に光学的異方性を生じさせ、この複屈折により消光比が低下し、結果としてアイソレーションが低下してしまう問題が生じていた。

アイソレーションの低下は、ファラデー回転子が他の構成部品と接着固定されることに起因している。このため、部品間に相当の間隔を空けて配置することによりアイソレーションの低下を防止する方法も採られている。

しかし、この方法では光アイソレータ全体の寸法が大きくなってしまうため、上述した小型化の要請には対応できない。

更に、光アイソレータ素子が磁石に直接接着される表面実装型光アイソレータにおいては、歪除去の方策は全く採られていなかった。

このような技術的背景の下、磁気光学素子に印加されている応力方向に対し入射する直線偏光の偏光方向を５〜３０度の角度をなすように設定し、ファラデー回転子における消光比の低下を抑制した方法が特許文献１に開示されている。この方法は、応力を印加した磁気光学素子に直線偏光を入射する場合、直線偏光の偏光方向と磁気光学素子に印加された応力方向のなす角度を５〜３０度に設定すると、磁気光学素子から出射する光の消光比低下が抑制されるとする技術的発見に基づいている。

そして、ファラデー回転子の固定時に発生する応力を利用し、消光比の低下を改良している点において上記方法は優れている。しかし、この方法では、ファラデー回転子に印加されている応力の方向に合わせて入射光の偏光方向を調整する必要があるため、このような調整に時間を要する問題を有していた。

他方、偏光子とファラデー回転子を有しこれ等が光透過面で貼り合わされて成る光学素子を基板に接合・固定した光アイソレータにおいて、光学素子中の上記ファラデー回転子を基板に接合させない構造にすることにより、光学素子の接合歪み等を回避した光アイソレータが特許文献２に開示されている。

しかし、特許文献２に開示された光アイソレータにおいては、光学素子を磁石で挟み込んでファラデー回転子と基板との接着強度を補う構造になっているため、ファラデー回転子にかかる応力を十分除去することは困難であった。更に、光学素子と磁石とを接着剤を用いて基板上に接着させる際、光学素子と磁石との間にも接着剤が回り込み、結果的に光学素子のファラデー回転子と磁石とが接着されてしまう。このため、ファラデー回転子には依然として内部歪が発生してしまい、消光比の低下を抑制するには十分でなかった。
特開２００５−４１４１号公報 特開２００１−２７２６３１号公報

本発明はこのような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、構成部品を小型化しかつ高密度で組み立てを行う際、構成部品間に生じた応力に伴うファラデー回転子の消光比の低下が防止可能な表面実装型光アイソレータを提供することにある。

そこで、上記課題を解決するため本発明者が鋭意研究を行った結果、表面実装型光アイソレータの構成部品である永久磁石について、その側面のファラデー回転子端面に対応する部位に溝部を設けて永久磁石側面とファラデー回転子端面とが離間する構造とした場合、光アイソレータ素子を接着させる接着剤がファラデー回転子へ回り込まなくなり、ファラデー回転子の消光比低下が防止できることを見出すに至った。本発明はこのような技術的発見に基づき完成されている。

すなわち、請求項１に係る発明は、
少なくとも１つの偏光子とファラデー回転子を有しかつこれ等がその光透過面で貼り合わされて成る略直方体形状の光アイソレータ素子と、光アイソレータ素子の一方の側面側に光軸方向に沿って配置された単一の略直方体形状の永久磁石とを備える表面実装型光アイソレータを前提とし、
上記永久磁石側面のファラデー回転子端面に対応する部位に溝部が設けられ、上記溝部を除いた永久磁石側面と光アイソレータ素子の対向側側面とが接着剤を介し接合されていると共に、上記溝部を介し永久磁石側面とファラデー回転子端面とが接合されずに離間して永久磁石とファラデー回転子間に接着剤が回り込まない構造になっていることを特徴とする。

次に、請求項２に係る発明は、
請求項１に記載の発明に係る表面実装型光アイソレータを前提とし、
永久磁石の上記溝部の断面形状が、凹型、Ｖ型、Ｕ型のいずれかであることを特徴とし、
請求項３に係る発明は、
請求項１または２に記載の発明に係る表面実装型光アイソレータを前提とし、
組み立て後のアイソレーション値が、３５ｄＢ以上であることを特徴とし、
また、請求項４に係る発明は、
請求項１または２に記載の発明に係る表面実装型光アイソレータを前提とし、
組み立て前の上記光アイソレータ素子単体で測定したアイソレーション値と組み立て後のアイソレーション値との差が、１０ｄＢ以下であることを特徴とする。

請求項１〜４に記載の発明に係る表面実装型光アイソレータによれば、永久磁石側面のファラデー回転子端面に対応する部位に溝部が設けられ、上記溝部を除いた永久磁石側面と光アイソレータ素子の対向側側面とが接着剤を介し接合されていると共に、上記溝部を介し永久磁石側面とファラデー回転子端面とが接合されずに離間して永久磁石とファラデー回転子間に接着剤が回り込まない構造になっていることを特徴とする。

従って、構成部品間における熱膨張率の差に起因した応力による歪がファラデー回転子に生じないため、消光比の低下が防止された表面実装型光アイソレータを提供できる効果を有している。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

まず、本発明に係る表面実装型光アイソレータは、永久磁石の側面に設けた溝部を介して永久磁石の側面とファラデー回転子端面とが接合されずに離間している構造になっている。

従って、光アイソレータの構成部品を小型化しかつこれ等を高密度で組み立てても、ファラデー回転子と永久磁石間における熱膨張率の差に起因した応力による歪がファラデー回転子に生じないため、アイソレーション低下のない表面実装型光アイソレータを提供することが可能となる。

（１）ファラデー回転子の内部歪除去
図５に従来例に係る表面実装型光アイソレータの一例を示す。

この表面実装型光アイソレータにおいて、光軸方向（光進行方向：Ｚ方向）に対し水平方向（Ｘ方向）と垂直方向（Ｙ方向）の寸法を最小にするには、一対の偏光子１、３とファラデー回転子２から成る略直方体形状の光アイソレータ素子４と、一対の略直方体形状の永久磁石１２、１２、および、板状ホルダ６を高密度で配置しなくてはならない。

この場合、光アイソレータ素子４と永久磁石１２を板状ホルダ６上に接着剤を用いて接着すると、光アイソレータ素子４と永久磁石１２間に隈なく接着剤が回り込み、これ等が一体となって板状ホルダ６に接着されてしまう。

そして、光アイソレータ素子４の一部を構成するファラデー回転子２には、その両側に配置されている永久磁石１２、１２からそれぞれ応力を受けて内部歪が発生し、消光比が劣化してしまう。また、光アイソレータ素子を永久磁石に直接接着する表面実装型光アイソレータにおいても、同様の理由から消光比が劣化する。

そこで、ファラデー回転子２の上記内部歪を除去するには、例えば、図１に示すように永久磁石５、５側面のファラデー回転子２端面に対応する部位にそれぞれ溝部４０、４０を設け、ファラデー回転子２と永久磁石５、５間に接着剤が回り込まない構造にする必要がある。

また、永久磁石５側面に設ける溝部４０は、図３に示す磁界方向（光軸方向：Ｚ方向）と平行な相対向する側面のうち少なくとも一方の面のファラデー回転子端面に対応する部位に形成されていることが必要であり、溝部４０の形状は、ファラデー回転子と永久磁石５を離間させることが目的なので特に制限はなく、加工の容易さから、例えば、断面形状が凹型、Ｖ型、Ｕ型のいずれかの形を用いることが好ましい。

（２）磁石設計
光アイソレータ素子の一部を構成するファラデー回転子に印加されるべき磁界は、ファラデー回転子の磁化が飽和する以上の強さの磁界が光の進行方向（光軸方向：Ｚ方向）と同方向に印加されていればよい。

図５に示す従来の表面実装型光アイソレータにおいて、ファラデー回転子２に印加される磁界の強さは、Ｚ方向に磁化が配向している直方体形状の永久磁石１２を用いる場合は一般的にＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向におけるそれぞれの寸法の大きさに比例し、図５に示す磁石間距離に反比例する。

図３は、図１の参考例に係る表面実装型光アイソレータおよび図２に示す本発明に係る表面実装型光アイソレータに用いられる凹型の溝部４０を有する永久磁石５の概略斜視図を示している。

図３に示す磁石５を用いてファラデー回転子に磁界を印加する場合、上述した理由に加えて、上記磁石５における溝部４０の深さと溝部４０の幅を考慮しなくてはならない。

溝部４０の深さが小さくなると、磁石５と光アイソレータ素子とを接着させる接着剤が溝部４０に回り込んで光アイソレータ素子のファラデー回転子と磁石５が接着された状態となり、歪除去ができなくなるため好ましくない。反対に溝部４０の深さが大きくなると、ファラデー回転子に印加する磁界の強さが弱くなり、更に磁気ベクトル方向がＺ方向に対して曲がるため、ファラデー回転子に均一に磁場を印加できなくなるため好ましくない。

また、溝部４０の幅がファラデー回転子端面の厚み寸法より小さくなると、ファラデー回転子と磁石５が接するようになり、歪除去ができなくなるため好ましくない。反対に溝部４０の幅が大きくなると、溝部４０の深さが大きい場合と同様の理由からファラデー回転子に均一に磁場を印加できなくなるため好ましくない。

また、図４は、断面形状がＶ型（Ｖ溝型）の溝部４１を有する永久磁石２０の概略斜視図を示している。図４に示す永久磁石２０を用いてファラデー回転子に磁界を印加する場合、上述した理由と同様に、上記永久磁石２０における溝部４１の幅（Ｖ溝幅）と深さ（Ｖ溝深さ）を考慮しなくてはならない。

溝部４１の深さが小さくなると、磁石２０と光アイソレータ素子とを接着させる接着剤が溝部４１に回り込んで光アイソレータ素子のファラデー回転子と磁石２０が接着された状態となり、歪除去ができなくなるため好ましくない。反対に溝部４１の深さが大きくなると、ファラデー回転子に印加する磁界の強さが弱くなり、更に磁気ベクトル方向がＺ方向に対して曲がるため、ファラデー回転子に均一に磁場を印加できなくなるため好ましくない。

また、溝部４１の幅がファラデー回転子端面の厚み寸法より小さくなると、ファラデー回転子と磁石２０が接するようになり、歪除去ができなくなるため好ましくない。反対に溝部４１の幅が大きくなると、溝部４１の深さが大きい場合と同様の理由からファラデー回転子に均一に磁場を印加できなくなるため好ましくない。

以上の理由より、使用する磁石の材質と寸法を考慮し、適宜磁界シュミレーションを実施して溝部の深さと幅の設計を行うことが好ましい。

尚、溝部の加工は個別に行う必要はなく、大判のブロック状磁石から直方体形状の磁石を切り出す際の切断時に一体かつ連続的に行うことができる。従って、溝部を施したことによる磁石のコスト増加は僅かである。

また、使用する磁石の材質としては、小型でも強力な磁力を有するサマリウム−コバルト系の焼結磁石が好適である。他の磁石としては、更に小型でも強力な磁力を有するネオジウム−鉄−ボロン系の焼結磁石等も適用できる。この場合は、耐候性を維持するために上記磁石にニッケルメッキ等の表面処理を行うことが好ましい。

（３）光アイソレータ素子と磁石の配置
光アイソレータ素子と磁石の配置は、上記（１）と（２）に記載した事項を考慮して配置する。このとき、光アイソレータ素子の一部を構成するファラデー回転子端面と磁石とが離間した状態で配置されるようにするため、磁石に施した溝部をファラデー回転子端面に対向させた状態で配置することが必要である。

また、光アイソレータ素子と上記磁石とを板状ホルダ上に配置する際は接着剤を用いて接着するが、その際、光アイソレータ素子と磁石への接着剤の塗布量が多いと、接着剤が磁石側面に形成した溝部を埋めてしまい、ファラデー回転子端面と磁石が接着された状態となるため歪除去の効果が期待できなくなる。反対に、接着剤の塗布量が少ないと、光アイソレータ素子と板状ホルダ間、あるいは、磁石と板状ホルダ間の十分な接着強度が得られなくなる。

同様に、図２に示すように一対の偏光子７、９とファラデー回転子８から成る光アイソレータ素子１０に溝部を有する磁石１１を直接接着する場合も、光アイソレータ素子１０のファラデー回転子８端面を磁石１１の溝部に対向させた状態で配置し、光アイソレータ素子１０の偏光子７、９端面と上記磁石１１を接着する。この場合も、接着剤がファラデー回転子８端面に回り込まないため、歪除去の効果を持たせることが可能である。

その際、光アイソレータ素子１０および磁石１１への接着剤の塗布量が多いと、接着剤が磁石１１側面に形成した溝部を埋めてしまい、ファラデー回転子８端面と磁石１１が接着された状態となるため歪除去の効果が期待できなくなる。反対に、接着剤の塗布量が少ないと、光アイソレータ素子１０と磁石１１間の十分な接着強度が得られなくなる。

このように光アイソレータ素子、磁石および板状ホルダに対して最適な量の接着剤を過不足なく塗布する必要があるため、ディスペンサを用いて実施するのが好ましい。他の接着剤の塗付方法としてスクリーン印刷法等を用いてもよい。

（４）アイソレーション
波長多重通信用の半導体レーザモジュールは、波長帯域が極めて狭い領域の半導体レーザを用いるので、光ファイバやレンズによる反射戻り光を十分抑制しないとモードホッピングによる伝送特性の低下が発生しやすい。このため、半導体モジュールに搭載する表面実装型光アイソレータは、アイソレーション値（反射戻り光を抑制する性能値）として高いものが要求されている。具体的に光アイソレータに要求されるアイソレーション値は、３５ｄＢ以上であることが好ましく、使用する半導体レーザの波長と使用環境温度のばらつきを考慮すれば３８ｄＢ以上が望ましい。光アイソレータのアイソレーション値が３５ｄＢ未満であると、反射戻り光の影響が現れ、半導体レーザのモードホッピング現象が発生し始めて光伝送特性が不安定となり好ましくない。

また、組み立て前の光アイソレータ素子単体で測定したアイソレーション値と、表面実装型光アイソレータに組み立てた後のアイソレーション値との差は、ファラデー回転子に印加されている応力の強さに対応しているのでなるべく小さいことが望ましい。具体的には、上記アイソレーション値の差は、１０ｄＢ以下が好ましく、５ｄＢ以下であることがより望ましい。上記アイソレーション値の差が１０ｄＢを超える場合は、ファラデー回転子に過度の歪が印加されている状態で、光アイソレータ素子には大きな歪が印加されている。このような場合、長期信頼性試験において光アイソレータ素子の脱落などにつながる原因となり望ましくない。

そして、本発明によれば、組み立て後のアイソレーション値が３５ｄＢ以上であり、組み立て前の光アイソレータ素子のアイソレーション値と組み立て後のアイソレーション値の差が１０ｄＢ以下の表面実装型光アイソレータを得ることができる。

以下、本発明の実施例と参考例について具体的に説明する。
［参考例１］

参考例１に係る表面実装型光アイソレータは、図１に示すように一対の偏光子１、３とファラデー回転子２から成る直方体形状の光アイソレータ素子４と、この光アイソレータ素子４の両側面側に光軸方向（Ｚ方向）に沿ってそれぞれ配置されかつ接着剤を介して接合（接着）された一対の直方体形状の永久磁石５、５と、上記光アイソレータ素子４と永久磁石５、５の底面側に配置されかつ接着剤を介して接合（接着）された板状ホルダ６とでその主要部が構成されている。

そして、上記光アイソレータ素子４を構成する偏光子１、３にはガラス偏光子（コーニング社製 商品名：ポーラコア、１４ｍｍ角×０．５ｍｍ厚）を使用し、上記ファラデー回転子２にはビスマス置換希土類鉄ガーネット［住友金属鉱山（株）社製 商品名：ＹＴｄ５Ｖｅ、１４ｍｍ角］を使用し、かつ、これ等を光学用エポキシ系接着剤により貼り合せた。そして、貼り合わせ後、１４ｍｍ角から０．８２ｍｍ角に切断して光アイソレータ素子４を作製した。

また、上記永久磁石５にはサマリウム−コバルト磁石を用いた。永久磁石５の寸法決定は、ＪＭＡＧ−Ｓｔｕｄｉｏ（日本総研製）にてシュミレーションを行い、具体的な寸法として、図１のＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の各寸法、すなわち、Ｘ方向＝０．７５（ｍｍ）、Ｙ方向＝０．９５（ｍｍ）、Ｚ方向＝１．６（ｍｍ）の外形寸法とし、かつ、磁界方向（Ｚ方向）と平行な１つの平面（すなわちファラデー回転子２端面に対応する部位）に、図１のＸ方向（すなわち深さ）＝０．１（ｍｍ）、図１のＹ方向＝０．９５（ｍｍ）、図１のＺ方向（すなわち幅）＝０．５（ｍｍ）の断面凹型形状の溝部４０すなわち凹溝を形成した（図３参照）。

また、上記板状ホルダ６にはその材質にステンレス（ＳＵＳ３０４）を用い、Ｘ方向＝２．７２（ｍｍ）、Ｙ方向＝０．５（ｍｍ）、Ｚ方向＝１．８（ｍｍ）の寸法に加工した物を用いた。

そして、上記光アイソレータ素子４のファラデー回転子２端面と磁石５に施した凹溝が対向するようにした状態で配置し、ディスペンサ（武蔵エンジニリアリング製）により接着剤を適量塗布し、板状ホルダ６に接着して参考例１に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。
［参考例２］

参考例１で使用した磁石５の凹溝を、断面形状がＶ型（Ｖ溝型）の溝部４１すなわちＶ溝に換えたものを用いた以外は参考例１と同様にして参考例２に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。

すなわち、永久磁石２０としてサマリウム−コバルト磁石を用い、かつ、参考例１と同様のシュミレーションを行って永久磁石２０の寸法決定をした。具体的な寸法としては、永久磁石２０の外形寸法を、図４のＸ方向＝０．７５（ｍｍ）、図４のＹ方向＝０．９５（ｍｍ）、図４のＺ方向＝１．６（ｍｍ）とし、また、永久磁石２０に形成する上記溝部（Ｖ溝）４１については、図４に示すように永久磁石２０における磁界方向（Ｚ方向）と平行な面２１の中心線５０上に溝部（Ｖ溝）４１の頂点が一致し、かつ、上記溝部（Ｖ溝）４１の最大深さを０．１ｍｍ、上記中心線５０を中心として溝部（Ｖ溝）４１の幅を０．５ｍｍに設定した。尚、板状ホルダ６は、参考例１と同一品を用いた。

そして、上記光アイソレータ素子４のファラデー回転子２端面と磁石２０に施したＶ溝４１が対向するようにした状態で配置し、参考例１と同様の方法にて板状ホルダ６に接着して参考例２に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。
［実施例１］

実施例１に係る表面実装型光アイソレータは、図２に示すように一対の偏光子７、９とファラデー回転子８から成る直方体形状の光アイソレータ素子１０と、この光アイソレータ素子１０の側面側に光軸方向（Ｚ方向）に沿って配置されかつ接着剤を介して接合（接着）された直方体形状の永久磁石１１とでその主要部が構成されている。

上記ファラデー回転子８にはビスマス置換希土類鉄ガーネット［住友金属鉱山（株）社製 商品名：ＧＢｄ５Ｖｅ、１４ｍｍ角］を使用し、偏光子７、９には参考例１で使用した偏光子と同じものを用いた。そして、これ等を参考例１と同じ方法で貼り合せ、かつ、貼り合わせた後に０．８５ｍｍ角に切断し光アイソレータ素子１０を作製した。

また、永久磁石１１にはサマリウム−コバルト磁石を用い、かつ、参考例１と同様のシュミレーションを行い、磁石の外形寸法を、図２のＸ方向（図３のＹ方向）＝１．２５（ｍｍ）、図２のＹ方向（図３のＸ方向）＝０．５２（ｍｍ）、図２のＺ方向（図３のＺ方向）＝１．６（ｍｍ）とし、かつ、磁界方向（図２と図３のＺ方向）と平行な１つの平面（すなわちファラデー回転子８端面に対応する部位）に、図３のＸ方向（図２のＹ方向：すなわち溝部深さ）＝０．０５（ｍｍ）、図３のＹ方向（図２のＸ方向）＝１．２５（ｍｍ）、図３のＺ方向（図２のＺ方向：すなわち溝部幅）＝０．６５（ｍｍ）の断面凹型形状の溝部すなわち凹溝を形成した。

そして、光アイソレータ素子１０のファラデー回転子８端面と磁石１１に施した凹溝が対向するようにした状態で配置し、参考例１と同様の方法で偏光子７、９に接着剤を塗布し、磁石１１と接着して図２に示す実施例１に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。
［実施例２］

実施例１で使用した磁石１１の凹溝をＶ溝に換えたものを用いた以外は実施例１と同様にして実施例２に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。

すなわち、永久磁石１１としてサマリウム−コバルト磁石を用い、かつ、実施例１と同様のシュミレーションを行って永久磁石１１の寸法決定をした。具体的な寸法としては、永久磁石２０の外形寸法を図４のＸ方向＝０．５２（ｍｍ）、図４のＹ方向＝１．２５（ｍｍ）、図４のＺ方向＝１．６（ｍｍ）とし、また、永久磁石２０に形成する溝部（Ｖ溝）４１については、図４に示すように永久磁石２０における磁界方向（Ｚ方向）と平行な面２１の中心線５０上に溝部（Ｖ溝）４１の頂点が一致し、かつ、上記溝部（Ｖ溝）４１の最大深さを０．０５ｍｍ、上記中心線５０を中心として溝部（Ｖ溝）４１の幅を０．６５ｍｍに設定した。

そして、光アイソレータ素子１０のファラデー回転子８端面と磁石１１（２０）に施したＶ溝が対向するようにした状態で配置し、実施例１と同様の方法にて接着して実施例２に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。

［比較例１］
永久磁石側面に溝部を有しない一対の直方体形状の永久磁石１２、１２を適用した点を除き、光アイソレータ素子４と板状ホルダ６は参考例１で使用したものと同一のものを使用して、図５に示す比較例１に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。

すなわち、永久磁石１２にはサマリウム−コバルト磁石を用い、かつ、参考例１と同様のシュミレーションを行い、外形寸法を、Ｘ方向＝０．７５（ｍｍ）、Ｙ方向＝０．９５（ｍｍ）、Ｚ方向＝１．６（ｍｍ）とした。

そして、光アイソレータ素子４と磁石１２におけるＸ方向の間隔を０．１ｍｍ開けてそれぞれ配置し、これ等を参考例１と同様の方法で板状ホルダ６に接着させて図５に示す比較例１に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。

［比較例２］
比較例１の光アイソレータ素子４と磁石１２におけるＸ方向の間隔を開けずに近接させて配置し、これ等を参考例１と同様の方法で板状ホルダ６に接着させて比較例２に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。

［比較例３］
実施例１において、溝部のない磁石を用いた以外は実施例１と同様の方法により比較例３に係る表面実装型光アイソレータを１０台作製した。

『特性評価』
参考例１〜２に係る表面実装型光アイソレータ、実施例１〜２に係る表面実装型光アイソレータ、および、比較例１〜３に係る表面実装型光アイソレータのアイソレーション値を、図６に示す測定系を用いてＪＩＳＣ５８７３に示されている方法により測定した。

ここで、上記アイソレーション値とは、図６に示す半導体レーザ光源１３（サンテック社製ＴＳＬ２１０）から光ファイバ１４、レンズ１５、グラントムソンプリズム１６を経て測定試料（実施例と比較例に係る表面実装型光アイソレータ）１７に入射される入射光Ｉ_０（ｍＷ）と、Ｉ_０が測定試料１７を経て出射される出射光Ｉ_１（ｍＷ）をディテクタ１８とパワーメータ１９（それぞれ安藤電気社製ＡＱ２１４０）を用い計測し、以下の式から算出される値のことである。

アイソレーション値＝１０ｌｏｇ（Ｉ_１／Ｉ_０） （ｄＢ）
そして、以下の表１および表２に各参考例と実施例並びに比較例に係る表面実装型光アイソレータの評価結果を示す。

参考例１と参考例２に係る表面実装型光アイソレータにおいてはファラデー回転子２への接着剤の回り込みはなく、作製された１０個の表面実装型光アイソレータ全てにおいて組み立て後のアイソレーション値が３５ｄＢ以上となり、かつ、組み立て前の光アイソレータ素子のアイソレーション値と組み立て後のアイソレーション値の差が１０ｄＢ以下の結果を得た。

これに対し、比較例１に係る表面実装型光アイソレータにおいては、光アイソレータ素子４と磁石１２におけるＸ方向の間隔を０．１ｍｍ開けて配置したが、ファラデー回転子２への接着剤の回り込みが作製された１０個の表面実装型光アイソレータ中５個に見られ、かつ、回り込んだ５個に関しては、組み立て後のアイソレーション値が３５ｄＢ未満となり、組み立て前後のアイソレーション値差が１０ｄＢを超える結果となった。

また、比較例２に係る表面実装型光アイソレータにおいては、作製された１０個の表面実装型光アイソレータ全てにおいて接着剤がファラデー回転子に回り込んでいた。そして１０個全てが、組み立て後のアイソレーション値が３５ｄＢ未満となり、組み立て前後のアイソレーション値差が１０ｄＢを超える結果となった。

次に、図２に示された実施例１と実施例２に係る表面実装型光アイソレータにおいても、ファラデー回転子８への接着剤の回り込みはなく、作製された１０個の表面実装型光アイソレータ全てが、組み立て後のアイソレーション値３５ｄＢ以上となり、組み立て前の光アイソレータ素子のアイソレーション値と組み立て後のアイソレーション値の差が１０ｄＢ以下の結果を得た。

これに対し、比較例３に係る表面実装型光アイソレータにおいては、作製された１０個の表面実装型光アイソレータ全てにおいて接着剤がファラデー回転子に回り込んでおり、１０個全てにおいて組み立て後のアイソレーション値が３５ｄＢ未満、組み立て前後のアイソレーション値差が１０ｄＢを超える結果となった。

このように各参考例と実施例に係る表面実装型光アイソレータは、組み立て後のアイソレーション値が３５ｄＢ以上で、組み立て前の光アイソレータ素子のアイソレーション値と組み立て後のアイソレーション値の差が１０ｄＢ以下の特性を具備していることが確認された。

また、光アイソレータ素子と磁石を近接配置できるため、光アイソレータの小型化に寄与することも確認された。

本発明に係る表面実装型光アイソレータによれば、構成部品間における熱膨張率の差に起因した応力による歪がファラデー回転子に生じないため、消光比の低下が防止された表面実装型光アイソレータを提供できる。従って、波長多重通信用の半導体レーザモジュール内に搭載される光アイソレータとして利用される可能性を有している。

参考例１〜２に係る表面実装型光アイソレータの概略構成を示す斜視図。 実施例１〜２に係る表面実装型光アイソレータの概略構成を示す斜視図。 参考例１と本発明の実施例１に係る表面実装型光アイソレータに組み込まれる永久磁石の斜視図。 参考例２と本発明の実施例２に係る表面実装型光アイソレータに組み込まれる永久磁石の斜視図。 従来例に係る表面実装型光アイソレータの概略構成を示す斜視図。 アイソレーション値の測定系を示す構成説明図。

符号の説明

１ 偏光子
２ ファラデー回転子
３ 偏光子
４ 光アイソレータ素子
５ 溝を有する磁石
６ 板状ホルダ
７ 偏光子
８ ファラデー回転子
９ 偏光子
１０ 光アイソレータ素子
１１ 溝部を有する磁石
１２ 従来の磁石
１３ 半導体レーザ光源
１４ 光ファイバ
１５ レンズ
１６ グラントムソンプリズム
１７ 測定試料
１８ ディテクタ
１９ パワーメータ

Claims (4)

1. 少なくとも１つの偏光子とファラデー回転子を有しかつこれ等がその光透過面で貼り合わされて成る略直方体形状の光アイソレータ素子と、光アイソレータ素子の一方の側面側に光軸方向に沿って配置された単一の略直方体形状の永久磁石とを備える表面実装型光アイソレータにおいて、
   上記永久磁石側面のファラデー回転子端面に対応する部位に溝部が設けられ、上記溝部を除いた永久磁石側面と光アイソレータ素子の対向側側面とが接着剤を介し接合されていると共に、上記溝部を介し永久磁石側面とファラデー回転子端面とが接合されずに離間して永久磁石とファラデー回転子間に接着剤が回り込まない構造になっていることを特徴とする表面実装型光アイソレータ。
2. 永久磁石の上記溝部の断面形状が、凹型、Ｖ型、Ｕ型のいずれかであることを特徴とする請求項１に記載の表面実装型光アイソレータ。
3. 組み立て後のアイソレーション値が、３５ｄＢ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載の表面実装型光アイソレータ。
4. 組み立て前の上記光アイソレータ素子単体で測定したアイソレーション値と組み立て後のアイソレーション値との差が、１０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の表面実装型光アイソレータ。

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