JPH08327950A - Optical isolator - Google Patents
Optical isolatorInfo
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- JPH08327950A JPH08327950A JP15855495A JP15855495A JPH08327950A JP H08327950 A JPH08327950 A JP H08327950A JP 15855495 A JP15855495 A JP 15855495A JP 15855495 A JP15855495 A JP 15855495A JP H08327950 A JPH08327950 A JP H08327950A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光計測等に使
用される光アイソレータにおいて、特に、可視波長域に
使用される光アイソレータに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical isolator used for optical communication, optical measurement, etc., and more particularly to an optical isolator used in the visible wavelength range.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、半導体レーザを光源とした光通信
システムや、半導体レーザを使用した光応用機器が広範
に利用されており、更に、その用途、及び規模が拡大さ
れている。これら光通信システムや光応用機器の精度や
安定性を向上させるため、半導体レーザへの戻り光を除
去する目的に、光アイソレータが使用されている。特
に、ファイバー増幅器には、低雑音、広帯域、高出力等
の特徴を生かすため、必要不可欠である。2. Description of the Related Art In recent years, an optical communication system using a semiconductor laser as a light source and an optical application device using a semiconductor laser have been widely used, and further, their applications and scales have been expanded. An optical isolator is used for the purpose of removing the returning light to the semiconductor laser in order to improve the accuracy and stability of these optical communication systems and optical application equipment. In particular, fiber amplifiers are indispensable in order to take advantage of features such as low noise, wide band, and high output.
【0003】現在、1.3μm帯及び1.5μm帯の光通
信用光アイソレータのファラデー回転子材料として、ビ
スマス置換ガーネット厚膜が実用化されている。しかし
ながら、ファイバー増幅器に使用される0.98μm
帯、1.047μm帯等の短波長では、Feイオンに基
づく強い吸収端の存在のために、結晶透過損失が大きく
なる問題があったために、実用化に至らなかった。At present, a bismuth-substituted garnet thick film is put into practical use as a Faraday rotator material for optical communication optical isolators in the 1.3 μm band and the 1.5 μm band. However, 0.98 μm used in fiber amplifiers
At a short wavelength such as the band, 1.047 μm band, there was a problem that the crystal transmission loss increased due to the existence of a strong absorption edge based on Fe ions, so that it was not put to practical use.
【0004】この問題に対し、CdMnTe、又はCd
MnHgTe単結晶をファラデー回転子とすることによ
り、1μm帯以下の短波長に対する、いわゆる可視光ア
イソレータを実用化する検討が進められている。To solve this problem, CdMnTe or Cd
A study is being made to put a so-called visible light isolator into practical use for a short wavelength of 1 μm band or less by using a MnHgTe single crystal as a Faraday rotator.
【0005】この光アイソレータの構成は、偏光子、検
光子、ファラデー回転子からなる光学素子と、磁界発生
用の永久磁石、及びそれらの固定保護用のホルダーから
なっている。The structure of this optical isolator comprises an optical element consisting of a polarizer, an analyzer and a Faraday rotator, a permanent magnet for generating a magnetic field, and a holder for fixing and protecting them.
【0006】従来、各光学素子とホルダーとの固定接着
の方法として、有機接着剤が使用されてきたが、長期に
わたる接着力の安定性に乏しく、接着剤からのガス放出
を伴い、このガスがレーザ光によって結晶表面に有機系
の膜を形成して挿入損失を増大するため、長期間の信頼
性が確保できない。Conventionally, an organic adhesive has been used as a method for fixing and adhering each optical element to a holder, but the stability of the adhesive force for a long period of time is poor, and this gas accompanies the release of gas from the adhesive. Since an organic film is formed on the crystal surface by laser light to increase insertion loss, long-term reliability cannot be ensured.
【0007】このため、光通信用中継機器等に用いられ
る場合、長期間にわたる高度の信頼性を要求される光ア
イソレータは、従来の有機接着剤による固定法に代わ
り、金属融着法によって形成された光アイソレータが使
用されている。更に、ファイバー増幅器用の光アイソレ
ータでは、光通信中継機器の光アイソレータに比べ、1
00倍以上のパワーの光が通過するため、金属融着法に
よって形成された可視光アイソレータの実用化が望まれ
ている。Therefore, when it is used for a repeater for optical communication or the like, an optical isolator which requires a high degree of reliability for a long period of time is formed by a metal fusion method instead of the conventional fixing method using an organic adhesive. Optical isolators are used. Furthermore, in the optical isolator for fiber amplifier, compared with the optical isolator of the optical communication repeater,
Since light with a power of 00 times or more passes therethrough, it is desired to put a visible light isolator formed by a metal fusion method into practical use.
【0008】ここで、図4に1.3μm帯及び1.5μm
帯の光通信用に使用されている金属融着型光アイソレー
タの断面図を示す。偏光子1及びファラデー回転子2か
らなる光学素子と偏光子側端部ホルダー4が、同時に半
田材7により固定され、検光子3及びマグネット5は、
検光子側端部ホルダー6に半田固定される。この偏光子
側端部ホルダー4と検光子側端部ホルダー6は、外部ホ
ルダー12を介してレーザ溶接により接合され、一段型
光アイソレータが形成される。この時、各光学素子の半
田固定用メタライズ膜11は、図5に示すように、光が
通過しない部分に形成される。Here, the 1.3 μm band and 1.5 μm are shown in FIG.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a metal fusion splicing type optical isolator used for band optical communication. The optical element including the polarizer 1 and the Faraday rotator 2 and the polarizer side end holder 4 are simultaneously fixed by the solder material 7, and the analyzer 3 and the magnet 5 are
It is soldered to the analyzer side end holder 6. The polarizer-side end holder 4 and the analyzer-side end holder 6 are joined by laser welding via the external holder 12 to form a one-stage optical isolator. At this time, the solder fixing metallized film 11 of each optical element is formed in a portion where light does not pass, as shown in FIG.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、可視光
アイソレータのファラデー回転子に使用されるCdMn
Te及びCdMnHgTe単結晶について、従来と同様
のメタライズ膜形成を行い、金属融着型光アイソレータ
を形成した後に、落下テストを行うと、30cmからの
落下でも、どちらの単結晶もホルダーから剥離してしま
い、実用に耐えなかった。However, CdMn used in the Faraday rotator of the visible light isolator.
For Te and CdMnHgTe single crystals, a metallized film was formed in the same manner as the conventional one, and a metal fusion-type optical isolator was formed. Then, a drop test was conducted. Both single crystals were peeled from the holder even when dropped from 30 cm. It wasn't practical.
【0010】本発明の技術的課題は、耐衝撃性を大幅に
向上した可視光金属融着型光アイソレータを供すること
である。A technical object of the present invention is to provide a visible light metal fusion type optical isolator having a significantly improved impact resistance.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明によれば、可視光
金属融着型光アイソレータにおいて、接合するファラデ
ー回転子の側面のうち、少なくとも一面にメタライズ膜
を形成し、めっき処理されたマグネットと直接半田接合
することにより、耐衝撃性が高く、高信頼性の可視光ア
イソレータを提供することができる。According to the present invention, in a visible light metal fusion type optical isolator, a metallized film is formed on at least one of the side surfaces of a Faraday rotator to be joined, and a magnet is plated. By directly soldering, a visible light isolator having high impact resistance and high reliability can be provided.
【0012】[0012]
【作用】前述の問題点について、鋭意検討の結果、可視
光アイソレータとして使用されるCdMnTe及びCd
MnHgTe単結晶について、半田接合が十分な接着力
を持たなかったのは、メタライズ膜に問題があるのでは
なく、単結晶そのものが脆いために、衝撃に対して単結
晶の接合部分が耐えられず、破壊したためであることを
見い出した。As a result of extensive studies on the above-mentioned problems, CdMnTe and Cd used as visible light isolators
Regarding the MnHgTe single crystal, the soldering did not have sufficient adhesive strength because the metallized film had no problem and the single crystal itself was fragile, so that the single crystal joint could not withstand the impact. , I found that it was because of the destruction.
【0013】更に、CdMnTe又はCdMnHgTe
単結晶のベルデ定数は、ビスマス置換ガーネットと比べ
て、1/5から1/10と小さいため、光アイソレータ
として使用するためには、結晶は光軸方向に長くする必
要がある。Furthermore, CdMnTe or CdMnHgTe
The Verdet constant of a single crystal is as small as 1/5 to 1/10 of that of bismuth-substituted garnet. Therefore, the crystal must be elongated in the optical axis direction for use as an optical isolator.
【0014】このため、従来の光学面にメタライズ膜を
形成する方法では、直方体状の結晶を一方の底面のみで
支持する、いわゆる片持ち梁構造のようになり、接着面
に衝撃が集中し、上記結晶の破壊を招いていた。Therefore, the conventional method of forming the metallized film on the optical surface has a so-called cantilever structure in which a rectangular parallelepiped crystal is supported only on one bottom surface, and the impact is concentrated on the bonding surface. It has caused the destruction of the crystals.
【0015】更に、光学面にメタライズ膜を形成するた
め、光が通過しない場所にのみメタライズ膜を形成しな
ければならないことから、使用できる面積が限定されて
おり、メタライズ膜の単位面積当りの衝撃力を増大させ
ていた。Further, since the metallized film is formed on the optical surface, the metallized film must be formed only in a place where light does not pass, so that the usable area is limited, and the impact per unit area of the metallized film is limited. It was increasing in power.
【0016】以上のことより、結晶の側面のうち、少な
くても一面にメタライズ膜を形成し、めっき処理したマ
グネットと半田接合することにより、接合部の面積を増
大させ、結晶の単位面積当りの衝撃を減少させ、耐衝撃
性を向上させることができる。From the above, by forming a metallized film on at least one of the side surfaces of the crystal and solder-bonding it to the plated magnet, the area of the bonding portion is increased, and the area per crystal unit area is increased. Impact can be reduced and impact resistance can be improved.
【0017】[0017]
【実施例】以下に、実施例により詳細に説明する。EXAMPLES Hereinafter, examples will be described in detail.
【0018】(実施例1)図1(a)に示すように、光
の入、出射面に反射防止膜が形成されたファラデー回転
子であるCdMnHgTe単結晶2(1.3mm×1.3
mm×2.5mm)の四つの側面(1.3mm×2.5m
m)(図においては2面のみが見えている)全てにメタ
ライズ膜11を形成した。この時のメタライズ膜は、下
地膜として、Crを0.35μm、中間膜として、Ni
を0.35μm、接合膜として、Auを0.15μmの3
層膜として形成した。その後、図1(b)及び図1
(c)に示すように、Niめっきした筒状のマグネット
(外径φ4mm、内径φ1.6mm、長さ2.7mm)の
中に、メタライズ膜が形成されたCdMnHgTe結晶
を挿入し、半田材(Au−Sn:融点280℃)7によ
り、前記の光学結晶とマグネットを半田接合した。更
に、図2に示すように、マグネット5、偏光子1、偏光
子側端部ホルダー4を半田接合し、検光子3を検光子側
端部ホルダー6と半田接合し、その後に、偏光子側ホル
ダー4と検光子側ホルダー6とを外部ホルダー12にY
AGレーザにより溶接し、可視光アイソレータを形成し
た。なお、図2においては、メタライズ膜は、図示して
いない。Example 1 As shown in FIG. 1 (a), a CdMnHgTe single crystal 2 (1.3 mm × 1.3) which is a Faraday rotator having an antireflection film formed on the light entrance / exit surface.
mm x 2.5 mm) on four sides (1.3 mm x 2.5 m)
m) The metallized film 11 was formed on all (only two surfaces are visible in the figure). At this time, the metallized film was composed of Cr as a base film of 0.35 μm and an intermediate film of Ni.
Of 0.35 μm and Au as a bonding film of 0.15 μm
It was formed as a layer film. Then, FIG. 1 (b) and FIG.
As shown in (c), a CdMnHgTe crystal on which a metallized film was formed was inserted into a Ni-plated cylindrical magnet (outer diameter φ4 mm, inner diameter φ1.6 mm, length 2.7 mm). Au—Sn: melting point 280 ° C.) 7 was used to solder-bond the optical crystal and magnet. Further, as shown in FIG. 2, the magnet 5, the polarizer 1, and the polarizer-side end holder 4 are solder-bonded, the analyzer 3 is solder-bonded to the analyzer-side end holder 6, and then the polarizer-side Attach the holder 4 and the analyzer side holder 6 to the external holder 12
Welded with an AG laser to form a visible light isolator. The metallized film is not shown in FIG.
【0019】(実施例2)ファラデー回転子であるCd
MnHgTe単結晶2の側面のうち、図3(a)に示す
ように、一面にのみメタライズ膜11を形成し、図3
(b)及び図3(c)に示すように、めっき処理された
マグネット5と半田付けを行い、可視光アイソレータを
形成した。(Embodiment 2) Cd which is a Faraday rotator
Of the side surfaces of the MnHgTe single crystal 2, as shown in FIG. 3A, the metallized film 11 is formed only on one side, and
As shown in (b) and FIG. 3 (c), the visible light isolator was formed by soldering with the plated magnet 5.
【0020】以上のようにして作製された可視光アイソ
レータについて、落下試験を行った。その結果を表1に
示す。なお、この時の合(OK)否判定は、落下後の結
晶の剥離、ひびがないこととした。The visible light isolator manufactured as described above was subjected to a drop test. Table 1 shows the results. In addition, in this case, the determination (OK) was made based on the fact that there was no peeling or cracking of the crystal after falling.
【0021】(表1) (Table 1)
【0022】表1から明かなように、本発明によれば、
耐衝撃性を大幅に増加させることができた。As is apparent from Table 1, according to the present invention,
The impact resistance could be increased significantly.
【0023】[0023]
【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
可視光金属融着型光アイソレータにおいて、接合するフ
ァラデー回転子の側面のうち、少なくても一面にメタラ
イズ膜を形成し、めっき処理されたマグネットと半田接
合することにより、耐衝撃性が高く、高信頼性の可視光
アイソレータを提供することができる。As described above, according to the present invention,
In the visible light metal fusion type optical isolator, a metallized film is formed on at least one of the side surfaces of the Faraday rotator to be joined, and by soldering with a plated magnet, high impact resistance and high A reliable visible light isolator can be provided.
【図1】本発明の実施例を示す説明図、図1(a)は斜
視図、図1(b)は横断面図、図1(c)は縦断面図。FIG. 1 is an explanatory view showing an embodiment of the present invention, FIG. 1 (a) is a perspective view, FIG. 1 (b) is a horizontal sectional view, and FIG. 1 (c) is a vertical sectional view.
【図2】本発明の実施例によるアイソレータの断面図。FIG. 2 is a sectional view of an isolator according to an embodiment of the present invention.
【図3】本発明の他の実施例を示す説明図、図3(a)
は斜視図、図3(b)は横断面図、図3(c)は縦断面
図。FIG. 3 is an explanatory view showing another embodiment of the present invention, FIG.
Is a perspective view, FIG. 3 (b) is a horizontal sectional view, and FIG. 3 (c) is a vertical sectional view.
【図4】従来のアイソレータの構造を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing the structure of a conventional isolator.
【図5】従来の光学素子に形成したメタライズ膜を示す
斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing a metallized film formed on a conventional optical element.
1 偏光子 2 ファラデー回転子 3 検光子 4 偏光子側端部ホルダー 5 マグネット 6 検光子側端部ホルダー 7 半田材 11 メタライズ膜 12 外部ホルダー 1 Polarizer 2 Faraday rotator 3 Analyzer 4 Polarizer side end holder 5 Magnet 6 Analyzer side end holder 7 Solder material 11 Metallized film 12 External holder
Claims (1)
なる光学素子と、磁界発生用の永久磁石と、ホルダーと
から構成される金属融着型光アイソレータにおいて、前
記ファラデー回転子の側面のうち、少なくとも一面にメ
タライズ膜を形成し、めっき処理されたマグネットと半
田接合したことを特徴とする光アイソレータ。1. A metal fusion-type optical isolator comprising an optical element including a polarizer, an analyzer, and a Faraday rotator, a permanent magnet for generating a magnetic field, and a holder, wherein a side surface of the Faraday rotator is included. An optical isolator characterized in that a metallized film is formed on at least one surface and soldered to a plated magnet.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15855495A JPH08327950A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15855495A JPH08327950A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Optical isolator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08327950A true JPH08327950A (en) | 1996-12-13 |
Family
ID=15674250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15855495A Pending JPH08327950A (en) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | Optical isolator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08327950A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000045214A1 (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-03 | Tokin Corporation | Optical isolator comprising a faraday rotator |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP15855495A patent/JPH08327950A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000045214A1 (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-03 | Tokin Corporation | Optical isolator comprising a faraday rotator |
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