JPH03188412A - 偏光子一体型ファラデー回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光通信・光計測等において、戻り光を防止す
るために用いられる光アイソレータに関し、特に該光ア
イソレータを構成する部品である磁気光学結晶と偏光子
とを一体化した偏光子一体型ファラデー回転子に関する
ものである。

〔従来の技術〕

従来の光アイソレータは、偏光子、磁性ガーネット等を
用いたファラデー回転子、検光子、ファラデー回転子に
光軸と平行な磁界を印加する磁石等によって構成されて
いる。

第４図はこの種の従来の光アイソレータの主要な構成部
分を示す図である。

同図に示すように、従来の光アイソレータは、偏光子１
とファラデー回転子３と検光子２を、光軸上に直列に配
置して構成されている。

そして偏光子１に入射した入射光は、特定の直線偏光の
みを通過し、磁石（図示せず）によって光軸方向（同図
に示す矢印Ａ方向）に磁界を印加されているファラデー
回転子３に入射する。ここで該ファラデー回転子３は、
その光軸方向の厚みを、入射直線偏光の偏波面が光軸の
回りに４５゜回転するように調整されている。

そして、該ファラデー回転子３に入射し、偏波面を４５
°回転させられた光は、検光子２に入射する。この検光
子２は、予め前記偏光子１と、その透過する光の偏光方
向が光軸図りに４５°の角度をなすように配置されてい
る。従ってファラデー回転子３を通過してきた光はこの
検光子２をそのまま通過する。

一方、第５図に示すように、逆方向から進行してきた光
（戻り光）は、まず検光子２でその直線偏光のみを通過
してファラデー回転子３に入射する。そしてファラデー
回転子３に入射した光は、その偏波面を光軸口りに４５
°回転させられる。

しかし、ファラデー回転子は非相反であるため、その回
転は光線の向きによらず磁界の向きで決まる。従って結
局該ファラデー回転子を通過した光は、偏光子１の偏光
方向と９０゛を成す直線偏光となり、偏光子１を通過で
きず、この戻り光は遮断される。

なお偏光子１と検光子２は同じもので構成してよく、方
解石やルチルなどを成形したものやＰＢＳ等のプリズム
が一般に使用されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら上述のような従来の光アイソレータは、バ
ルク状の多数の部品で構成されているため、大きくかさ
ばり、また方解石やルチル等の複屈折板やＰＢＳが高価
であるという問題点があった。

また従来、光アイソレータを構成する偏光子と検光子を
小型にし、量産にも適する積層型の偏光素子が提案され
ている（例えば特開昭６０−１８４２２５号）。

第６図はこの種の偏光素子４を示す斜視図である。同図
に示すようにこの偏光素子４は、薄い誘電体層４１と、
より薄い金属層４３とを交互に積層して構成されている
。

そして同図に示すＸ軸方向に電界を持つ光は、この偏光
素子４に入射することによって著しく減衰され、これを
殆ど透過しない。これに対してＹ軸方向に電界を持つ光
は、偏光素子４に入射しても減衰されに＜＜、これを殆
ど透過する。これによって偏光素子が構成されているの
である。

しかしながらこの偏光素子４を用いて光アイソレータを
構成しても、上記第４図に示す光アイソレータと同様に
偏光子と検光子とファラデー回転子はともに別部品とし
て必要であり、部品数は変わらなかった。しかもこの偏
光素子４は薄膜の積層構造であるため、その積層数に限
度があり（積層を重ねる数が増えると各層間の平行度が
低下し、また強度も低下する等の理由による）、光の入
射面が大きくとれない（第６図中のＹ軸方向の幅ｔに限
度がある）という問題点もあった。

本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、偏光子
と検光子とファラデー回転子を一体に構成することによ
って小型化が図れ、しかもその製造が容易な偏光子一体
型ファラデー回転子を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本発明は、まずファラデー効
果を有する磁気光学結晶の片面（光の入射面、あるいは
出射面）若しくは両面に、エツチング等により所定幅（
例えば約数１０ｎｍ程度）で所定深き（例えば約数μｍ
程度）の平行な多数の溝を形成する。そしてこの溝内に
Ａｕ、Ａｇ、ＡＩ等からなる金属層を蒸着等によって形
成すれば、本発明にかかる偏光子一体型ファラデー回転
子が構成される。

ここでこの溝内に金属層を形成した部分が偏光子、検光
子としての機能を持つ。

なお両面に溝を形成する場合は、両面の溝の走る方向が
相互に４５°の角度をなすようにする。

〔作用〕

上記の如く構成することにより、ファラデー回転子を構
成する磁気光学結晶自体に偏光子や検光子が形成できる
。

従って光アイソレータの小型化が図れる。

しかも従来のように偏光子とファラデー回転子の間や、
ファラデー回転子と検光子の間において生じる光の反射
もない。

なおこの偏光子、検光子は、原理的には上述した第６図
に示す金属・誘電体薄膜積層型の偏光素子４と同様の偏
光機能を持つものであるが、本発明にあっては、金属層
と誘電体層を多数積層してゆく必要がないので、偏光子
や検光子の面を容易に広く作成できる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図は本発明にかかる偏光子一体型ファラデー回転子
５を示す斜視図である。

同図に示すようにこの偏光子一体型ファラデー回転子５
は、ファラデー効果を有する磁気光学結晶を円柱状に形
成したファラデー回転子５１を具備し、該ファラデー回
転子５１の上面と下面にそれぞれ形成した平行な多数の
溝の中に、金属層５３．５５を形成して構成されている
。

ここでこの偏光子一体型ファラデー回転子５の各構成部
分を、その製造方法と共に説明する。

第２図はこの偏光子一体型ファラデー回転子５の作成方
法を示す図である。

同図（ａ）に示すように、まず磁性ガーネットを円柱状
に形成してファラデー回転子５１を構成する。

ここでこの磁性ガーネットはファラデー効果を有する磁
気光学結晶の一種である。但しこのファラデー回転子５
１を構成する材料としてはこれに限られず他の材料でも
よく、要はファラデー効果を有する磁気光学結晶であれ
ばどのような材料でもよい。

次に同図（ｂ）に示すように、このファラデー回転子５
１の上面にエツチングによって平行な多数の直線状の溝
５７を形成する。

ここでこの溝５７は、幅約数１０ｎｍ程度、深さ約数μ
ｍ程度としている。

次に同図（Ｃ）に示すように、この溝５７を形成した面
上に、Ａｕ、Ａｇ、ＡＩ等の金属５９を蒸着等の技術に
よって形成する。

そして同図（ｄ）に示すように、このファラデー回転子
５１の上面に形成した金属５９の内、溝５７内の金属５
９のみを残して、その上面を研摩することにより、金属
層５３が構成される。

このようにして同図（ｅ）に示すように、多数の金属層
５３とこの金属層５３に挾まれる誘電体層（磁気光学結
晶）によって偏光子（又は検光子）が構成されるのであ
る。

即ちこの偏光子（又は検光子）は、誘電体層と金属層を
交互に多層化した構成となっているので、原理的には上
述した第６図に示す金属・誘電体薄膜積層型の偏光素子
４と同様の偏光機能を持つこととなるのである。

また第１図に示すように、このファラデー回転子５１の
下面側に金属層５５を設ける場合も、第２図に示すと同
様の方法を用いればよい。

但しこの金属層５５の形成方向は、前記金属層５３の形
成方向と４５°の角度を成すように形成される。

第３図はこのように構成した偏光子一体型ファラデー回
転子５を用いて光アイソレータを構成した例を示す図で
ある。

同図に示すようにこの光アイソレータは、円筒状の磁石
６の内部に前記偏光子一体型ファラデー回転子５を挿入
して構成される。

ここでこの磁石６は、偏光子一体型ファラデー回転子５
に光軸方向への磁界を与えるように磁化きれている。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように、本発明に係る偏光子一体型
ファラデー回転子によれば、以下のような優れた効果を
有する。

■ファラデー回転子を構成する磁気光学結晶自体に偏光
子、検光子を形成したので、従来と比較し、光アイソレ
ータの小型化が図れる。

■また従来のように偏光子とファラデー回転子と検光子
は別部品ではなく、１つの磁器光学結晶上にこれらを一
体に形成したので、偏光子とファラデー回転子の間やフ
ァラデー回転子と検光子の間において光の反射が生ぜず
、光アイソレータとしての機能が向上する。

■また本発明においては、従来のように金属層と誘電体
層を順次積層してゆく必要がなく、エツチング等の溝形
成手段と蒸着等による金属形成手段だけで製造できるの
で、偏光子や検光子の面を広く作成でき、しかもその作
成が容易である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる偏光子一体型ファラデー回転子
５を示す斜視図、第２図はこの偏光子一体型ファラデー
回転子５の作成方法を示す図、第３図はこの偏光子一体
型ファラデー回転子５を用いて光アイソレータを構成し
た例を示す図、第４図、第５図は従来の光アイソレータ
の主要な構成部分を示す図、第６図は従来の偏光素子４
を示す斜視図である。 図中、５・・・偏光子一体型ファラデー回転子、５１・
・・ファラデー回転子、５３．５５・・・金属層、５７
・・・溝、５９・・・金属、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ファラデー効果を有する磁気光学結晶を具備し、該磁気
   光学結晶の光入射面及び／または光出射面に、所定幅で
   所定深さの平行な多数の溝を形成するとともに、該溝内
   に金属層を形成したことを特徴とする偏光子一体型ファ
   ラデー回転子。