JPH0637382Y2 - 光アイソレータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、光通信，光計測等に使用されるファラデー効
果を利用した光アイソレータにおいて、安定な消光比特
性を実現するための光アイソレータの構成に関する。

［従来の技術及びその課題］ 最近、半導体レーザを光源とした光通信システムや、半
導体レーザを用いた光応用機器が広範に利用されるよう
になり、それらのシステムや機器の精度や安定性を向上
する目的から、半導体レーザへの戻り光を除去する光ア
イソレータの要求が高まってきた。これまでに多様な構
造からなる光アイソレータが提案されてきたが、基本的
には一対の偏光素子である偏光子，検光子，ファラデー
回転子，磁界発生用永久磁石及びそれらを固定保護する
ためのホルダーケースから構成されている。

光アイソレータの消光特性は、磁気光学素子であるファ
ラデー回転子による45°偏光面の精度及び偏光子，検光
子の偏光面が相対的に正確に45°異なる調整がされてい
るか否かに依存している。順方向では半導体レーザから
出射された光線は偏光子を通過し直線偏光となり、ファ
ラデー回転子により45°偏光面が回転され、偏光子と45
°偏光面の異なる方向に調整された検光子を通過するこ
とで、その45°偏光面が維持されている。そして逆方向
に対しては45°偏光面のみ検光子を透過し、ファラデー
回転子によりさらに45°偏光面が回転されるため、入射
時の偏光面に対して90°回転した偏光面となることによ
り偏光子で遮断され、高い消光特性が達成される。しか
し光アイソレータ装置の組立て後においては、偏光子と
検光子との偏光面の相対的な45°調整は実際に非常に困
難であり、調整時間を多大に必要としていた。

以上のような欠点を改良すべく、特開昭60−181727号及
び61−036725号公報においては、組立て後外部より回転
調整することが可能な光アイソレータ機構の提案がなさ
れている。しかしいずれも第２図に示すように、ホルダ
ーケース１内に直接偏光素子3,5を配置し、またホルダ
ーケース１は永久磁石２を中心としてカップ状に配設さ
れており、偏光素子3,5が永久磁石２の外にあるため、
光アイソレータの小型化にも限界があった。しかも偏光
素子3,5とファラデー回転子４間に空間が存在するた
め、入射光の損失原因ともなっていた。また前者の提案
においては、偏光子，ファラデー回転子，検光子を独立
に回転し，調整後ネジ止めにより固定する構造であるた
め、全体に複雑な構造となり、多量生産には適さなかっ
た。さらに特開昭62−6216号公報においては、偏光素子
を磁界発生用永久磁石内に挿入するとともに、ファラデ
ー素子を固定用ホルダーに接着し小型化を実現すると同
時に、ファラデー素子固定用ホルダーからの反射をホル
ダー中心部の遮光孔を円錐形状にして防止する構造が提
案されている。しかしこの構造においても前述の２方式
と同様にホルダー容積分だけ大きくなり全体構造の小型
化を制限している。本考案者らはこれらの点を鑑みて、
先に特願昭62−236693号及び実願昭62−145786号公報に
おいて、小型でかつ調整容易な光アイソレータの構造を
提案した。しかし前述の本考案者らによる特願昭62−23
6693号，実願昭62−145786号公報にかかる発明におい
て、初期の目的とした光アイソレータの小型化，調整容
易製，高消光特性について十分な改良がなされたが、永
久磁石同志が直接吸引接着しているため、永久磁石端部
の破損劣化等が生じる可能性があった。とくに希土類磁
石は永久磁石特性は極めて高い性能を有するが、機械的
に脆い性質があり相互の強力な磁気的吸着力で固定する
際に破損しやすい欠点があった。

本考案は上記２件の発明の構造を基本とし、より調整容
易で安価な光アイソレータを提供することを目的とす
る。

［課題を解決するための手段］ 本考案は一対の偏光素子のうち、一方の偏光素子を一次
側構成部に挿入固定し、他方、前記偏光素子と対をなす
偏光素子とファラデー回転子を永久磁石内に形成するこ
とにより、前記欠点を改善するものである。すなわち第
１図（ａ）に示すように、磁化方向に貫通穴を形成した
中空状永久磁石22側にファラデー回転子４と検光子５を
挿入した二次側構成部と、永久磁石22と外径寸法が等し
いか、若干小さい同じ中空状の偏光子ホルダー６を軟磁
性体で形成し、偏光子３を挿入した一次側構成部とで構
成される。このため一対の偏光素子3,5の45°偏光面調
整については、永久磁石22の磁気的吸着力により磁性体
ホルダー６が固定されるため仮接着しなくとも、ホルダ
ーケースを互いに回転調整することにより達成できる。
また一方が純鉄，電磁軟鉄等安価で加工容易な磁性体で
あり、永久磁石からの吸引による吸着時の衝撃は少なく
なるし、しかも一方が脆性が小さいため破損も生じな
い。

また光アイソレータとしての全体構造から検討した時、
一方の偏光素子ホルダーを磁性体とすると中空部分の磁
束分布がかなり不規則になりファラデー回転子としてYI
G（イットリウム鉄ガーネット）を用いたとき局部的に
飽和しない部分も生じる。この点を考慮したものが第１
図（ｂ）の構造である。この場合外径形状が円形である
複屈折偏光素子であれば問題はないが、偏光ビームスプ
リッタやローションプリズム等外径形状が四角である立
方体の場合、対角部分だけ中空状永久磁石の内径寸法を
大きくしなければならないため、全体の永久磁石部分が
小さくなり磁束分布も不規則になるが、磁性体ホルダー
６の長さを短くし、その分永久磁石32の長さを長くする
ことにより、光アイソレータ全体長さは第１図（ａ）と
同じであるが、ファラデー回転子４と磁性体ホルダー６
間に間隙Ｇが形成されるため磁束分布が十分に均一化
し、しかも磁性体ホルダー６のファラデー回転子４面側
に角度調整時のガイドとなる段差Ｄを設けることによ
り、中空部分への磁束集中を促進させるため高い磁束密
度を発生できる。したがってファラデー回転子の飽和磁
化に必要な磁場強度によって（ａ），（ｂ）を選択でき
る。

［考案の効果］ 本考案により、いずれの構造についてもホルダーの一方
を磁性体とすることで製造原価的に低価格となり本考案
の目的を十分に満足する構成となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例の断面図。 第２図は従来の一例の断面図。 1:ホルダーケース、2,22,32:永久磁石 3:偏光子、4:ファラデー回転子 5:検光子、6:磁性体ホルダー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−36725（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−139507（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の偏光素子と、その素子間に間挿され
   偏光面を45°回転させるファラデー回転子を配設すると
   共に、前記ファラデー回転子の外周に該ファラデー回転
   子に光軸方向の磁界を印加する永久磁石を設けた光アイ
   ソレータにおいて、一方の偏光素子を一次側構成部の中
   空状軟磁性体内に配置し、他方にファラデー回転子とも
   う一方の対をなす偏光素子を二次側構成部である永久磁
   石内に配置して、一次側構成部の軟磁性体を二次側構成
   部の永久磁石の磁気的吸引力により固定した後、偏光素
   子偏光面の相対角度および光軸調整を、外部から個々に
   独立して回転自在とする構造を有する光アイソレータ。
2. 【請求項２】一方のホルダーケース内に偏光素子を内包
   する中空状軟磁性体を固着した一次側構成部と、他方の
   ホルダーケース内に前記偏光素子と対をなす偏光素子を
   内包する中空状永久磁石を固着した二次構成部を、一次
   側構成部のホルダーケース内周面が二次側構成部中空状
   永久磁石の外径面をガイドとして挿入できるように軟磁
   性体及び永久磁石の長さを設定し、これらのホルダーケ
   ースを相互に係合させることにより回転可能に一体化
   し、偏光面および光軸調整後、双方を固着した構造とす
   る実用新案登録請求項（１）記載の光アイソレータ。