JPH0521225B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は光通信システム等で用いる光アイソレ
ータに関し、更に詳しくは、フアラデー回転子と
永久磁石とを組み合わせ、その光軸方向に沿つた
両側に複屈折偏光板が位置するアイソレータ機能
部と、その外側に位置するレンズを筐体凹部内に
収納した構造の光アイソレータに関するものであ
る。

光アイソレータは、一方向への光の通過は許容
するが逆方向への光の通過は阻止する機能を持つ
非可逆光デバイスであり、半導体レーザを光源と
する光通信システムにおいて、レーザ光が反射に
よつて光源側に戻るのを防止するため等に用いら
れている。

［従来の技術］ 従来の光アイソレータとしては、例えば第４図
に示すように、フアラデー回転子１０と永久磁石
１２とを組み合わせ、その光軸方向に沿つた両側
に複屈折偏光板１４ａ，１４ｂを配設してアイソ
レータ機能部１６を構成したものがある（特公昭
61−58809号）。

アイソレータ機能部１６の光軸方向に沿つた両
側には、レンズ１８ａ，１８ｂ、無反射コート付
きガラス板２０ａ，２０ｂ、光フアイバ２２ａ，
２２ｂが位置し、アイソレータ機能部１６やレン
ズ１８ａ，１８ｂ等は金属製の筐体（図示せず）
内に収納される。

通常、レンズ１８ａ，１８ｂは金属製のレンズ
ホルダ内に装着され、接着剤により筐体に固定さ
れる。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように偏光子および検光子として複屈折
偏光板を用いるタイプの光アイソレータにおいて
は、レンズ形状のばらつきやレンズの適正位置か
らのずれが光アイソレータ特性に大きな影響を及
ぼす。このためレンズを筐体に取り付ける場合に
は、該レンズをその光軸方向並びに径方向に調整
可能な構造が要求されると共に、適正位置で固定
した後は変位しないことが重要である。

しかし接着剤による固定は温度変動に対して敏
感であり、両方のレンズを接着剤で固定した場合
には温度変動に対するレンズの位置ずれが大き
く、環境温度によつて特性が大きく変動すること
が認められた。具体的な数値で述べると、−４℃
〜＋70℃の温度範囲で挿入損失は１〜7dBまで変
動する。

本発明の目的は、上記のような従来技術の欠点
を解消し、温度変化に対する特性変動を著しく低
減できるような光アイソレータを提供することに
ある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、アイソレータ機能部と、その光軸方
向に沿つた両側に位置するレンズを筐体凹部内に
収納し、レンズの外側に光フアイバを配設した構
造の光アイソレータである。

そして前記のような目的を達成するため本発明
では、筐体凹部には中央に切欠きを持つ複数の中
間壁が形成されていて、該中間壁にフランジ部材
が固着され、レンズを内蔵し摘み部を有するレン
ズホルダが前記フランジ部材内に挿入されてお
り、一方のレンズホルダとフランジ部材と中間壁
とは半田付けにより固定され、他方のレンズホル
ダとフランジ部材と中間壁とは接着により固定さ
れている。

本発明の特徴は、特に一方のレンズホルダとフ
ランジ部材と中間壁とが半田付けされ、他方は接
着されている点にある。

筐体やレンズホルダおよびフランジ部材は一般
にステンレス鋼で製作され、少なくとも半田付け
される個所には金メツキ等が施される。

［作用］ 本発明ではレンズを内蔵するレンズホルダがフ
ランジ部材内に挿入されて、そのフランジ部材が
筐体凹部の中間壁に固定されるため、フランジ部
材を筐体中間壁に対して変位させることにりレン
ズの径方向の位置調整を行うことができ、またフ
ランジ部材内でレンズホルダを摺動させることに
よりレンズの光軸方向の位置調整を行うことがで
きる。

そしてそれら各部品は、位置調整によつて定め
た適正位置で固定される。従つて固着個所はレン
ズホルダとフランジ部材との間、並びにフランジ
部材と中間壁との間の２個所となる。

本発明では一方のレンズ関連部品（レンズホル
ダおよびフランジ部材）の固着を半田付けで行つ
ているため、接着剤による固着に比べて温度変動
に対してレンズの位置ずれが少なく、環境温度変
化にともなう特性変動を著しく低減することがで
きる。ここで一方のレンズ関連部品の固定につい
てのみ半田付けを採用したのは、両側ともに半田
付けとした場合には熱ヒステリシスのため所定の
位置に戻らないからである。つまり半田付けする
場合、少なくとも200℃以上の熱が局部的に加え
られるためレンズホルダやフランジ部材等が熱膨
張する。その後冷えて室温に戻つても、両方のレ
ンズが相対的に適正位置からずれてしまい、かえ
つてばらつきが大きくなつてしまうからである。

本発明では他方のレンズ関連部品は接着剤によ
り固定しているため、温度変動に対してレンズの
位置ずれが生じるが、一方のレンズ関連部品は半
田付けで固定されレンズのずれが少ないから、両
方のレンズ関連部品とも接着剤で固定した場合に
比べて著しく光アイソレータ特性が良好となる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る光アイソレータの要部を
示す分解斜視図であり、第２図はその平面図であ
る。この光アイソレータの基本的な構成は第４図
に示す従来技術と同様であるから、それら各部に
ついての説明は省略し、主として相違点について
詳細に説明することとする。

光アイソレータの筐体２４には凹部２６が形成
されており、その凹部２６は中央にＵ字型の切欠
きを持つ２個の中間壁３０ａ，３０ｂで仕切られ
た構造をなす。凹部２６の中央領域には第４図で
示すようなアイソレータ機能部１６が装着され
る。このアイレータ機能部１６は、例えば円柱状
のフアラデー回転子１０の外側をリング状の永久
磁石１２が取り囲み、その両面に複屈折偏光板１
４ａ，１４ｂを接着した構造である。

前記筐体凹部２６内の２個の中間壁３０ａ，３
０ｂの外側領域にレンズ１８ａ，１８ｂが装着さ
れる。中間壁３０ａ，３０ｂの外側面にフランジ
部材３２ａ，３２ｂが当接した状態で固着され、
レンズ１８ａ，１８ｂを内蔵し摘み部３６を有す
るレンズホルダ３８ａ，３８ｂが前記フランジ部
材３２ａ，３２ｂ内に挿入されて固定される構造
である。摘み部３６はマニプレータで保持できれ
ばよく、半田付け作業の妨げとならないように単
なる平板状の構造となつている。

ここで筐体２４とフランジ部材３２ａ，３２ｂ
およびレンズホルダ３８ａ，３８ｂはステンレス
鋼のように熱膨張率が小さく、機械的強度が高く
且つ錆びない非磁性金属材料で製作される。そし
て本発明においては、一方（例えば入射側）のレ
ンズホルダ３８ａとフランジ部材３２ａと中間壁
３０ａとは半田付けされ、他方（ここでは出射
側）のレンズホルダ３８ｂとフランジ部材３２ｂ
と中間壁３０ｂとは接着される。従つて少なくと
も半田付けする部分には金メツキ等が施されてい
る。また接着剤は熱膨張率の小さい常温硬化型の
エポキシ接着剤等を用いる。

実際の組み立ては、例えば次のような作業手順
により行う。先ず入出力側とも光フアイバを筐体
に固定する。そしてアイソレータ機能部を筐体凹
部内に収納固定する。レンズ１８ａ，１８ｂはレ
ンズホルダ３８ａ，３８ｂに固定する。この固定
にはガスの発生が少ないエポキシ系の接着剤を用
いるのが望ましい。その理由はガスがレンズ表面
に付着して曇るのを防ぐためである。入出力側と
もレンズホルダ３８ａ，３８ｂをフランジ部材３
２ａ，３２ｂに挿入し、筐体中間壁３０ａ，３０
ｂに当て、摘み部３６をマニプレータにて保持し
て調整しながら位置決めを行い仮止めする。

次に入射側のフランジ部材３２ａを中間壁３０
ａに半田付けし、フランジ部材３２ａとホルダ３
８ａとを半田付けする。半田付け個所を符号４０
で示す（第２図参照）。

最後に入射側レンズ１８ａとの位置関係を修正
後、出射側のフランジ部材３２ｂを中間壁３０ｂ
に接着し、更にホルダ３８ｂをフランジ部材３２
ｂに接着することが組み立てが完了する。

このようにして製作した光アイソレータの温度
特性の一例を第３図に示す。第３図は25℃→70℃
→25℃→−４℃→25℃まで約180分間で変化させ
た時の本発明品と比較例の挿入損失の変化を示す
グラフである。本発明品は前記のように一方のレ
ンズ関連部品を半田付けで固定し他方を接着した
ものであり、それに対して比較例は両方とも接着
したものである。このグラフから判るように比較
例の光アイソレータでは挿入損失が1.0〜7.0dBと
大きく変動しているのに対して、本発明品は1.06
〜1.9dBの範囲に収まり、極めて温度特性が向上
することが判る。

以上本発明の好ましい一実施例について詳述し
たが、本発明はこのような構成のみに限定される
ものではない。YIGを用いたフアラデー回転子の
消光比は40dB程度であるから、更に消光比を高
める場合には２組のアイソレータ機能部を光軸方
向に連設するような構成が採用されることもあ
る。本発明はこのような光アイソレータにおいて
も適用できることは言うまでもない。

［発明の効果］ 本発明は上記のようにアイソレータ筐体凹部に
設けた中間壁にフランジ部材を固着し、レンズを
内蔵するレンズホルダが前記フランジ部材内に挿
入されて固定される構造だから、光軸方向並びに
径方向へのレンズの微調整を容易に行うことがで
きる。

しかもレンズ関連部品の一方は半田付けで固定
され他方は接着により固定されるから、半田付け
による熱サイクルで一方のレンズ関連部品の取り
付け位置に僅かなずれが生じても、他方の接着の
際に位置調整を行うことで正確な位置関係を生ぜ
しめることができるし、接着であるため半田付け
のような高い温度が加わることもなく、既に半田
付けした個所で位置ずれをおこす虞れもない。

更に本発明では、レンズ関連部品の一方が半田
付けであるため、温度変化に対するレンズのずれ
が小さく特性変動を抑制でき、特に挿入損失の変
動を大幅に低減できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光アイソレータの一実施
例の要部を示す分解斜視図、第２図はその平面
図、第３図は本発明品と比較例の環境温度と挿入
損失との関係を示すグラフ、第４図は光アイソレ
ータの基本構成を示す説明図である。 １０……フアラデー回転子、１２……永久磁
石、１４ａ，１４ｂ……複屈折偏光板、１６……
アイソレータ機能部、１８ａ，１８ｂ……レン
ズ、２４……筐体、２６……凹部、３０ａ，３０
ｂ……中間壁、３２ａ，３２ｂ……フランジ部
材、３８ａ，３８ｂ……レンズホルダ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アイソレータ機能部と、その両側に位置する
   レンズを筐体凹部内に収納し、レンズの外側に光
   フアイバを配設した光アイソレータにおいて、筐
   体凹部内には中央に切欠きを持つ複数の中間壁が
   形成されていて、該中間壁にフランジ部材が固着
   され、レンズを内蔵し摘み部を有するレンズホル
   ダが前記フランジ部材内に挿入されており、一方
   のレンズホルダとフランジ部材と中間壁とは半田
   付けにより固定され、他方のレンズホルダとフラ
   ンジ部材と中間壁とは接着により固定されている
   光アイソレータ。