JPH0750262B2 - 光アイソレータの製造方法 - 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や光計測器等で用いる光アイソ
レータに関し、更に詳しくは、各部品同士の結合部に半
田付け可能な金属膜を形成して全ての結合部を半田付け
により結合一体化した光アイソレータの製造方法に関す
るものである。

［従来の技術］ 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、例えば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って光源側に戻るのを
防止するため等に用いられている。

光アイソレータは第５図に示すように、偏光子10と検光
子11との間に45度ファラデー回転子12を配置して構成さ
れる。ここで偏光子10及び検光子11は、プリズムホルダ
14,15内にプリズム16,17を装着した構造をなし、ファラ
デー回転子12は永久磁石18内に磁気光学結晶20を装着し
た構造をなす。

このような光アイソレータは、各構成部品の接合面に接
着剤を塗布し、全て接着剤によって固着し組み立てられ
ていた。接着個所を第５図において破線で示す。

［発明が解決しようとする課題］ ところが光アイソレータのように高精度で組み立てるこ
とが重要な装置において接着剤の信頼性は未だ十分確立
されていない。つまり接着剤には耐候性、アウトガス、
熱膨張等の問題があり、組み立てられた光アイソレータ
の信頼性を低下させる大きな要因となっている。

本発明の目的は、上記のような従来技術が有する諸課題
を解決し、周囲温度変動による光学特性の変化が少な
く、長期間にわたって光学特性が安定化し長寿命化を図
ることができ、信頼性が高くしかも生産性も大幅に向上
させることができる光アイソレータの製造方法を提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の目的を達成することのできる本発明は、ともにプ
リズムホルダ内にプリズムを装着した構造の偏光子と検
光子との間に、永久磁石内に磁気光学結晶を装着したフ
ァラデー回転子を配置して結合一体化した光アイソレー
タにおいて、各構成部品同士の互いに結合する部分に半
田付け可能な金属膜を形成し、全て半田付けにより結合
一体化した光アイソレータの製造方法である。

ここでプリズムホルダとプリズムとの結合及び永久磁石
と磁気光学結晶との結合は、例えばプリズムホルダ及び
永久磁石に外側から内側に達する通し孔を形成して半田
を挿入し、該通し孔を通してレーザビームを照射し半田
付けする。

永久磁石とプリズムホルダとの結合は、一方の外周にテ
ーパや溝等を形成し、それを利用して外側から半田付け
する。

各部品同士の結合部分に半田付け可能な金属膜を形成す
るには、例えば金メッキがよい。

［作用］ 本発明ではプリズムホルダとプリズムとの結合及び永久
磁石と磁気光学結晶との結合は全て半田付けで行われ、
それらによって作られる偏光子、ファラデー回転子、検
光子も半田付けにより互いに結合され一体化される。

従って本発明では信頼性の点で問題のある接着剤を全く
使用していないから、接着剤のもつ種々の問題、例えば
接着剤からのアウトガスの発生や周囲温度変動による接
着剤の熱膨張等の問題が生じず、光学特性が安定化し長
寿命化が図られる。

［実施例］ 第１図は本発明に係る光アイソレータの一実施例を示す
分解斜視図である。この光アイソレータは、従来同様、
偏光子30と検光子32との間に45度ファラデー回転子34を
配置して結合一体化した構造である。

ファラデー回転子34は、軸方向に着磁された円筒状の永
久磁石36とその内部に装着される円柱状の磁気光学結晶
38とから構成される。本発明では、永久磁石36に、その
外周面から内周面に至る通し孔40が形成されており、永
久磁石36の全面及び磁気光学結晶38の外周面（即ち両端
の光学面を除く）は金メッキされている。永久磁石36は
例えばサマリウム−コバルト系磁石からなり、磁気光学
結晶38は1.2μｍ以上の長波長領域ではYIG（イットリウ
ム−鉄−ガーネット）単結晶等からなる。

磁気光学結晶38は第２図に示すように永久磁石36の内部
に挿入され半田付けにより結合される。この半田付けは
通し孔40に半田42を挿入し、その通し孔40を通してレー
ザビームを照射することにより半田付けを行う。このよ
うにしてファラデー回転子34が組み立てられる。

偏光子30及び検光子32は共にプリズムホルダ44,45内に
プリズム46,47を装着した構造である。プリズムホルダ4
4,45は共に筒状をなし、外側は永久磁石36と同様の外周
面を持ち、内側にはプリズム46,47が挿入される角形貫
通孔48,49を有し、永久磁石36と対向する面の外周側に
はテーパ面50,51が形成されており、且つ外周面から内
面に至る通し孔52,53を有する構造である。ここでプリ
ズムホルダ44,45は例えばアルミニウム等から構成さ
れ、その全面に金メッキが施されている。またプリズム
46,47は例えばBK−７等からなり、その両側の光学面を
除く四面に金メッキが施されている。

前記のように偏光子30と検光子32は同じ構造であるか
ら、以下偏光子30についてのみ説明する。偏光子30は、
第３図に示すようにプリズムホルダ44の角形貫通孔48内
にプリズム46を挿入し結合する。この結合は、ファラデ
ー回転子34の場合と同様、通し孔52に半田56を挿入し、
該通し孔52を通してレーザビームを照射し、その熱によ
り半田56を溶融して結合する。

このようにして組み立てられた偏光子30、ファラデー回
転子34、検光子32は第４図に示すようにその順序で配列
され、テーパ面50,51を利用して半田付けする。この半
田付けは、テーパ面50,51に半田58を載せ、レーザビー
ムを照射すること等によって行う。

以上のようにして、本発明によれば全て半田付けにより
各構成部分を結合し、光アイソレータが組み立てられ
る。

なお本発明は上記のような構成のみに限定されるもので
はない。上記の実施例ではプリズムホルダの全周にテー
パ面を形成しているが、そのような構造だと半田付けの
際に半田が拡がりすぎる虞れがあるから、複数個所溝を
形成しその溝部で半田付けを行うようにしてもよい。各
部品同士の結合面に形成する金属膜は、金メッキ膜に限
られるものではなく半田付け可能な良好な金属膜であれ
ばよい。その金属膜の形成個所は結合部分であり、プリ
ズムホルダ44,45の外周面や永久磁石36の外周面等はそ
のような金属膜を形成しなくてもよい。しかしマスキン
グ等の処理が煩瑣になくなるから、それら構成部品はプ
リズム46,47の両側の光学面と磁気光学結晶38の両側の
光学面を除いて全面に金メッキ等を行った方が製作は容
易である。

［発明の効果］ 本発明は上記のように各部品同士の結合部分に半田付け
可能な金属膜を形成し、全ての構成部品を半田付けによ
り結合一体化した構造としたから、信頼性の点で問題が
ある接着剤を全く使用しなくても済むため次のような優
れた効果を奏する。

先ず周囲温度上昇による接着剤からのアウトガス発生が
なくなり、構成部品の寿命が長くなる。また周囲温度の
変動による接着剤の熱膨張によって従来技術では光軸ず
れが生じていたが、本発明ではそのような光軸ずれが極
力抑えられ光学特性が安定化する。また半田の寿命は接
着剤の寿命よりも長いから、光アイソレータは長期間に
わたって特性が安定化する。更に製作時に接着剤の硬化
時間待ちがなくなり、生産性が大幅に向上する。

本発明ではレーザビームによる半田付けを行っており、
加熱ビームスポット径は1mm程度なので局部加熱が可能
である。そのため、耐熱温度の低い素子（プリズムは貼
合せ面の接着剤のため耐熱温度が低い）でも半田付けが
可能となる。また光アイソレータの場合、複数の段階で
の加熱結合工程が必要である。前記のように局部加熱と
なるため、プリズムホルダとプリズムとの結合及び永久
磁石と磁気光学結晶との半田付け工程と、両プリズムホ
ルダと永久磁石との半田付け工程に、同一種類の半田を
用いて全ての個所の半田付けができ、組立・管理工程が
簡素化される。半田は全て通し孔や窪み内に収まるた
め、外周面に半田が膨出せず、光アイソレータの取付け
や調整が容易に行える。更にレーザビームの照射は、全
て外周側から行えるので作業も容易であり、組立精度も
向上する。

【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を示す
分解斜視図、第２図はそのファラデー回転子の断面図、
第３図は偏光子の断面図、第４図は組み立てた光アイソ
レータの全体構成図である。 また第５図は従来技術の例を示す説明図である。 30……偏光子、32……検光子、34……ファラデー回転
子、36……永久磁石、38……磁気光学結晶、40,52,53…
…通し孔、44,45……プリズムホルダ、46,47……プリズ
ム、50,51……テーパ面。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 孝祐 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−196620（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−187309（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−133971（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ともにプリズムホルダ内にプリズムを装着
   した構造の偏光子と検光子との間に、永久磁石内に磁気
   光学結晶を装着したファラデー回転子を配置して結合一
   体化する光アイソレータの製造方法において、各構成部
   品同士の互いに結合する部分に半田付け可能な金属膜を
   形成し、プリズムホルダとプリズムとの結合及び永久磁
   石と磁気光学結晶との結合は、プリズムホルダ及び永久
   磁石に外側から内側に達する通し孔を形成して半田を挿
   入し、該通し孔を通してレーザビームを照射して半田付
   けし、両プリズムホルダと永久磁石との結合は、それら
   の結合面の少なくとも一方の外周にテーパ面もしくは複
   数の溝を形成し、接合によって生じる窪みに半田を配置
   して外側からレーザビームを照射して半田付けし、全て
   半田付けにより結合一体化することを特徴とする光アイ
   ソレータの製造方法。