JP7189977B2 - optical isolator - Google Patents

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Description

本発明は、光通信や光計測で用いられる、ファイバ端やレンズ端からの反射光を光源となるレーザへ戻さないようにする為の光学部品である光アイソレータに関する。 The present invention relates to an optical isolator, which is an optical component used in optical communication and optical measurement, for preventing light reflected from a fiber end or a lens end from returning to a laser serving as a light source.

光通信や光計測において、半導体レーザから出た光が、伝送路途中に設けられた部材表面で反射し、半導体レーザに戻ってくると、レーザ発振が不安定になる。この反射戻り光を遮断する為に、偏光面を非相反で回転させるファラデー回転子を用いた光アイソレータが用いられる(例えば、特許文献1等参照)。 In optical communication and optical measurement, laser oscillation becomes unstable when light emitted from a semiconductor laser is reflected by the surface of a member provided in the transmission line and returned to the semiconductor laser. In order to block this reflected return light, an optical isolator using a Faraday rotator that non-reciprocally rotates the plane of polarization is used (see, for example, Patent Document 1, etc.).

光アイソレータは、例えば、スタブの端面に接合固定され、レセプタクルと一体となる場合もある。このような構成の光アイソレータは、半導体レーザモジュール等に組み込まれて使用される。 For example, the optical isolator may be joined and fixed to the end surface of the stub and integrated with the receptacle. An optical isolator having such a configuration is used by being incorporated in a semiconductor laser module or the like.

特開2011-150208号公報Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2011-150208

半導体レーザモジュールには、コスト低減、省スペース化、軽量化等の要求があり、モジュールを構成する各部品についても同様にコスト低減、省スペース化、軽量化等が要求される。 There are demands for cost reduction, space saving, weight saving, etc. for semiconductor laser modules, and likewise there are demands for cost reduction, space saving, weight saving, etc. for each part constituting the module.

また、半導体レーザモジュールの作製時には、YAG溶接による温度上昇や衝撃、AuSn半田接合による温度上昇等の影響があり、光アイソレータとスタブ等の部材との接合界面が、剥離、破断することもある。 In addition, when manufacturing a semiconductor laser module, temperature rise and impact due to YAG welding, temperature rise due to AuSn soldering, and the like affect the joint interface between the optical isolator and a member such as a stub.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、従来に比べ、コストが低減され、省スペース化され、軽量で、かつ、熱膨張等の影響があっても部材との接合信頼性の高い光アイソレータを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems. An object of the present invention is to provide an optical isolator with high efficiency.

上記目的を達成するために、本発明は、第一偏光子、強磁性体から成るファラデー回転子、第二偏光子の順に接合固定した光アイソレータチップと、該光アイソレータチップに磁界を印加するための磁石とを含む光アイソレータであって、
前記光アイソレータチップの入射端面又は出射端面が、部材に接合固定されており、
前記光アイソレータの光軸上における、前記磁石の形成する磁束の中心が、前記ファラデー回転子の前記光軸上の中心位置よりも、前記部材に接合固定された端面側に位置しているものであることを特徴とする光アイソレータを提供する。
In order to achieve the above object, the present invention provides an optical isolator chip in which a first polarizer, a Faraday rotator made of a ferromagnetic material, and a second polarizer are joined and fixed in this order, and a device for applying a magnetic field to the optical isolator chip. an optical isolator comprising a magnet of
an incident end surface or an output end surface of the optical isolator chip is bonded and fixed to a member;
The center of the magnetic flux formed by the magnet on the optical axis of the optical isolator is located closer to the end surface joined and fixed to the member than the central position of the Faraday rotator on the optical axis. An optical isolator is provided comprising:

このように、磁石の形成する磁束の中心を、ファラデー回転子の光軸上の中心位置よりも、光アイソレータチップの部材に接合固定された端面側に位置させる構造とすることにより、光アイソレータチップを部材に押し付ける力がはたらくため、部材への接合信頼性の高い光アイソレータとすることができる。また、磁石が小型化されるので、その分、光アイソレータのコストが低減され、省スペース化され、かつ軽量とすることができる。 In this way, by locating the center of the magnetic flux generated by the magnet on the side of the end surface bonded and fixed to the member of the optical isolator chip rather than the central position on the optical axis of the Faraday rotator, the optical isolator chip is applied to the member, an optical isolator with high bonding reliability to the member can be obtained. In addition, since the magnet is miniaturized, the cost of the optical isolator can be reduced accordingly, the space can be saved, and the weight can be reduced.

このとき、前記磁石は、前記部材に接合固定された光アイソレータチップの端面側と同じ側の端部が、前記部材に接合固定されているものとすることができる。 At this time, the end of the magnet on the same side as the end face side of the optical isolator chip bonded and fixed to the member may be bonded and fixed to the member.

このように、光アイソレータチップと磁石の同じ側の端部を部材に接合固定することにより、光アイソレータを取り付ける部材を簡易な構造とし、光アイソレータの接合信頼性をより高めることができる。 By thus joining and fixing the ends of the optical isolator chip and the magnet on the same side to the member, the member for attaching the optical isolator can have a simple structure, and the reliability of the joint of the optical isolator can be improved.

このとき、前記光アイソレータチップが接合固定される部材と前記磁石が接合固定される部材は、一体となって同一部品を構成する部材であることが好ましい。 At this time, it is preferable that the member to which the optical isolator chip is bonded and fixed and the member to which the magnet is bonded and fixed are members integrally forming the same part.

このように、一体となって同一部品を構成する部材に光アイソレータチップと磁石を接合固定することにより、それらから構成される部品を容易に製造することができ、それらの部品を幅広い用途に適用することができる。 In this way, by joining and fixing the optical isolator chip and the magnet to the member that constitutes the same component, the component composed of them can be easily manufactured, and the component can be applied to a wide range of applications. can do.

このとき、前記光アイソレータチップが接合固定される部材を、レセプタクルのスタブとすることができる。 At this time, the member to which the optical isolator chip is bonded and fixed can be a stub of the receptacle.

このように、光アイソレータチップとレセプタクルのスタブを接合固定すれば、レセプタクルを簡易な構造とすることができ、光アイソレータを接合信頼性のより高いものとすることができる。 By joining and fixing the optical isolator chip and the stub of the receptacle in this way, the receptacle can be made to have a simple structure, and the optical isolator can have a higher joining reliability.

このとき、前記磁石が接合固定される部材を、レセプタクルの筐体とすることができる。 At this time, the member to which the magnet is joined and fixed can be the housing of the receptacle.

このように、光アイソレータチップとレセプタクルの筐体を接合固定すれば、レセプタクルを簡易な構造とすることができ、光アイソレータを接合信頼性のより高いものとすることができる。 By joining and fixing the housing of the optical isolator chip and the receptacle in this way, the structure of the receptacle can be simplified, and the joint reliability of the optical isolator can be improved.

本発明によれば、従来に比べ、接合信頼性が高く、かつ、コストが低減され、省スペース化され、さらには、軽量化された光アイソレータを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an optical isolator that has higher junction reliability, reduced cost, space saving, and lighter weight than conventional ones.

本発明の光アイソレータの一例を示す概略図(図1(a))、及びファラデー回転子の中心と磁束の中心(磁石中心)の関係を示す模式図(図1(b))である(実施例1)。1(a) is a schematic diagram showing an example of the optical isolator of the present invention, and FIG. 1(b) is a schematic diagram showing the relationship between the center of the Faraday rotator and the center of the magnetic flux (magnet center) Example 1). 本発明の光アイソレータの別の例を示す概略図(図2(a))、及びファラデー回転子の中心と磁束の中心(磁石中心)の関係を示す模式図(図2(b))である(実施例2)。FIG. 2(a) is a schematic diagram showing another example of the optical isolator of the present invention, and FIG. 2(b) is a schematic diagram showing the relationship between the center of the Faraday rotator and the center of magnetic flux (magnet center). (Example 2). 本発明の光アイソレータのさらに別の例を示す概略図(図3(a))、及びファラデー回転子の中心と磁束の中心(磁石中心)の関係を示す模式図(図3(b))である(実施例3)。In a schematic diagram (Fig. 3(a)) showing still another example of the optical isolator of the present invention and a schematic diagram (Fig. 3(b)) showing the relationship between the center of the Faraday rotator and the center of the magnetic flux (magnet center), Yes (Example 3). 本発明の光アイソレータのさらに別の例を示す概略図(図4(a))、及びファラデー回転子の中心と磁束の中心(磁石中心)の関係を示す模式図(図4(b))である(実施例4)。A schematic diagram showing still another example of the optical isolator of the present invention (Fig. 4(a)) and a schematic diagram showing the relationship between the center of the Faraday rotator and the center of the magnetic flux (magnet center) (Fig. 4(b)). Yes (Example 4). 従来の光アイソレータの一例を示す概略図(図5(a))、及びファラデー回転子の中心と磁束の中心(磁石中心)の関係を示す模式図(図5(b))である。FIG. 5A is a schematic diagram showing an example of a conventional optical isolator, and FIG. 5B is a schematic diagram showing the relationship between the center of a Faraday rotator and the center of magnetic flux (magnet center).

以下、本発明について、実施態様の一例として、図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail as an example of embodiments with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.

図5(a)は、従来の光アイソレータを示す概略図である。この光アイソレータ200は、第一偏光子3、強磁性体からなるファラデー回転子4、第二偏光子5をこの順に接合固定した光アイソレータチップ7と、この光アイソレータチップ7に磁界を印加する磁石62を有している。この磁石62は、光アイソレータチップ7を取り囲む円筒形の形状である。光アイソレータ200の光アイソレータチップ7の左端(入射端面又は出射端面)と磁石62の左端がそれぞれ、金属ホルダ11に接合固定されている。 FIG. 5(a) is a schematic diagram showing a conventional optical isolator. This optical isolator 200 includes an optical isolator chip 7 in which a first polarizer 3, a Faraday rotator 4 made of a ferromagnetic material, and a second polarizer 5 are joined and fixed in this order, and a magnet for applying a magnetic field to the optical isolator chip 7. 62. This magnet 62 has a cylindrical shape surrounding the optical isolator chip 7 . The left end (incident end surface or exit end surface) of the optical isolator chip 7 of the optical isolator 200 and the left end of the magnet 62 are each fixedly joined to the metal holder 11 .

光アイソレータ200の光軸は、円筒形の磁石62の中心軸と一致している。磁石62の左右端部の間には磁束が形成され、光軸上における磁束の中心を、磁石中心と定義する。図5(b)には、部材(金属ホルダ11)に接合固定された従来の光アイソレータ200における、磁束の中心(磁石中心)とファラデー回転子4の光軸上の中心位置(以下、図ではFR中心と表記する)の関係が示されている。従来の光アイソレータ200では、磁束の中心(磁石中心)はファラデー回転子4の光軸上の中心位置よりも右側、すなわち、金属ホルダ11との接合端面側とは反対側に位置していた。また、図5(b)では、磁石62の金属ホルダ11への接着点(図では磁石接着点と表記する)及び光アイソレータチップ7の金属ホルダ11への接着点(図ではチップ接着点と表記する)も併せて示してある。 The optical axis of optical isolator 200 coincides with the central axis of cylindrical magnet 62 . A magnetic flux is formed between the left and right ends of the magnet 62, and the center of the magnetic flux on the optical axis is defined as the magnet center. FIG. 5B shows the magnetic flux center (magnet center) and the center position of the Faraday rotator 4 on the optical axis (hereinafter referred to as FR center) relationship is shown. In the conventional optical isolator 200 , the magnetic flux center (magnet center) is located on the right side of the optical axis center position of the Faraday rotator 4 , that is, on the side opposite to the joint end face side with the metal holder 11 . 5(b), the attachment point of the magnet 62 to the metal holder 11 (represented as a magnet attachment point in the figure) and the attachment point of the optical isolator chip 7 to the metal holder 11 (represented as a chip attachment point in the figure). ) are also shown.

磁石62が形成する磁界内に置かれたファラデー回転子4には、磁石62から磁力が作用する。ファラデー回転子4の光軸上の中心位置では磁束の中心(磁石中心)に向かう力がはたらく。すなわち、図5(a)に示された構造では、金属ホルダ11と光アイソレータチップ7を引き離す力がはたらく(図5(b)の太線矢印を参照)。このため、金属ホルダ11と光アイソレータチップ7の間で剥離や破断が発生しやすくなる。また、光アイソレータ200が高温環境に置かれると、光アイソレータチップ7を金属ホルダ11に接着している接着剤が軟化して固定が不安定になったり、材質による熱膨張率の差により接合部分で応力が発生するなどして、特に剥離や破断が発生しやすい。 A magnetic force acts from the magnet 62 on the Faraday rotator 4 placed in the magnetic field formed by the magnet 62 . At the center position of the Faraday rotator 4 on the optical axis, a force acts toward the center of the magnetic flux (magnet center). That is, in the structure shown in FIG. 5(a), a force acts to separate the metal holder 11 and the optical isolator chip 7 (see the bold arrow in FIG. 5(b)). For this reason, separation and breakage are likely to occur between the metal holder 11 and the optical isolator chip 7 . Also, when the optical isolator 200 is placed in a high-temperature environment, the adhesive bonding the optical isolator chip 7 to the metal holder 11 softens and the fixation becomes unstable. In particular, peeling and breakage are likely to occur due to stress generated at

次に、本発明の光アイソレータの一例を示す概略図(図1(a))、及びファラデー回転子の中心と磁束の中心(磁石中心)の関係を示す模式図(図1(b))を参照して、本発明の光アイソレータの構成について以下で説明する。 Next, a schematic diagram showing an example of the optical isolator of the present invention (Fig. 1(a)) and a schematic diagram showing the relationship between the center of the Faraday rotator and the center of the magnetic flux (magnet center) (Fig. 1(b)) are shown. The configuration of the optical isolator of the present invention will be described below with reference to FIG.

図1(a)に示す本発明の光アイソレータ110は、第一偏光子3、強磁性体から成るファラデー回転子4、第二偏光子5の順に接合固定した光アイソレータチップ7と、この光アイソレータチップ7に磁界を印加するための磁石12とを有している。光アイソレータチップ7の入射端面又は出射端面が、金属ホルダ11に接合固定されている。そして、図1(b)に示すように、光アイソレータ110の光軸上における、磁石12の形成する磁束の中心(磁石中心)が、ファラデー回転子4の光軸上の中心位置(FR中心)よりも、金属ホルダ11に接合固定された端面側に位置している。 The optical isolator 110 of the present invention shown in FIG. 1(a) comprises an optical isolator chip 7 in which a first polarizer 3, a Faraday rotator 4 made of a ferromagnetic material, and a second polarizer 5 are joined and fixed in this order, and this optical isolator. and a magnet 12 for applying a magnetic field to the chip 7 . An incident end face or an exit end face of the optical isolator chip 7 is bonded and fixed to a metal holder 11 . Then, as shown in FIG. 1B, the center of the magnetic flux formed by the magnet 12 (magnet center) on the optical axis of the optical isolator 110 is the center position (FR center) of the Faraday rotator 4 on the optical axis. It is located on the side of the end surface joined and fixed to the metal holder 11. As shown in FIG.

このように、磁束の中心(磁石中心)を、ファラデー回転子4の光軸上の中心位置よりも、光アイソレータチップ7の接合固定された端面側に位置させる構造とすることにより、光アイソレータチップ7を金属ホルダ11に常に押し付ける力がはたらくため(図1(b)の太線矢印参照)、光アイソレータ110の部材(金属ホルダ11)への接合信頼性を極めて高くすることができる。また、磁石寸法を短尺化することができるため、コスト低減、省スペース化、軽量化することが可能となる。 In this way, by locating the center of the magnetic flux (magnet center) closer to the end surface of the optical isolator chip 7 than the central position of the Faraday rotator 4 on the optical axis, the optical isolator chip Since there is a force that always presses 7 against the metal holder 11 (see the bold arrow in FIG. 1B), the reliability of bonding of the optical isolator 110 to the member (metal holder 11) can be made extremely high. In addition, since the magnet dimensions can be shortened, cost reduction, space saving, and weight reduction can be achieved.

ファラデー回転子4の中心にはたらく力は、図1(a)において、ファラデー回転子4に対して左右方向に作用する力のバランスにより決まる。そして、磁束の中心(磁石中心)とファラデー回転子4の光軸上の中心位置が一致する場合には、左右方向に作用する力はほぼ等しくなり、左右のいずれの方向にもほとんど力がはたらかない。換言すれば、磁束の中心(磁石中心)とファラデー回転子4の光軸上の中心位置が一致していない場合には、ファラデー回転子4の光軸上の中心位置を磁束の中心(磁石中心)に近づけようとする力がはたらくことになる。上述した光アイソレータチップ7を金属ホルダ11に押し付ける力は、このような力である。 The force acting on the center of the Faraday rotator 4 is determined by the balance of forces acting on the Faraday rotator 4 in the horizontal direction in FIG. 1(a). When the center of the magnetic flux (the center of the magnet) coincides with the center position of the Faraday rotator 4 on the optical axis, the forces acting in the left and right directions are almost equal, and there is almost no force in any of the left and right directions. doesn't work In other words, when the center of the magnetic flux (magnet center) and the center position of the Faraday rotator 4 on the optical axis do not match, the center position of the Faraday rotator 4 on the optical axis should be the center of the magnetic flux (magnet center). ) will act. The force for pressing the optical isolator chip 7 against the metal holder 11 described above is such a force.

また、磁石12は、金属ホルダ11に接合固定された光アイソレータチップ7の端面側と同じ側の端部が、金属ホルダ11に接合固定されているものとすることができる。このように、光アイソレータチップ7と磁石12の同じ側の端部を金属ホルダ11に接合固定することにより、光アイソレータ110を取り付ける部材を簡易な構造とし、光アイソレータの接合信頼性(接合安定性)をより高めることができる。 Also, the magnet 12 can be fixed to the metal holder 11 at the end on the same side as the end face side of the optical isolator chip 7 fixed to the metal holder 11 . In this way, by joining and fixing the ends of the optical isolator chip 7 and the magnet 12 on the same side to the metal holder 11, the structure of the member for mounting the optical isolator 110 can be simplified, and the joint reliability (joint stability) of the optical isolator can be improved. ) can be further enhanced.

図1を参照して説明した本発明の光アイソレータ110では、光アイソレータチップ7と磁石12は、同一部材に接合固定されるが、本発明はこれに限定されず、図3(a)に示すように、一体となって同一部品を構成する部材に接合固定することもできる。例えば、光アイソレータチップが接合固定される部材を、レセプタクルのスタブとし、磁石が接合固定される部材を、レセプタクルの筐体とすることができる。 In the optical isolator 110 of the present invention described with reference to FIG. 1, the optical isolator chip 7 and the magnet 12 are jointed and fixed to the same member, but the present invention is not limited to this, as shown in FIG. 3(a). It is also possible to join and fix to a member that constitutes the same part integrally. For example, the member to which the optical isolator chip is bonded and fixed can be the stub of the receptacle, and the member to which the magnet is bonded and fixed can be the housing of the receptacle.

具体的には、図3(a)のように、本発明の光アイソレータの上述したのとは別の例の概略図が示され、図3(b)はファラデー回転子の中心と磁束の中心(磁石中心)の関係を示す模式図である。図3(a)に示す態様では、光アイソレータチップ7が接合固定される部材を、レセプタクルのスタブ31とすることができる。また、磁石32が接合固定される部材を、レセプタクルの筐体33とすることができる。このような構造とすることにより、レセプタクルを簡易な構造とすることができ、光アイソレータ130の接合信頼性をより高めることができる。 Specifically, as shown in FIG. 3(a), a schematic diagram of another example of the optical isolator of the present invention is shown, and FIG. 3(b) shows the Faraday rotator center and the magnetic flux center. It is a schematic diagram which shows the relationship of (magnet center). In the embodiment shown in FIG. 3(a), the member to which the optical isolator chip 7 is bonded and fixed can be the stub 31 of the receptacle. Also, the member to which the magnet 32 is joined and fixed can be the housing 33 of the receptacle. By adopting such a structure, the receptacle can have a simple structure, and the bonding reliability of the optical isolator 130 can be further improved.

また、図3(a)においても、磁束の中心(磁石中心)は、ファラデー回転子4の光軸上の中心位置よりも、光アイソレータチップ7の接合固定された端面側に位置している。このため、図3(b)に示すように、光アイソレータチップ7(ファラデー回転子4)をレセプタクルのスタブ31に押し付ける力がはたらき、光アイソレータの接合信頼性が向上する。 Also in FIG. 3A, the magnetic flux center (magnet center) is positioned closer to the bonded and fixed end surface of the optical isolator chip 7 than the center position of the Faraday rotator 4 on the optical axis. Therefore, as shown in FIG. 3(b), a force acts to press the optical isolator chip 7 (Faraday rotator 4) against the stub 31 of the receptacle, thereby improving the reliability of the joint of the optical isolator.

以下、実施例及び比較例を示して本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these.

(実施例1)
図1(a)に示す光アイソレータを以下のようにして作製した。まず、ファラデー回転子4として、(TbEu)BiFe4.8Ga0.212を用いて、波長1550nmの光に対して、25℃でファラデー回転角度が45degになるように研磨加工し(長さ0.60mm)、さらに両端面に対エポキシのARコート膜を施した。
(Example 1)
An optical isolator shown in FIG. 1(a) was fabricated as follows. First, (TbEu) 2 Bi 1 Fe 4.8 Ga 0.2 O 12 was used as the Faraday rotator 4 and polished so that the Faraday rotation angle was 45 degrees at 25° C. for light with a wavelength of 1550 nm. (0.60 mm in length), and both end faces were coated with anti-epoxy AR coating film.

次に、入射面側および出射面側に対空気のARコート膜を施した偏光ガラス(第二偏光子5、第一偏光子3)を準備し、ファラデー回転子4にエポキシ接着剤で接合固定した。これを、0.8mm□(一辺0.8mmの正方形断面を有する)に切断加工して、光アイソレータチップ7とした。 Next, prepare polarizing glasses (second polarizer 5, first polarizer 3) with anti-air AR coating films on the entrance surface side and the exit surface side, and fix them to the Faraday rotator 4 with an epoxy adhesive. did. This was cut into 0.8 mm square (having a square section of 0.8 mm on each side) to obtain an optical isolator chip 7 .

そして、金属ホルダ(第1の部材)11に、光アイソレータチップ7の出射端面とSmCo磁石12(外径2mm、内径1.3mm、長さ0.4mm)を接着固定して光アイソレータ110を作製した。このとき、図1(b)に示すように、磁石12の形成する光軸上の磁束の中心(磁石中心)は、ファラデー回転子4の光軸上の中心位置(FR中心)よりも、出射端面側(左側)に位置している。また、作製した光アイソレータ110の順方向挿入損失は0.14dB、アイソレーションは43dBであった。 Then, an optical isolator 110 is manufactured by bonding and fixing the output end face of the optical isolator chip 7 and the SmCo magnet 12 (outer diameter 2 mm, inner diameter 1.3 mm, length 0.4 mm) to the metal holder (first member) 11 . did. At this time, as shown in FIG. 1(b), the center of the magnetic flux on the optical axis formed by the magnet 12 (magnet center) is located farther from the center position (FR center) on the optical axis of the Faraday rotator 4. It is located on the end face side (left side). The forward insertion loss of the fabricated optical isolator 110 was 0.14 dB, and the isolation was 43 dB.

実施例1の光アイソレータ110では、比較例1の(後述する)光アイソレータと比較して、磁石の重量、体積、コストを、それぞれ約4/15に低減できた。 In the optical isolator 110 of Example 1, compared with the optical isolator of Comparative Example 1 (to be described later), the weight, volume, and cost of the magnet could be reduced to about 4/15, respectively.

また、この光アイソレータ110をレーザモジュールに組み込む工程において、温度260℃で1時間経過した際も、光アイソレータチップ7と金属ホルダ11の接着部に異常は見られなかった。 In the process of incorporating the optical isolator 110 into the laser module, even after one hour at a temperature of 260.degree.

(実施例2)
図2(a)に示す光アイソレータを以下のようにして作製した。まず、光アイソレータチップ7を実施例1と同様にして作製した。そして、円盤状の金属ホルダ(第2の部材)21に、光アイソレータチップ7の出射端面とSmCo磁石22(外径2mm、内径1.3mm、長さ0.6mm)を接着固定して、実施例1と同様にして光アイソレータ120を作製した。実施例2では、金属ホルダの形状及びSmCo磁石の大きさが、実施例1とは異なっている。
(Example 2)
An optical isolator shown in FIG. 2(a) was fabricated as follows. First, an optical isolator chip 7 was manufactured in the same manner as in the first embodiment. Then, the output end face of the optical isolator chip 7 and the SmCo magnet 22 (outer diameter 2 mm, inner diameter 1.3 mm, length 0.6 mm) are adhered and fixed to a disk-shaped metal holder (second member) 21, and the An optical isolator 120 was fabricated in the same manner as in Example 1. Example 2 differs from Example 1 in the shape of the metal holder and the size of the SmCo magnet.

このとき、図2(b)に示すように、磁石22の形成する光軸上の磁束の中心は、ファラデー回転子4の光軸上の中心位置(FR中心)よりも、出射端面側(左側)に位置している。また、作製した光アイソレータ120の順方向挿入損失は0.16dB、アイソレーションは42dBであった。 At this time, as shown in FIG. 2B, the center of the magnetic flux on the optical axis formed by the magnet 22 is located on the output end face side (left side) of the center position (FR center) on the optical axis of the Faraday rotator 4. ). The forward insertion loss of the fabricated optical isolator 120 was 0.16 dB, and the isolation was 42 dB.

実施例2の光アイソレータ120では、後述の比較例1の光アイソレータと比較して、磁石の重量、体積、コストを、それぞれ約6/15に低減できた。 In the optical isolator 120 of Example 2, the weight, volume, and cost of the magnet could each be reduced to about 6/15 of those of the optical isolator of Comparative Example 1, which will be described later.

また、この光アイソレータ120をレーザモジュールに組み込む工程において、温度260℃で1時間経過した際も、光アイソレータチップ7と円盤状の金属ホルダ21の接着端部に異常は見られなかった。 In the process of incorporating the optical isolator 120 into the laser module, even after one hour at a temperature of 260.degree.

(実施例3)
図3(a)に示す光アイソレータを以下のようにして作製した。まず、光アイソレータチップ7を実施例1と同様にして作製した。そして、レセプタクルのスタブ(第3の部材)31に光アイソレータチップ7の出射端面を接着固定し、また、レセプタクル筐体(第4の部材)33にSmCo磁石32(外径2mm、内径1.3mm、長さ0.8mm)を接着固定して、光アイソレータ130を作製した。実施例3では、光アイソレータチップ7が接合固定される部材と磁石32が接合固定される部材とが一体となって同一部品を構成する部材であり、光アイソレータチップ7が接合固定される部材(スタブ31)の端面が光軸に対して傾斜している点において、実施例1及び2とは異なっている。
(Example 3)
An optical isolator shown in FIG. 3(a) was fabricated as follows. First, an optical isolator chip 7 was manufactured in the same manner as in the first embodiment. Then, the output end face of the optical isolator chip 7 is adhesively fixed to the stub (third member) 31 of the receptacle, and the SmCo magnet 32 (outer diameter 2 mm, inner diameter 1.3 mm) is attached to the receptacle housing (fourth member) 33. , length 0.8 mm) were adhered and fixed to produce the optical isolator 130 . In the third embodiment, the member to which the optical isolator chip 7 is bonded and fixed and the member to which the magnet 32 is bonded and fixed are integrated to constitute the same component, and the member to which the optical isolator chip 7 is bonded and fixed ( It differs from Examples 1 and 2 in that the end surface of the stub 31) is inclined with respect to the optical axis.

このとき、図3(b)に示すように、磁石32の形成する光軸上の磁束の中心は、ファラデー回転子4の光軸上の中心位置(FR中心)よりも、出射端面側(左側)に位置している。また、作製した光アイソレータ130の順方向挿入損失は0.15dB、アイソレーションは43dBであった。 At this time, as shown in FIG. 3B, the center of the magnetic flux on the optical axis formed by the magnet 32 is located on the output end face side (left side) of the center position (FR center) on the optical axis of the Faraday rotator 4. ). The forward insertion loss of the fabricated optical isolator 130 was 0.15 dB, and the isolation was 43 dB.

実施例3の光アイソレータ130では、比較例1の光アイソレータと比較して、磁石の重量、体積、コストを、それぞれ約8/15に低減できた。 Compared with the optical isolator of Comparative Example 1, the optical isolator 130 of Example 3 was able to reduce the magnet weight, volume, and cost to about 8/15.

また、この光アイソレータ130をレーザモジュールに組み込む工程において、温度150℃で10時間経過した際も、光アイソレータチップ7とスタブ31の接着部に異常は見られなかった。 Further, in the process of incorporating the optical isolator 130 into the laser module, even after 10 hours at a temperature of 150.degree.

(実施例4)
図4(a)に示すように、本実施例では、図3(a)に示す実施例3の光アイソレータ130と比べて、光アイソレータチップ7の入射端面が磁石や部材の端面の位置から外側に突出しないように、レセプタクルの筐体43の一端を延伸させている。SmCo磁石42はSmCo磁石32と同様のものであり、レセプタクルのスタブ41はレセプタクルのスタブ31と同様のものである。
(Example 4)
As shown in FIG. 4(a), in this embodiment, the incident end surface of the optical isolator chip 7 is located outside the positions of the end surfaces of the magnets and members, unlike the optical isolator 130 of the third embodiment shown in FIG. 3(a). One end of the receptacle housing 43 is extended so that it does not protrude out. SmCo magnet 42 is similar to SmCo magnet 32 and receptacle stub 41 is similar to receptacle stub 31 .

これによって、レーザモジュールに組み込み時に、光アイソレータチップ7の端面が、レンズ筐体等に当たって欠け等を発生させる可能性を回避することができる。 As a result, it is possible to avoid the possibility that the end face of the optical isolator chip 7 hits the lens housing or the like and causes chipping or the like when it is built into the laser module.

(比較例1)
図5(a)に示す光アイソレータを以下のようにして作製した。まず、ファラデー回転子4として、(TbEu)BiFe4.8Ga0.212を用いて、波長1550nmの光に対して、25℃でファラデー回転角度が45degになるように研磨加工し(長さ0.60mm)、さらに両端面に対エポキシのARコート膜を施した。
(Comparative example 1)
An optical isolator shown in FIG. 5(a) was fabricated as follows. First, (TbEu) 2 Bi 1 Fe 4.8 Ga 0.2 O 12 was used as the Faraday rotator 4 and polished so that the Faraday rotation angle was 45 degrees at 25° C. for light with a wavelength of 1550 nm. (0.60 mm in length), and both end faces were coated with anti-epoxy AR coating film.

次に、入射面側および出射面側に対空気のARコート膜を施した偏光ガラス(第二偏光子5、第一偏光子3)を準備し、ファラデー回転子4にエポキシ接着剤で接合固定した。これを、0.8mm□に切断加工して、光アイソレータチップ7とした。 Next, prepare polarizing glasses (second polarizer 5, first polarizer 3) with anti-air AR coating films on the entrance surface side and the exit surface side, and fix them to the Faraday rotator 4 with an epoxy adhesive. did. An optical isolator chip 7 was obtained by cutting this into a square of 0.8 mm.

そして、金属ホルダ11に、光アイソレータチップ7の出射端面とSmCo磁石62(外径2mm、内径1.3mm、長さ1.5mm)を接着固定して光アイソレータ200を作製した。このとき、光アイソレータチップ7の入射端面は、磁石62の金属ホルダ11に接合固定されていない端部から突出しない構造であることが一般的である。また、磁石62の形成する光軸上の磁束の中心(磁石中心)は、ファラデー回転子4の光軸上の中心位置(FR中心)よりも、入射端面側(右側)に位置している。また、作製した光アイソレータ200の順方向挿入損失は0.15dBであり、アイソレーションは42dBであった。 Then, an optical isolator 200 was manufactured by adhesively fixing the output end face of the optical isolator chip 7 and the SmCo magnet 62 (outer diameter 2 mm, inner diameter 1.3 mm, length 1.5 mm) to the metal holder 11 . At this time, the incident end surface of the optical isolator chip 7 generally has a structure in which it does not protrude from the end of the magnet 62 that is not joined and fixed to the metal holder 11 . The center of the magnetic flux on the optical axis (magnet center) formed by the magnet 62 is located on the incident end surface side (right side) of the center position (FR center) on the optical axis of the Faraday rotator 4 . The forward insertion loss of the fabricated optical isolator 200 was 0.15 dB, and the isolation was 42 dB.

この光アイソレータ200をレーザモジュールに組み込む工程において、温度150℃で10時間経過した際に、光アイソレータチップ7と金属ホルダ11の接着部が破断、剥離した。 In the process of assembling this optical isolator 200 into a laser module, the bonding portion between the optical isolator chip 7 and the metal holder 11 was broken and separated after 10 hours at a temperature of 150°C.

これは、光アイソレータ200が高温になりエポキシ接着剤が軟化した際に、磁性体であるファラデー回転子4に対して、磁束の中心(磁石中心)方向に力がはたらいたためであると考えられる(図5(b)を参照)。 This is probably because when the temperature of the optical isolator 200 rises and the epoxy adhesive softens, force acts on the magnetic Faraday rotator 4 in the direction of the magnetic flux center (magnet center) ( See FIG. 5(b)).

また、比較例1では、実施例1~4と比較して磁石の重量及び体積が大きいため光アイソレータの小型化(省スペース化、軽量化)と低コスト化が困難であった。 In addition, in Comparative Example 1, the weight and volume of the magnets are larger than those in Examples 1 to 4, which makes it difficult to reduce the size (space saving and weight reduction) and cost reduction of the optical isolator.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments. The above embodiment is an example, and any device that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and produces similar effects is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

3…第一偏光子、 4…ファラデー回転子、 5…第二偏光子、
7…光アイソレータチップ、 11…金属ホルダ、
12、22、32、42、62…磁石、
21…円盤状の金属ホルダ、
31、41…レセプタクルのスタブ、 33、43…レセプタクルの筐体、
110、120、130…本発明の光アイソレータ、
200…従来の光アイソレータ。
3... First polarizer, 4... Faraday rotator, 5... Second polarizer,
7... Optical isolator chip, 11... Metal holder,
12, 22, 32, 42, 62... magnets,
21... A disk-shaped metal holder,
31, 41... receptacle stubs, 33, 43... receptacle housings,
110, 120, 130... the optical isolator of the present invention,
200... Conventional optical isolator.

Claims (3)

第一偏光子、強磁性体から成るファラデー回転子、第二偏光子の順に接合固定した光アイソレータチップと、該光アイソレータチップに磁界を印加するための磁石とを含む光アイソレータであって、
前記光アイソレータチップの入射端面又は出射端面が、レセプタクルの凹部内に接合固定されており、
前記光アイソレータの光軸上における、前記磁石の形成する磁束の中心が、前記ファラデー回転子の前記光軸上の中心位置よりも、前記レセプタクルに接合固定された端面側に位置しているものであり、
前記磁石は、前記レセプタクルに接合固定された光アイソレータチップの端面側と同じ側の端部が、前記レセプタクルに接合固定されているものであり、
前記光アイソレータの光軸上における前記磁石の端部と前記レセプタクルとの接着点の位置が、前記光アイソレータの光軸上における前記光アイソレータチップと前記レセプタクルとの接着点の位置と、前記光アイソレータの光軸上における前記磁石の形成する磁束の中心位置との間にあることを特徴とする光アイソレータ。
An optical isolator comprising an optical isolator chip in which a first polarizer, a Faraday rotator made of a ferromagnetic material, and a second polarizer are joined and fixed in this order, and a magnet for applying a magnetic field to the optical isolator chip,
an incident end surface or an output end surface of the optical isolator chip is bonded and fixed in a concave portion of the receptacle;
The center of the magnetic flux formed by the magnet on the optical axis of the optical isolator is located closer to the end surface joined and fixed to the receptacle than the central position of the Faraday rotator on the optical axis. can be,
the end of the magnet on the same side as the end face side of the optical isolator chip bonded and fixed to the receptacle is bonded and fixed to the receptacle;
The position of the bonding point between the end of the magnet and the receptacle on the optical axis of the optical isolator is the position of the bonding point between the optical isolator chip and the receptacle on the optical axis of the optical isolator. and the center position of the magnetic flux formed by the magnet on the optical axis of the optical isolator.
前記光アイソレータチップが前記レセプタクルのスタブに接合固定されたものであることを特徴とする請求項1に記載の光アイソレータ。 2. The optical isolator according to claim 1, wherein said optical isolator chip is bonded and fixed to a stub of said receptacle. 前記磁石が前記レセプタクルの筐体に接合固定されたものであることを特徴とする請求項1又は2に記載の光アイソレータ。 3. The optical isolator according to claim 1, wherein said magnet is joined and fixed to a housing of said receptacle.
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Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001215354A (en) 2000-01-28 2001-08-10 Shin Etsu Chem Co Ltd Optical isolator for connecting optical fiber-attached ferrule
JP2003329974A (en) 2002-05-15 2003-11-19 Nec Tokin Corp Optical isolator, optical fiber terminal, and manufacturing method thereof
JP2004325606A (en) 2003-04-22 2004-11-18 Kyocera Corp Receptacle with optical isolator
JP2005242347A (en) 2004-01-29 2005-09-08 Kyocera Corp Fiber stub with optical element, optical receptacle, and optical module
JP2008242423A (en) 2007-02-28 2008-10-09 Kyocera Corp Optical device, and optical receptacle and optical module using the same
JP2009031589A (en) 2007-07-27 2009-02-12 Seikoh Giken Co Ltd Optical isolator
JP2009075577A (en) 2007-08-30 2009-04-09 Kyocera Corp Optical component, method of manufacturing the same, and optical isolator using the same
JP2015064407A (en) 2013-09-24 2015-04-09 信越化学工業株式会社 Cylindrical optical isolator
JP6863683B2 (en) 2016-04-26 2021-04-21 信越化学工業株式会社 Optical isolator

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07261121A (en) * 1994-03-18 1995-10-13 Tdk Corp Optical fiber terminal with optical isolator
US6631220B1 (en) * 2000-07-07 2003-10-07 Optiwork, Inc. Optical isolator

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001215354A (en) 2000-01-28 2001-08-10 Shin Etsu Chem Co Ltd Optical isolator for connecting optical fiber-attached ferrule
JP2003329974A (en) 2002-05-15 2003-11-19 Nec Tokin Corp Optical isolator, optical fiber terminal, and manufacturing method thereof
JP2004325606A (en) 2003-04-22 2004-11-18 Kyocera Corp Receptacle with optical isolator
JP2005242347A (en) 2004-01-29 2005-09-08 Kyocera Corp Fiber stub with optical element, optical receptacle, and optical module
JP2008242423A (en) 2007-02-28 2008-10-09 Kyocera Corp Optical device, and optical receptacle and optical module using the same
JP2009031589A (en) 2007-07-27 2009-02-12 Seikoh Giken Co Ltd Optical isolator
JP2009075577A (en) 2007-08-30 2009-04-09 Kyocera Corp Optical component, method of manufacturing the same, and optical isolator using the same
JP2015064407A (en) 2013-09-24 2015-04-09 信越化学工業株式会社 Cylindrical optical isolator
JP6863683B2 (en) 2016-04-26 2021-04-21 信越化学工業株式会社 Optical isolator

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