JP7442947B2 - ファラデー回転子モジュール及び光アイソレータ - Google Patents

Description

本発明は、光加工や光計測で用いられる光アイソレータ及びそれに用いられるファラデー回転子モジュールに関する。

光加工機や光計測機に用いられるレーザ光源は、出射したレーザ光が伝送路途中に設けられた部材表面で反射して、その反射光がレーザ光源に戻って入射すると、レーザ発振が不安定になってしまう。このような反射戻り光を遮断するために、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。

光アイソレータ等の磁気光学素子には、液相エピタキシャル法で基板結晶に成長させたビスマス置換希土類鉄ガーネット結晶が用いられる。この材料には波長６００ｎｍ近傍及び波長９００ｎｍ近傍に鉄イオンに起因する２つの吸収ピークがある。これらのピークの間の７７０～８５０ｎｍは２つの吸収ピークの谷間となり、６００ｎｍおよび９００ｎｍと比較すると材料の吸収損失は小さくなる。本材料をファラデー回転角が４５ｄｅｇ（度）のファラデー回転子として用いた場合、６００ｎｍや９００ｎｍでは５ｄＢ以上の損失（透過率３０％以下）となるが、７９０ｎｍでは１．５ｄＢの損失（透過率７０％）である。

吸収損失を抑制する手法として、特許文献１には、格子定数の大きな基板を用い育成したガーネット単結晶では格子定数が１２．５６～１２．５８Åとなる事で、（１）結晶場遷移に伴う吸収ピークの短波長シフト効果、および（２）ビスマス置換量増大に伴う４５ｄｅｇ当りに必要なガーネット膜厚の減少により１０３０～１０９０ｎｍ域で光透過率向上を計ることができると報告されている。しかし、７８０ｎｍや７９０ｎｍ域では（１）の効果により鉄イオンの９００ｎｍピークは短波長側にシフトし、結果的に単位長当りの光吸収が増加する。このため、７８０ｎｍや７９０ｎｍ域では、（２）による膜厚減少の減少効果が相殺され有効手段とはならないことが判明した。

近年、７８０ｎｍや７９０ｎｍの波長域の光源を用いた計測等では、測定精度向上のために光出力の向上が求められているが、光源に前記の材料を用いた光アイソレータを用いることは、光吸収が大きく不向きである。光アイソレータには１．０ｄＢ以下（透過率８０％以上）が求められる。

また７７０～８５０ｎｍの波長域ではベルデーガラス（Ｐｂ含有ガラス）やＴｂ_３Ｇａ_５Ｏ_１２では挿入損失が１．０ｄＢ以下（透過率は８０％以上）を実現できるが、強い磁場が必要とされる結果、ファラデー回転機能を付与するための磁石が大きくなる。近年、７７０～８５０ｎｍの波長域の特性を改善したテルビウム含有希土類酸化物が提案されている（例えば特許文献２を参照）。この場合、前者より小型化することが可能ではあるが４５ｄｅｇのファラデー回転角を生じさせるための磁石の形状・寸法は大きくなってしまう。

強い磁場を得るための手法として、磁石を複数用い磁束の反発力により磁石中央部の磁束を高める手法があるが、構造が複雑となる。また、単一円筒磁石を用いると構造は簡単であるが、ファラデー回転子の全長より長い範囲で磁束を高める磁場を与えるために、磁石長を長くすると、円筒軸方向における中心位置が磁束密度のピークとならず、当該中心位置からずれた位置でより磁束が高くなる分布が発生する。このように磁束が分布している状態で光アイソレータに機械的衝撃や振動が加わると、磁束の高い部分に引っ張られるようにファラデー回転子設定御位置にずれが生じ、アイソレータ特性が初期の特性から変動してしまう場合があった。

また、形状を小型化すべく、単純に磁石を小さくすると十分なファラデー回転角度が得られなくなる。ファラデー回転角が４５ｄｅｇに満たないファラデー回転子を、光アイソレータに用いて十分なアイソレーション特性を得ようとすると、透過光に対する挿入損失が大きくなるという問題が生じる。

特許４８６８３１１号 特許５３９３２７１号

本発明は、透過率が高く、小型で、特性が安定したファラデー回転子モジュール及び光アイソレータを提供することを目的とする。

上記の課題を解決すべく、本発明に係るファラデー回転子モジュールは、筐体と、筐体に収容されて固定される円筒形の磁石と、磁石の内部に配置されるファラデー回転子と、を備える。このファラデー回転子モジュールにおいて、ファラデー回転子は少なくとも常磁性ファラデー回転子を含む。常磁性ファラデー回転子の全長ＦＬは３ｍｍ以上６ｍｍ以下に形成される。筐体は外径１０ｍｍ以下、かつ長さ１０ｍｍ以下に形成される。磁石の内径は２．０ｍｍ以上に形成される。磁石の中心軸方向における中央部の磁束密度Ｈｚ０が３０００ｍＴであり、磁束密度が中央部の磁束密度Ｈｚ０－２０％よりも高い領域が、ファラデー回転子の全長ＦＬ以上であり、磁石の中心軸線上における磁束密度の最大値が中央部の磁束密度Ｈｚ０＋２０％を超えないように構成される。

本発明において、ファラデー回転子モジュールは、７７０ｎｍ～８５０ｎｍの波長範囲の光アイソレータを構成すべく用いられたときの挿入損失が１．０ｄＢ以下であるとよい。

本発明において、ファラデー回転子は、第１のファラデー回転角度Ｆ１を有する、常磁性材ファラデー回転子と、第２のファラデー回転角度Ｆ２を有するビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子とで構成されるとよい。このとき、第１のファラデー回転角度Ｆ１および第２のファラデー回転角度Ｆ２が、３５≦Ｆ１+Ｆ２≦４５、２０≦Ｆ１≦３０、Ｆ２≦１５（単位：ｄｅｇ）の関係を満たすように構成され、常磁性材ファラデー回転子の全長ＦＬは３ｍｍ以上６ｍｍ以下とするとよい。

本発明では、常磁性材ファラデー回転子は、（Ｔｂ_ｘＲ_１－ｘ）_２Ｏ_３（ただし、Ｒは、スカンジウム、イットリウム、またはＴｂ以外のランタノイド元素類からの選択される元素である）で表されるテルビウム希土類酸化物とするとよい。

また、本発明の実施形態に係る光アイソレータは、上記何れかのファラデー回転子モジュールと、ファラデー回転子モジュールの両端に配置される２つの偏光子とを備えるとよい。

光アイソレータの基本的な構成を示す図である。 ファラデー回転子モジュールの構成を示す図である。 常磁性体ファラデー回転子のファラデー回転角と挿入損失の関係を示す図である。 ビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子のファラデー回転角と挿入損失の関係を示す図である。 磁石の長さＬを９～６ｍｍまで変化させたときの磁束密度分布を示す図である。 中心軸方向における中心（Ｚ=０）の磁束密度を基準（１００％）として、図５に示された磁束密度分布を相対比較する図である。 外径φ９．０ｍｍ、長さＬ９．０ｍｍの円筒形状の磁石について内径をφ４．０～２．０ｍｍまで０．２ｍｍ刻みで変化させたときの磁束密度分布を示す図である。 中心軸方向における中心（Ｚ=０）の磁束密度を基準（１００％）として、図７に示された磁束密度分布を相対比較する図である。 外径φ８．０ｍｍ、長さＬ９．０ｍｍの円筒形状の磁石について内径をφ４．０～２．０ｍｍまで０．２ｍｍ刻みで変化させたときの磁束密度分布を示す図である。 中心軸方向における中心（Ｚ=０）の磁束密度を基準（１００％）として、図９に示された磁束密度分布を相対比較する図である。

以下、本発明の実施形態について詳述するが、本発明はこれに限定されるものではない。

光アイソレータ１は、一方向に進む光のみを透過し逆方向の光を遮断する光学部品である。本実施形態の光アイソレータ１は、偏光面を非相反で回転させるファラデー回転子１０２を用いたものである。図１に示すように、光アイソレータ１は、筐体１０１の内部において、偏光子１０４および１０５が、ファラデー回転子１０２の両端に配置された基本的な構成を有する。偏光子１０４の偏光振動面と偏光子１０５の偏光振動面は、相対角度が４５ｄｅｇになるよう配置される。また、ファラデー回転子１０２の周囲には、ファラデー回転子１０２に磁界を印加するための磁石１０３が配置されている。

（ファラデー回転子の機能と構造）
ファラデー回転子１０２と磁石１０３は、所定の位置関係を維持するよう円筒形の金属製の筐体１０１に固定され、一体のファラデー回転子モジュール１０を構成する。ファラデー回転子１０２は、磁石１０３による磁場中に配置され、当該磁場に平行な進行方向に、直線偏光を透過させたときに、偏光面を回転させる。ファラデー回転子１０２には、テルビウム希土類酸化物等の常磁性材や、ビスマス置換希土類鉄ガーネット等の強磁性材を用いることができる。本実施形態では、常磁性材とビスマス置換希土類鉄ガーネットを組み合わせて、後述する特性上の目標を満足するファラデー回転子を実現する。

磁石１０３は、ファラデー回転子１０２に付与される磁場を発生させる。磁石１０３は、所定の外径および内径（開口径）を有し、所定の軸方向長さを有する円筒形状に形成される。磁石１０３の内部には、円筒の中心軸方向に沿った磁場が生じるので、磁石１０３の中心軸はファラデー回転子モジュールの光軸と一致する。このような磁石１０３の内部にファラデー回転子１０２が配置される。

図２は、本実施形態のファラデー回転子モジュール１０の構造の一例を示す。ファラデー回転子モジュール１０は、磁石１０３の内部に常磁性材ファラデー回転子１０２Ａとビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子１０２Ｂが配置された構造となっている。常磁性材１０２ファラデー回転子Ａは、磁石１０３の中心軸の中央部に配置される。ビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子１０２Ｂは、中心軸に沿った方向において常磁性材ファラデー回転子１０２Ａに隣接して配置される。

偏光子１０４および１０５はそれぞれ金属製の偏光子ホルダー１０４Ａおよび１０５Ａに保持される。図１に示したように、偏光子ホルダー１０４Ａおよび１０５Ａは、ファラデー回転子モジュール１０の筐体１０１の端部に取り付けられ、光アイソレータを構成する。なおファラデー回転子モジュール１０の筐体１０１は光アイソレータ１の筐体を兼ねてよい。偏光子１０４および１０５はそれぞれ偏光子ホルダー１０４Ａおよび１０５Ａ内で回転可能とされ、偏光子１０４と偏光子１０５の相対角度を逆方向の光が遮断されるように調整する。

光アイソレータ１００には、所定の波長（例えば７７０～８５０ｎｍ）のレーザ光が順方向に入射される。順方向に入射した光は偏光子１０４で直線偏光になり、ファラデー回転子１０２に入射する。続いて、ファラデー回転子１０２で光の偏光面が４５°回転して、偏光子１０５に入射する。偏光子１０４および１０５の偏光振動面は、相対角度が４５°になっているため、光はそのまま出射される。

一方、逆方向から入射した光は、偏光子１０５を透過できる偏光がファラデー回転子１０２に入射する。ファラデー回転子１０２で光の偏光面は、進行方向に対して順方向のときと逆方向に４５°回転する。ここで、偏光子１０４に達した光の偏光面は、偏光子１０４の偏光振動面に対して９０°の角度になるため、逆方向から入射した光は、光アイソレータを通過することができない。このような構成により、光アイソレータ１００は、一方向に進む光のみを透過し逆方向の光を遮断することができる。

上記のような基本的な構造を有する本実施形態の光アイソレータ１００において、ファラデー回転子モジュール１０は、外径φ１０ｍｍ以下、長さ１０ｍｍ以下、開口径φ２．０ｍｍ以上、挿入損失１．０ｄＢ以下を達成することを特性上の目標とする。この目標を達成すべく、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａおよびビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子１０２Ｂのファラデー回転角度、並びに磁石１０３の寸法・形状は、下記の通りとされる。

既述の通り、本実施形態のファラデー回転子１０２は、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａであるテルビウム希土類酸化物とビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子１０２Ｂを組み合わせて実現される。テルビウム希土類酸化物は、（Ｔｂ_ｘＲ_１－ｘ）_２Ｏ_３（ただしＲはスカンジウム、イットリウム、およびＴｂ以外のランタノイド元素類から選択される元素である）で表される。なお、常磁性材のファラデー回転角度をＦ１、ビスマス置換希土類鉄ガーネットのファラデー回転角度をＦ２とし、希土類鉄ガーネットファラデー回転子１０２Ｂのファラデー回転方向は常磁性材ファラデー回転子１０２Ａのファラデー回転方向と同一方向に設定されるものとする。

光アイソレータの形状を小型化するには磁石サイズを小さくすることが有効であるが、単純に小さくすると常磁性材ファラデー回転子１０２Ａについては磁場が弱まることに伴いファラデー回転角度が小さくなる。ファラデー回転角度が小さくなると、アイソレータとして使用する際に十分なアイソレーション特性が得られるよう２つの偏光子の相対角度を調整した場合の挿入損失が大きくなる。図３に示されるように、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａを用いて光アイソレータを構成したときの順方向の挿入損失を１．０ｄＢ以下に抑えるには、少なくとも３３ｄｅｇ以上の回転角度が必要となる。

一方、ビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子１０２Ｂでは、挿入損失が非常に大きい。一例として、（Ｇｄ_１．８Ｂｉ_１．２）Ｆｅ_４．５Ｇａ_０．５Ｏ_１２のファラデー回転角度と挿入損失の関係を図４に示す。図４に示されるように、透過率ファラデー回転角度が１５ｄｅｇ以下でようやく挿入損失が０．５ｄＢ以下となる。

以上を踏まえると、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａとビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子１０２Ｂを組み合わせて上記の特性上の目標を満足には、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａとビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子１０２Ｂのファラデー回転角度が、３５≦Ｆ１＋Ｆ２≦４５、２０≦Ｆ１≦３０、５≦Ｆ２≦１５（単位：ｄｅｇ）を満たすようにすればよい。

既述の通り、磁石１０３は、所定の外径および内径（開口径）を有し、所定の軸方向長さを有する円筒形状に形成される。磁石１０３の内部には、円筒の中心軸方向に沿った磁場が生じる。磁石１０３は、磁束密度が以下の条件を満たすように寸法が決定される。すなわち、磁石１０３の円筒の中心軸方向における中央部の磁束密度（Ｈｚ０）は３０００ｍＴ以上とし、磁束密度がＨｚ０－２０％（つまりＨｚ０の０．８倍）よりも高い以上の領域が、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａの全長（ＦＬ）以上となるようにする。また、光が透過する中心軸線上の磁束密度のピーク（最大値）がＨｚ０＋２０％（つまりＨｚ０の１．２倍）を越えないようにする。磁束密度のピークがＨｚ０の＋２０％を越えると、ファラデー回転子１０２を磁石中に接合して固定した後でも、機械的な衝撃や振動で接合部が外れ易くなる。そして、接合部が外れると、ファラデー回転子１０２の磁石１０３内における設定位置がずれ、ファラデー回転子１０２に付与される磁束分布が所望の分布と異なるようになってしまう。その結果、ファラデー回転角度が初期設定値から変化（増加または減少）し、アイソレーション特性が低下したり、挿入損失が増大したりしてしまう。このような特性を実現するための磁石１０３の構造については後述する。

常磁性材ファラデー回転子１０２Ａの総長ＦＬは３ｍｍ以上６ｍｍ以下とする。既述の通り、光アイソレータはファラデー回転子１０２、ファラデー回転子１０２の両端部に配置される偏光子１０４および１０５といった光学素子、およびファラデー回転子１０２に磁束を付与する磁石１０３で構成される。各々の部品は、金属製の筐体に固定され、その金属筐体同士を溶接や接着、ネジ止めといった手法で固定する。筐体も含めたファラデー回転子モジュール１０の全体の外径をφ１０ｍｍ以下に抑えるには、例えば磁石１０３の外周に肉厚ｔ=０．５ｍｍの金属製の筐体を配置する場合、磁石の外径はφ９．０ｍｍとなる。また長さ方向も同様で例としてＬ=９．０ｍｍとなる。

図５は、磁石１０３の長さＬを９～６ｍｍまで変化させたときの磁束密度分布を示している。なお、このとき用いた磁石は、残留磁束密度が１．３５ＴのＮｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石であり、外径φ９．０ｍｍ、内径φ３．０ｍｍの円筒形状のものである。図６は、光軸（中心軸）方向における中心（Ｚ=０）の磁束密度を基準（１００％）として、図５に示された磁束密度分布を相対比較したものである。図５によれば、磁石の長さＬが短くなると、光軸方向の中心（Ｚ=０）部の磁束密度Ｈｚ０は大きくなるが、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａの回転角度への寄与が大きい磁束密度がＨｚ０の－２０％よりも高い以上の領域の長さが短くなる。また磁石の長さＬが長くなると、光軸方向の中心（Ｚ=０）から離れた位置に、中心位置での磁束密度Ｈｚ０より磁束密度が高くなる位置が見られる。ファラデー回転子１０２は磁束密度が高い方向に引かれる傾向があるため、このような磁束密度の高い位置が見られると、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａを磁石の中心軸方向の中心部に固定したときに、ファラデー回転子モジュール１０に衝撃や振動が加わると、磁石１０３と常磁性材ファラデー回転子１０２Ａとの位置ズレが発生し易くなる。

図５に磁束密度分布を示した各磁石を用いる場合、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａの全長ＦＬが概ね６ｍｍ以内であれば、磁束密度が高い位置（Ｈｚ０±２０％）に常磁性材ファラデー回転子１０２Ａの全体が収まるように配置することが可能である。また常磁性材ファラデー回転子１０２Ａに常磁性テルビウム希土類酸化物（（Ｔｂ_ｘＲ_１－ｘ）_２Ｏ_３）でｘ＝１のものを用いるとすると、全長ＦＬが３ｍｍのときには、０．６Ｔの磁束密度分布で３０ｄｅｇと非常に高い磁束密度分布が必要である。必要とされる磁束密度を低く抑えるには、常磁性材ファラデー回転子１０２Ａの長さは３ｍｍ以上とすることが好ましい。

図７は、磁石１０３の内径をφ４．０～２．０ｍｍまで０．２ｍｍ刻みで変化させたときの磁束密度分布を示している。なお、このとき用いた磁石は、残留磁束密度が１．３５ＴのＮｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石であり、外径φ９．０ｍｍ、長さＬ９．０ｍｍの円筒形状のものである。図７によれば、内径が小さくなると光軸（中心軸）方向における中心（Ｚ=０）における磁束密度は大きくなりφ３．６ｍｍ以下で３０００ｍＴを越える。さらに内径を小さくしていくとＺ=３．２５ｍｍ近傍の磁束密度がＺ=０での磁束密度より大きくなる。図８は、光軸（中心軸）方向における中心（Ｚ=０）の磁束密度を基準（１００％）として、図７に示された磁束密度分布を相対比較したものである。内径がより小さくなるとＺ=３．２５ｍｍ近傍での磁束密度の相対値が大きくなる。このように中心軸方向における中心と異なる位置に磁束密度のピークが生じると、このような磁石を用いて組み上げたファラデー回転子の機械的な振動や衝撃に対する耐性が劣ることとなる。

図９は、磁石１０３の内径をφ４．０～２．０ｍｍまで０．２ｍｍ刻みで変化させたときの磁束密度分布を示している。なお、このとき用いた磁石は、残留磁束密度が１．３５ＴのＮｄ－Ｆｅ－Ｂ磁石であり、外径φ９．０ｍｍ、長さＬ８．０ｍｍの円筒形状のものである。図９によれば、長さＬが９．０ｍｍであった場合（図７）と比べ長さが１ｍｍ短くなるだけで磁束密度は大きくなり、φ４．０ｍｍ以下で３０００ｍＴを越える。さらに内径を小さくしていくとＺ=２．７５ｍｍ近傍の磁束密度がＺ=０での磁束密度より大きくなる。図１０は、光軸（中心軸）方向における中心（Ｚ=０）の磁束密度を基準（１００％）として、図９の値を相対比較したものである。内径がより小さくなるとＺ=２．７５ｍｍ近傍での磁束密度の相対値が大きくなる。しかし、φ２．０ｍｍまでの範囲では、磁束密度が光軸（中心軸）方向における中心（Ｚ=０）の磁束密度に対し+２０％以上上回ることはなく、ファラデー回転子機械的な振動や衝撃に対する耐性に影響を与えることはない。

内径をφ２．０ｍｍより小さくすると、１）磁石加工が難しくなる、２）ファラデー回転子の円筒加工が難しくなる、３）一般的に光学素子の有効径は外寸の８０％程度とされており、有効径がφ１．６ｍｍ以下と小さくなる等の不都合が生じるので好ましくない。またファラデー回転子の円筒加工を諦め、四角形状に加工したワーク（チップ）を配置することも考えられるが、この場合にはチップサイズが１．４ｍｍ以下となり、得られる有効径がφ１．１ｍｍ以下と更に小さくなる点、四角加工時の影響による４回対称の歪が発生し消光性能が劣化する等の問題点が発生し得るため好ましくない。

表１に外径φ９．０ｍｍ、開口部（内径）φ３．０ｍｍ、長さＬ８ｍｍの磁石を用い、常磁性材とビスマス置換希土類鉄ガーネットを組合せた図２の構成のファラデー回転子モジュールについて、ファラデー回転角度、アイソレータ構成時の挿入損失の値、および挿入損失の目標値を達成したか否かを示した。

また、表２に外径φ９．０ｍｍ、開口部（内径）φ２．０ｍｍ、長さＬ８ｍｍの磁石を用いた、常磁性材とビスマス置換希土類鉄ガーネットを組合せた構成のファラデー回転子モジュールについて、ファラデー回転角度とアイソレータ構成時の挿入損失の値、および挿入損失の目標値を達成したか否かを示した。

以上の結果より、常磁性テルビウム希土類酸化物（（Ｔｂ_ｘＲ_１－ｘ）_２Ｏ_３；回転角度Ｆ１）と、ビスマス置換希土類鉄ガーネット（回転角度Ｆ２）でファラデー回転子を構成し、３５≦Ｆ１+Ｆ２≦４５、２０≦Ｆ１≦３０、Ｆ２≦１５（単位：ｄｅｇ）とするとよいことがわかる。また、常磁性テルビウム希土類酸化物（すなわち常磁性ファラデー回転子）の総長を３ｍｍ以上６ｍｍ以下とするのが好適であることがわかる。

１ 光アイソレータ
１０ ファラデー回転子モジュール
１０１ 筐体
１０２ ファラデー回転子
１０２Ａ 常磁性材ファラデー回転子
１０２Ｂ ビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子
１０３ 磁石
１０４ 偏光子
１０５ 偏光子

Claims (5)

1. 筐体と、
   前記筐体に収容されて固定される円筒形の磁石と、
   前記磁石の内部に配置されるファラデー回転子と、
   を備えるファラデー回転子モジュールであって、
   前記ファラデー回転子は、常磁性材ファラデー回転子とビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子とで構成され、
   前記常磁性材ファラデー回転子の全長ＦＬは３ｍｍ以上６ｍｍ以下に形成され、
   前記筐体は外径１０ｍｍ以下、かつ長さ１０ｍｍ以下に形成され、
   前記磁石の内径は２．０ｍｍ以上に形成され、
   前記磁石の中心軸方向における中央部の磁束密度Ｈｚ０が３０００ｍＴ以上であり、磁束密度が前記中央部の磁束密度Ｈｚ０－２０％よりも高い領域が、前記ファラデー回転子の全長ＦＬ以上であり、
   前記磁石の中心軸線上における磁束密度の最大値が前記中央部の磁束密度Ｈｚ０＋２０％を超えない
   ことを特徴とするファラデー回転子モジュール。
2. ７７０ｎｍ～８５０ｎｍの波長範囲の光アイソレータを構成すべく用いられたときの挿入損失が１．０ｄＢ以下であることを特徴とする請求項１に記載のファラデー回転子モジュール。
3. 前記常磁性材ファラデー回転子は、第１のファラデー回転角度Ｆ１を有し、
   前記ビスマス置換希土類鉄ガーネットファラデー回転子は、第２のファラデー回転角度Ｆ２を有し、
   第１のファラデー回転角度Ｆ１および第２のファラデー回転角度Ｆ２が、３５≦Ｆ１+Ｆ２≦４５、２０≦Ｆ１≦３０、Ｆ２≦１５（単位：ｄｅｇ）の関係を満たし、
   前記常磁性材ファラデー回転子の全長ＦＬが３ｍｍ以上６ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１または２に記載のファラデー回転子モジュール。
4. 前記常磁性材ファラデー回転子は、（Ｔｂ_ｘＲ_１－ｘ）_２Ｏ_３（ただし、Ｒは、スカンジウム、イットリウム、またはＴｂ以外のランタノイド元素類からの選択される元素である）で表されるテルビウム希土類酸化物であることを特徴とする請求項３に記載のファラデー回転子モジュール。
5. 請求項１～４の何れか１項に記載のファラデー回転子モジュールと、
   前記ファラデー回転子モジュールの両端に配置される２つの偏光子とを備える光アイソレータ。
   

Images