JPH0915533A - 光アイソレータ、ファイバ付光アイソレータ、及びそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 良好なアイソレ−ション特性が得られる光ア
イソレータを低価格で安定して量産することを目的とす
る。 【構成】 複屈折板を用いた光アイソレ−タに於いて、
実際に使用する特定の斜め方向から入射した順方向の入
射偏光が上記第１、第２の複屈折結晶板を常光・常光も
しくは異常光・異常光として透過するようにファラデ−
回転子の磁化の向きを設定したときと、第１、第２の複
屈折結晶板を常光・異常光もしくは異常光・常光として
透過するようにファラデ−回転子の磁化の向きを設定し
たときのアイソレーション特性を比較し、より良好なア
イソレーション特性が得られる方にファラデ−回転子の
磁化の向きを固定することを特徴とする光アイソレ−タ
及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザモジュール
等に使用する光アイソレータに関し、特に、偏光子とし
て複屈折板を用いた光アイソレータ、ファイバ付光アイ
ソレータ、及びそれらの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】光アイソレータは、２枚の偏光子をその
光学的な相対角度（入射面に対して垂直に入射した光が
直進通過する光の偏光方向の相対角度）が約４５度にな
るように配置し、それらの間にファラデー回転角を約４
５度に設定したファラデ−回転子を挿入して互いに固定
したものであり、順方向の光は透過させ、逆方向の光は
遮断する作用を有する。かかる光アイソレータは、光フ
ァイバ通信のキーデバイスの１つであり、将来の高度情
報化社会実現のため、その低価格化、量産化が強く望ま
れている。

【０００３】例えば、特開平３−１７１０２９号公報に
示された光アイソレータは偏光子として偏光ガラスを用
いたものであり、２枚の大面積の偏光ガラスをファラデ
ー回転子を介在して貼り合わせ、その後、所望の形状に
切断して光アイソレータを作製する。この光アイソレー
タは、量産性に優れているが、偏光子として用いている
偏光ガラスが高価であるという問題がある。

【０００４】一方、特開平１−２１９８１８号公報に示
された光アイソレータは偏光子として複屈折板を用いた
ものであり、２枚の複屈折板をファラデー回転子を介在
して接着する際にレーザ光を光アイソレータの入射面に
なる面に垂直に入射させ、２枚の複屈折板の光学的な相
対角度を調整しつつ固定して光アイソレータを作製す
る。この光アイソレータで偏光子として用いた複屈折板
は作製が容易で安価であるため、光アイソレータの低価
格化が可能となる。

【０００５】上記特開平３−１７１０２９号公報と特開
平１−２１９８１８号公報の長所を組み合わせることに
より、すなわち２枚の大面積の複屈折板を用い、これら
をファラデー回転子を介在して接着する際にレーザ光を
光アイソレータの入射面になる面に垂直に入射させ、２
枚の複屈折板の光学的な相対角度を調整しつつ固定し、
その後、所望の形状に切断することにより、量産性に優
れ低価格で特性の安定した光アイソレータが作製でき
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記複屈
折板を用いた光アイソレータで良好なアイソレーション
特性が得られるのは、光アイソレータの入射面にレーザ
光を垂直に入射した場合であるが、通常は光アイソレー
タの入射面からの反射光が光源に戻らないように、入射
面に対して斜めからレーザ光を入射させて使用するた
め、本来の効果が得られない（例えば、昭和６３年電子
情報通信学会春季全国大会Ｃ−４４７、第１−１５
２）。つまり、垂直入射光に対して光アイソレータの逆
方向の透過光量を最小に設定しても、斜め入射の方向に
依存して逆方向の透過光量は大きく増加するため、斜め
入射による実使用時には十分なアイソレーション特性が
得られない。

【０００７】［斜め入射と２枚の複屈折板の光学的な相
対角度について］斜め入射及び複屈折板の光学的な相対
角度（第１の複屈折板を常光として透過する光の偏光面
と、第２の複屈折板を常光として透過する光の偏光面と
のなす角度）について、図１に示した光アイソレ−タ素
子を参照して説明する。図１に示した光アイソレ−タ素
子１１は、第１の複屈折板１、ファラデ−回転子３、及
び第２の複屈折板２を接着したもので、通常、ファラデ
−回転子３の部分に磁界を印加し、光アイソレ−タとし
て使用する。この光アイソレータの入射面Ｓ１（又は入
射面Ｓ１に平行な面）内に互いに直交する２軸をＸ、Ｙ
軸とり、入射面Ｓ１に垂直な方向にＺ軸をとった場合、
ルチル結晶からなる２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）の
方向は、Ｚ軸からの角度θ（第１の複屈折板：θ１、第
２の複屈折板：θ２）、及びＸ−Ｙ面内に於けるＸ軸か
らの角度φ（第１の複屈折板：φ１、第２の複屈折板：
φ２）で定義することができる。尚、θ１及びθ２の範
囲は、０°＜θ１、θ２＜９０°の範囲で、φ１及びφ
２の範囲は、０°≦φ１、φ２≦３６０°の範囲で設定
するものとする。

【０００８】第１の複屈折板１のＣ軸（光学軸）１ａの
方向：（θ１、φ１） 第２の複屈折板２のＣ軸（光学軸）２ａの方向：（θ
２、φ２） 又、光アイソレータの入射面にレーザ光を垂直に入射す
るときの２枚の複屈折板の光学的な相対角度φ（０°＜
φ＜９０°）は次式で与えられる。

【０００９】 φ＝｜φ２−φ１−ｎ・１８０°｜・・・（１） ここで、−３６０°＜（φ２−φ１）＜−２７０°の場
合：ｎ＝−２ −２７０°＜（φ２−φ１）＜−９０°（但し、φ２−
φ１≠−１８０°）の場合：ｎ＝−１ −９０°＜（φ２−φ１）＜９０°（但し、φ２−φ１
≠０°）の場合：ｎ＝０ ９０°＜（φ２−φ１）＜２７０°（但し、φ２−φ１
≠１８０°）の場合：ｎ＝１ ２７０°＜（φ２−φ１）＜３６０°の場合：ｎ＝２ つまり、第２の複屈折板２のＣ軸（光学軸）２ａの方向
は、第１の複屈折板１のＣ軸（光学軸）１ａを基準とし
てＸ−Ｙ面内で、時計回り又は反時計回りでφもしくは
１８０°−φ（０°＜φ＜９０°）回転させた状態にな
っている。ここで、φもしくは１８０°−φとしたの
は、光学的な相対角度φが同一であっても、図１９に示
したように第１の複屈折板のＣ軸（光学軸）３１に対し
て、第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）をφ回転させた場
合（第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）が３２の場合）と
１８０°−φ回転させた場合（第２の複屈折板のＣ軸
（光学軸）が３３の場合）とがあるからである。尚、図
１に示した光アイソレータでは、θ１、θ２、φ１、φ
２が下記の設定で接着されている。

【００１０】（θ１、φ１）＝（４５゜、０゜） （θ２、φ２）＝（４５゜、４５゜） 又、上記φ１、φ２からも明らかなように２枚の複屈折
板の光学的な相対角度φ（＝φ２−φ１）は、４５°に
設定されている。つまり、第２の複屈折板２のＣ軸（光
学軸）２ａの方向は、第１の複屈折板１のＣ軸（光学
軸）１ａをＸ−Ｙ面内で４５°回転させた方向に設定さ
れている。

【００１１】この光アイソレータに入射するレーザ光４
の入射方向（θｉｎ、φｉｎ）を変動させると、第１の
複屈折板を常光として透過する光の偏光面と、第２の複
屈折板を常光として透過する光の偏光面とのなす角度、
すなわち光学的な相対角度の実効値φｅｆｆは図２に示
したように大きく変動する。ここで、レーザ光の入射方
向（θｉｎ、φｉｎ）は、複屈折板のＣ軸（光学軸）の
場合と同様にＺ軸からの角度θｉｎ、及びＸ−Ｙ面内に
於けるＸ軸からの角度φｉｎで定義した。

【００１２】以下、光アイソレータの入射面にレーザ光
が垂直に入射させた場合の２枚の複屈折板の光学的な相
対角度をφ、斜め入射させた場合の光学的な相対角度を
φｅｆｆ（実効値φｅｆｆ）とする。

【００１３】［アイソレーション特性と２枚の複屈折板
の光学的な相対角度について］２枚の複屈折板の光学的
な相対角度をφ、ファラデー回転子のファラデー回転角
をθfとし、かつ偏光子とファラデ-回転子が理想的な素
子であると仮定すれば、（Ａ）順方向からの入射光が、
第１の複屈折板及び第２の複屈折板中を常光として透過
する光アイソレータ又は、（Ｂ）順方向からの入射光
が、第１の複屈折板及び第２の複屈折板中を異常光とし
て透過する光アイソレータについては順方向の透過率Ｔ
ｆ及び逆方向の透過率Ｔｂは下記の式で得られる。

【００１４】Ｔf ＝ｃｏｓ²(θf- φ) ・・・（２） Ｔb ＝ｃｏｓ²(θf+ φ) ・・・（３） 上記Ｔｆは、図２０（ａ）に示した第２の複屈折板中で
の常光成分Ｆに対応するので、 Ｔｆ＝ｃｏｓ²Δθ となり、ここで Δθ＝（９０°−φ）＋θｆ−９０°＝θｆ−φ なので、式２となる。

【００１５】一方、上記Ｔｂは、図２０（ｂ）に示した
第１の複屈折板中での常光成分Ｂに対応するので、 Ｔｂ＝ｃｏｓ²（φ＋θｆ） つまり、式３となる。又、上記では（Ａ）の場合につい
て説明したが上記式２、３は、（Ｂ）の場合も同様に成
り立つ。尚、図２０における４ａは第１の複屈折板中で
のレーザ光の偏光面（直線偏光の方向）を、４ｂは第２
の複屈折板中でのレーザ光の偏光面（直線偏光の方向）
を、１ａは第１の複屈折板のＣ軸（光学軸）を、２ａは
第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）を示す。

【００１６】又、アイソレ−ション Ｉso は下記の式
（dB単位）で定義される。

【００１７】Ｉso = -10log₁₀(Ｔb/Ｔf) ・・・（４） 上記式２〜４からも明らかなようにθf=φ=45°のとき
Ｔf=1、Ｔb=0、Ｉso = ∞dB となり理想的な光アイソレ
-タの特性が得られる。尚、光アイソレータでは、逆方
向の透過率Ｔｂを低減することが、アイソレ−ション特
性の向上につながるため、θf+φ=90°とすることが最
も重要となる。

【００１８】しかし、偏光子として複屈折板を用いた光
アイソレータでは、垂直入射の光に対してθf+φ=90°
となるように調整しても、実際に使用する斜め入射に対
しては、φと実効値φeffが一致しないためθf+φeff≠
90°となり、アイソレ−ション特性が低下（逆方向の透
過率が増加）してしまう。

【００１９】従って、偏光子として複屈折板を用いた光
アイソレータでは、実際に使用する入射方向（斜め入射
時の入射方向）を考慮して、θf+φeff=90°となるよう
に光アイソレータを設計する必要がある。

【００２０】尚、上記説明は、順方向からの入射光が、
上記（Ａ）、（Ｂ）の条件を満たす場合について述べた
が、（Ｃ）順方向からの入射光が、第１の複屈折板中を
常光として、第２の複屈折板中を異常光として透過する
光アイソレータ又は、（Ｄ）順方向からの入射光が、第
１の複屈折板中を異常光として、第２の複屈折板中を常
光として透過する光アイソレータについては順方向の透
過率Ｔｆ及び逆方向の透過率Ｔｂは下記の式で得られ
る。

【００２１】Ｔｆ ＝ｓｉｎ²(θf＋φ) ・・・（５） Ｔｂ ＝ｓｉｎ²(θf−φ) ・・・（６） 上記Ｔｆは、図２１（ａ）に示した第２の複屈折板中で
の異常光成分Ｆに対応するので、 Ｔｂ＝ｓｉｎ²（φ＋θｆ） つまり、式５となる。

【００２２】一方、上記Ｔｂは、図２１（ｂ）に示した
第１の複屈折板中での常光成分Ｂに対応するので、 Ｔｆ＝ｓｉｎ²Δθ となり、ここで Δθ＝（９０°−φ）＋θｆ−９０°＝θｆ−φ なので、式６となる。又、上記では（Ｃ）の場合につい
て説明したが上記式５、６は、（Ｄ）の場合も同様に成
り立つ。尚、図２１における４ａは第１の複屈折板中で
のレーザ光の偏光面（直線偏光の方向）を、４ｂは第２
の複屈折板中でのレーザ光の偏光面（直線偏光の方向）
を、１ａは第１の複屈折板のＣ軸（光学軸）を、２ａは
第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）を示す。

【００２３】従って、上記式５、６からも明らかなよう
に逆方向の透過率Ｔｂを低減するためには、θf−φ=0
°とする必要があり、実際に使用する入射方向（斜め入
射時の入射方向）を考慮すれば、θf−φeff=0°となる
ように光アイソレータを設計する必要がある。

【００２４】以上、説明したように次条件を満たす場合
に光アイソレータのアイソレーション特性が向上する。

【００２５】（Ｍ１）順方向からの入射光が、上記
（Ａ）、（Ｂ）の条件を満たす光アイソレータについて
は、θf+φeff=90°を満たすことが望ましく、更にθf
＝φeffを満たせば、順方向の透過率Ｔｆ が増加するの
でより望ましい。

【００２６】（Ｍ２）順方向からの入射光が、上記
（Ｃ）、（Ｄ）の条件を満たす光アイソレータについて
は、θf＝φeffを満たすことが望ましく、更にθf+φef
f=90°を満たせば、順方向の透過率Ｔｆ が増加するの
でより望ましい。

【００２７】上記（Ｍ１）、（Ｍ２）からも明らかなよ
うにθf+φeff=90°かつθf＝φeffで設計された光アイ
ソレータ、つまりθf＝φeff＝４５°で設計した光アイ
ソレータが、最も良好なアイソレーション特性が得られ
る。

【００２８】しかし、θf＝φeff＝４５°となるように
設計（θfについては、通常は使用中心波長、使用中心
温度においてθf=45°となるように調整する）した光ア
イソレータであっても、２枚の複屈折板及びファラデ−
回転子を接着する際に、φeffが設計値からずれること
があり、又、設計通りに前記素子が接着された場合で
も、それらを切断したアイソレータ素子（２枚の複屈折
板及びファラデ−回転子を接着した素子）をホルダに固
定する際の固定角度のずれによりφeffがずれることが
あった。その結果、製造された光アイソレータの中には
十分なアイソレーション特性が得られないものがあっ
た。

【００２９】そこで、本発明は偏光子として複屈折板を
用いた光アイソレータ又はファイバ付光アイソレータに
於いて、前記光アイソレータを構成するファラデ−回転
子３の部分に印加する磁界の向きを変化させることによ
りアイソレーション特性及び製造歩留を向上させた光ア
イソレータ、ファイバ付光アイソレータ、及びそれらの
製造方法を提供することを目的とする。

【００３０】尚、従来、入射方向がアイソレ−ション特
性に及ぼす影響について取り上げられなかったのは、光
アイソレ−タ素子を半導体レ−ザ、レンズ系、光ファイ
バ等からなる装置内に組み込んだ状態では、戻り光を測
定する装置を付設することが困難なためである。又、特
開平２−９３４０９号公報には、２つの偏光子を偏光ビ
−ムスプリッタで構成する場合に関して、入射方向の変
動とアイソレ−ション特性の変動の関係が指摘されてい
る。しかし、この文献では光アイソレ−タ素子を光ファ
イバやレンズ系と共に組み立てる際に光アイソレ−タ素
子の面に対する入射方向が変動しても、アイソレ−ショ
ンの変動ができるだけ小さくなるように２つの偏光ビ−
ムスプリッタの法線方向の相対関係を規定するものであ
り、組立の際に最適なアイソレ−ション特性を得ようと
するものではない。

【００３１】

【課題を解決するための手段】本発明は、第１の複屈折
板を常光として透過する光の偏光面と第２の複屈折板を
常光として透過する光の偏光面とが非平行となるように
配置された２枚の複屈折板と、上記２枚の複屈折板の間
に配置され入射光の偏光面を一定角度回転させるファラ
デ−回転子とを有する光アイソレ−タに於いて、実際に
使用する特定の斜め方向から光を入射させた場合に上記
第１の複屈折結晶板を常光として透過する光の偏光面と
上記第２の複屈折結晶板を常光として透過する光の偏光
面とのなす角度をφeff（0゜＜φeff＜90゜となるよう
に定める）とし、上記ファラデ−回転子の使用中心温
度、使用中心波長におけるファラデ−回転角をθf（0゜
＜θf＜90゜となるように定める）としたときに、｜θf
＋φeff−90゜｜＜｜θf−φeff｜の場合は順方向の入
射偏光が上記第１、第２の複屈折結晶板を常光・常光も
しくは異常光・異常光として透過するようにファラデ−
回転子の磁化の向きが設定され、逆に｜θf＋φeff−90
゜｜＞｜θf−φeff｜の場合は順方向の入射偏光が上記
第１、第２の複屈折結晶板を常光・異常光もしくは異常
光・常光として透過するようにファラデ−回転子の磁化
の向きが設定されていることを特徴とする光アイソレ−
タを提供する。

【００３２】本発明はまた第１の複屈折板を常光として
透過する光の偏光面と第２の複屈折板を常光として透過
する光の偏光面とが非平行となるように配置された２枚
の複屈折板と、上記２枚の複屈折板の間に配置され入射
光の偏光面を一定角度回転させるファラデ−回転子とを
有する光アイソレ−タに於いて、実際に使用する特定の
斜め方向から光を入射させ、順方向の入射偏光が上記第
１、第２の複屈折結晶板を常光・常光もしくは異常光・
異常光として透過するようにファラデ−回転子の磁化の
向きを設定したときのアイソレーション特性、及び順方
向の入射偏光が上記第１、第２の複屈折結晶板を常光・
異常光もしくは異常光・常光として透過するようにファ
ラデ−回転子の磁化の向きを設定したときのアイソレー
ション特性を測定し、前記２通りの測定値を比較し、よ
り良好なアイソレーション特性が得られる方にファラデ
−回転子の磁化の向きを固定することを特徴とする光ア
イソレ−タの製造方法を提供する。

【００３３】本発明はまた第１の複屈折板を常光として
透過する光の偏光面と第２の複屈折板を常光として透過
する光の偏光面とが非平行となるように配置された２枚
の複屈折板と、上記２枚の複屈折板の間に配置され入射
光の偏光面を一定角度回転させるファラデ−回転子とを
有する光アイソレ−タと光ファイバとを一体化したファ
イバ付光アイソレ−タ於いて、実際に使用する特定の斜
め方向から光を入射させた場合に上記第１の複屈折結晶
板を常光として透過する光の偏光面と上記第２の複屈折
結晶板を常光として透過する光の偏光面とのなす角度を
φeff（0゜＜φeff＜90゜となるように定める）とし、
上記ファラデ−回転子の使用中心温度、使用中心波長に
おけるファラデ−回転角をθf（0゜＜θf＜90゜となる
ように定める）としたときに、｜θf＋φeff−90゜｜＜
｜θf−φeff｜の場合は順方向の入射偏光が上記第１、
第２の複屈折結晶板を常光・常光もしくは異常光・異常
光として透過するようにファラデ−回転子の磁化の向き
が設定され、逆に｜θf＋φeff−90゜｜＞｜θf−φeff
｜の場合は順方向の入射偏光が上記第１、第２の複屈折
結晶板を常光・異常光もしくは異常光・常光として透過
するようにファラデ−回転子の磁化の向きが設定されて
いることを特徴とするファイバ付光アイソレ−タを提供
する。

【００３４】本発明はまた第１の複屈折板を常光として
透過する光の偏光面と第２の複屈折板を常光として透過
する光の偏光面とが非平行となるように配置された２枚
の複屈折板と、上記２枚の複屈折板の間に配置され入射
光の偏光面を一定角度回転させるファラデ−回転子とを
有する光アイソレ−タと光ファイバとを一体化したファ
イバ付光アイソレ−タ於いて、実際に使用する特定の斜
め方向から光を入射させ、順方向の入射偏光が上記第
１、第２の複屈折結晶板を常光・常光もしくは異常光・
異常光として透過するようにファラデ−回転子の磁化の
向きを設定したときのアイソレーション特性、及び順方
向の入射偏光が上記第１、第２の複屈折結晶板を常光・
異常光もしくは異常光・常光として透過するようにファ
ラデ−回転子の磁化の向きを設定したときのアイソレー
ション特性を測定し、前記２通りの測定値を比較し、よ
り良好なアイソレーション特性が得られる方にファラデ
−回転子の磁化の向きを固定することを特徴とするファ
イバ付光アイソレ−タの製造方法を提供する。

【００３５】

【実施例】本発明の光アイソレータについて、下記
（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）、（Ｄ）の場合に分けて説明す
る。

【００３６】（Ａ）順方向からの入射光が、第１の複屈
折板及び第２の複屈折板中を常光として透過する光アイ
ソレータ （Ｂ）順方向からの入射光が、第１の複屈折板及び第２
の複屈折板中を異常光として透過する光アイソレータ （Ｃ）順方向からの入射光が、第１の複屈折板中を常光
として、第２の複屈折板中を異常光として透過する光ア
イソレータ （Ｄ）順方向からの入射光が、第１の複屈折板中を異常
光として、第２の複屈折板中を常光として透過する光ア
イソレータ 尚、偏光子として複屈折板を用いた光アイソレータで
は、光アイソレータに入射した光が複屈折板中を常光と
して透過するか、又は異常光として透過するかによって
透過経路に差異が生じるのを利用して光アイソレータを
構成している。従って、光源及び光ファイバーの位置設
定により、複屈折板中を常光として透過する光であって
も、異常光として透過する光であっても利用することが
でき、２枚の複屈折板を常光として透過するか異常光と
して透過するかの組合せにより上記（Ａ）、（Ｂ）、
（Ｃ）、（Ｄ）の光アイソレータを構成することができ
る。これは他の偏光子である偏光ガラス、偏光ビ−ムス
プリッタと大きく異なる性質である。例えば偏光ガラス
は一方の直線偏光を吸収する機能があり、偏光ビ−ムス
プリッタは一方の直線偏光の出射方向が入射方向と平行
にならない。

【００３７】［（Ａ）の場合］図３から図７を用いて本
発明の原理を説明する。図３及び図４は、順方向の入射
側から見た第１の複屈折板のＣ軸（光学軸）１ａ、第２
の複屈折板のＣ軸（光学軸）２ａ、及び前記複屈折板を
透過する光の直線偏光の方向４ａ、４ｂ（４ａは第１の
複屈折板中での直線偏光の方向を、４ｂは第２の複屈折
板中での直線偏光の方向を示す）を示す。

【００３８】尚、以下の記載でθｆに付けられた「＋」
はファラデー回転の回転方向が、順方向の入射側からみ
て反時計回りの回転であることを示し、「−」は順方向
の入射側からみて時計回りの回転であることを示す。
又、φｅｆｆに付けられた「＋」は第２の複屈折板のＣ
軸（光学軸）が１の複屈折板のＣ軸（光学軸）から見て
反時計回りの方向（順方向の入射側からみた最小回転方
向）に光学的な相対角度を持つことを示し、「−」は時
計回りの方向（順方向の入射側からみた最小回転方向）
に光学的な相対角度を持つことを示す。

【００３９】図３の場合、第１の複屈折板のＣ軸（光学
軸）の方向（θ１、φ１）は、（４５゜、０゜）に、第
２の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向（θ２、φ２）
は、（４５゜、４５゜＋α）に設定されている。ここ
で、αは斜め入射したときの調整角度であり、斜め入射
したときの２枚の複屈折板の光学的な相対角度φｅｆｆ
＋は４５°（反時計回り方向）になるように設定されて
いる。又、ファラデ−回転子におけるファラデ−回転角
θｆ＋は、入射した光の偏光面（直線偏光の方向）が反
時計回りに４５°回転するように設定されている。

【００４０】従って、第１の複屈折板中を常光として透
過した光は、ファラデー回転子で偏光面（直線偏光の方
向）がθｆ＋回転した後、第２の複屈折板中も常光とし
て透過する。

【００４１】一方、図４の場合、第１の複屈折板のＣ軸
（光学軸）の方向（θ１、φ１）は、（４５゜、０゜）
に、第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向（θ２、φ
２）は、（４５゜、３１５゜＋α）に設定され、斜め入
射したときの２枚の複屈折板の光学的な相対角度φｅｆ
ｆ−は４５°（時計回り方向）に設定されている。又、
ファラデ−回転子におけるファラデ−回転角θｆ−は、
入射した光の偏光面（直線偏光の方向）が時計回りに４
５°回転するように設定されている。

【００４２】この場合にも、図３の場合と同様に第１の
複屈折板中を常光として透過した光は、ファラデー回転
子で偏光面（直線偏光の方向）がθｆ−回転した後、第
２の複屈折板中も常光として透過する。

【００４３】尚、上記複屈折板としてはルチル結晶が、
ファラデ−回転子としてはＢｉ置換希土類鉄ガ−ネット
が一般的に使用されている。

【００４４】次に、図４に示したような設定がされた光
アイソレータを順方向又は逆方向で透過する光の透過経
路を図５から図７を用いて説明する。これらの図に於い
ては、ファラデー回転子部分に印加されている磁界の方
向は光アイソレータの＋Ｚ方向（逆方向からの透過光の
進行方向）に設定されている。

【００４５】図５は順方向の透過経路を示したもので、
第１の複屈折板１の面Ｓ１上のＰｓから入射した光は、
Ｓ２までの間を常光としてほぼ直進し、ファラデー回転
子３で偏光面が回転した後、第２の複屈折板２の面Ｓ３
からＳ４までの間も常光としてほぼ直進し、Ｓ４上のＰ
１から出射する。従って、この場合、半導体レ−ザ、レ
ンズ、光ファイバ等は、順方向の光が面Ｓ１上のＰｓ及
び面Ｓ４上のＰ１を通過するように位置設定されてい
る。

【００４６】図６は逆方向の透過経路（第２の複屈折板
２に常光として入射した光の場合）を示したもので、第
２の複屈折板２の面Ｓ４上のＰ１から入射した光はＳ３
までの間は常光としてほぼ直進し、ファラデー回転子３
で偏光面が回転した後、第１の複屈折板１の面Ｓ２から
Ｓ１までの間を異常光として透過するため直進せず、Ｓ
１上のＰｓと異なる位置から出射する。

【００４７】図７は逆方向の透過経路（第２の複屈折板
２に異常光として入射した光の場合）を示したもので、
第２の複屈折板２の面Ｓ４上のＰ１から入射した光はＳ
３までの間を異常光として透過するため直進せず、ファ
ラデー回転子３で偏光面が回転した後、第１の複屈折板
１の面Ｓ２からＳ１までの間は常光としてほぼ直進し、
Ｓ１上のＰｓと異なる位置から出射する。

【００４８】上記図５から図７の説明で述べたように、
順方向からの透過光については、レーザ光が面Ｓ１上の
Ｐｓ及び面Ｓ４上のＰ１を通過した光のみが、光ファイ
バーに入射される。一方、逆方向からの透過光（戻り
光）については、面Ｓ４上のＰ１から入射した光が面Ｓ
１上のＰｓを通過しなければ、光源に戻らない。

【００４９】ここで、順方向からの入射光が、第１の複
屈折板及び第２の複屈折板中を常光として透過する光ア
イソレータについては順方向の透過率Ｔｆ及び逆方向の
透過率Ｔｂは下記の式で得られる。

【００５０】 Ｔｆ ＝ｃｏｓ²(θf−φｅｆｆ) ・・・（７） Ｔｂ ＝ｃｏｓ²(θf＋φｅｆｆ) ・・・（８） 上記式７でθf−φｅｆｆ＝０°の場合（Ｔｆ＝１）に
は、順方向から透過光は、すべて光ファイバーに入射さ
れる。一方、上記式８でθf＋φｅｆｆ＝９０°の場合
（Ｔｂ＝０）には、逆方向からの透過光（戻り光）につ
いては、光源に戻らない。

【００５１】従って、光アイソレータの特性を向上させ
るためには、逆方向の透過率Ｔｂを低減すること、つま
りθf＋φｅｆｆ＝９０°を満たすことが最も重要にな
る。

【００５２】［（Ｂ）の場合］（Ａ）の場合は、順方向
からの入射光が、第１の複屈折板及び第２の複屈折板中
を常光として透過する光アイソレータについて説明した
が、（Ｂ）の場合は、順方向からの入射光が、第１の複
屈折板及び第２の複屈折板中を異常光として透過する光
アイソレータについて図８及び図９を用いて説明する。

【００５３】図８の場合、第１の複屈折板のＣ軸（光学
軸）の方向（θ１、φ１）は、（４５゜、０゜）に、第
２の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向（θ２、φ２）
は、（４５゜、４５゜＋α）に設定され、斜め入射した
ときの２枚の複屈折板の光学的な相対角度φｅｆｆ＋は
４５°（反時計回り方向）に設定されている。又、ファ
ラデ−回転子におけるファラデ−回転角θｆ＋は、入射
した光の偏光面（直線偏光の方向）が反時計回りに４５
°回転するように設定されている。

【００５４】従って、第１の複屈折板中を異常光として
透過した光は、ファラデー回転子で偏光面（直線偏光の
方向）がθｆ＋回転した後、第２の複屈折板中も異常光
として透過する。

【００５５】一方、図９の場合、第１の複屈折板のＣ軸
（光学軸）の方向（θ１、φ１）は、（４５゜、０゜）
に、第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向（θ２、φ
２）は、（４５゜、３１５゜＋α）に設定され、斜め入
射したときの２枚の複屈折板の光学的な相対角度φｅｆ
ｆ−は４５°（時計回り方向）に設定されている。又、
ファラデ−回転子におけるファラデ−回転角θｆ−は、
入射した光の偏光面（直線偏光の方向）が時計回りに４
５°回転するように設定されている。

【００５６】この場合にも、図８の場合と同様に第１の
複屈折板中を異常光として透過した光は、ファラデー回
転子で偏光面（直線偏光の方向）がθｆ−回転した後、
第２の複屈折板中も異常光として透過する。

【００５７】尚、上記複屈折板としてはルチル結晶が、
ファラデ−回転子としてはＢｉ置換希土類鉄ガ−ネット
が一般的に使用されている。

【００５８】上記のように設定がされた光アイソレータ
に於いて、順方向の透過経路（第１の複屈折板及び第２
の複屈折板中を異常光として透過する経路）に合わせて
半導体レ−ザ、レンズ、光ファイバ等の位置を設定した
場合、上記（Ａ）の場合と同様に、θf＋φｅｆｆ＝９
０°を満たすことにより逆方向の透過率Ｔｂを低減する
ことができる。

【００５９】［（Ｃ）の場合］図１０から図１４を用い
て（Ｃ）の場合について説明する。図１０の場合、第１
の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向（θ１、φ１）は、
（４５゜、０゜）に、第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）
の方向（θ２、φ２）は、（４５゜、４５゜＋α）に設
定され、斜め入射したときの２枚の複屈折板の光学的な
相対角度φｅｆｆ＋は４５°（反時計回り方向）に設定
されている。又、ファラデ−回転子におけるファラデ−
回転角θｆ−は、入射した光の偏光面（直線偏光の方
向）が時計回りに４５°回転するように設定されてい
る。

【００６０】従って、第１の複屈折板中を常光として透
過した光は、ファラデー回転子で偏光面（直線偏光の方
向）がθｆ−回転した後、第２の複屈折板中を異常光と
して透過する。

【００６１】一方、図１１の場合、第１の複屈折板のＣ
軸（光学軸）の方向（θ１、φ１）は、（４５゜、０
゜）に、第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向（θ
２、φ２）は、（４５゜、３１５゜＋α）に設定され、
斜め入射したときの２枚の複屈折板の光学的な相対角度
φｅｆｆ−は４５°（時計回り方向）に設定されてい
る。又、ファラデ−回転子におけるファラデ−回転角θ
ｆ＋は、入射した光の偏光面（直線偏光の方向）が反時
計回りに４５°回転するように設定されている。

【００６２】この場合にも、図１０の場合と同様に第１
の複屈折板中を常光として透過した光は、ファラデー回
転子で偏光面（直線偏光の方向）がθｆ＋回転した後、
第２の複屈折板中を異常光として透過する。

【００６３】尚、上記複屈折板としてはルチル結晶が、
ファラデ−回転子としてはＢｉ置換希土類鉄ガ−ネット
が一般的に使用されている。

【００６４】次に、図１１に示したような設定がされた
光アイソレータを順方向又は逆方向で透過する光の透過
経路を図１２から図１４を用いて説明する。これらの図
に於いては、ファラデー回転子部分に印加されている磁
界の方向は光アイソレータの−Ｚ方向（順方向からの透
過光の進行方向）に設定されている。

【００６５】図１２は順方向の透過経路を示したもの
で、第１の複屈折板１の面Ｓ１上のＰｓから入射した光
は、Ｓ２までの間を常光としてほぼ直進し、ファラデー
回転子３で偏光面が回転した後、第２の複屈折板２の面
Ｓ３からＳ４までの間を異常光として透過するため直進
せず、Ｓ４上のＰ２から出射する。従って、この場合、
半導体レ−ザ、レンズ、光ファイバ等は、順方向の光が
面Ｓ１上のＰｓ及び面Ｓ４上のＰ２を通過するように位
置設定されている。

【００６６】図１３は逆方向の透過経路（第２の複屈折
板２に常光として入射した光の場合）を示したもので、
第２の複屈折板２の面Ｓ４上のＰ２から入射した光はＳ
３までの間は常光としてほぼ直進し、ファラデー回転子
３で偏光面が回転した後、第１の複屈折板１の面Ｓ２か
らＳ１までの間も常光として直進し、Ｓ１上のＰｓと異
なる位置から出射する。

【００６７】図１４は逆方向の透過経路（第２の複屈折
板２に異常光として入射した光の場合）を示したもの
で、第２の複屈折板２の面Ｓ４上のＰ２から入射した光
はＳ３までの間を異常光として透過するため直進せず、
ファラデー回転子３で偏光面が回転した後、第１の複屈
折板１の面Ｓ２からＳ１までの間も異常光として透過す
るため直進せず、Ｓ１上のＰｓと異なる位置から出射す
る。

【００６８】上記図１２から図１４の説明で述べたよう
に、順方向からの透過光については、レーザ光が面Ｓ１
上のＰｓ及び面Ｓ４上のＰ２を通過した光のみが、光フ
ァイバーに入射される。一方、逆方向からの透過光（戻
り光）については、面Ｓ４上のＰ２から入射した光が面
Ｓ１上のＰｓを通過しなければ、光源に戻らない。

【００６９】ここで、順方向からの入射光が、第１の複
屈折板中を常光として、第２の複屈折板中を異常光とし
て透過する光アイソレータについては順方向の透過率Ｔ
ｆ及び逆方向の透過率Ｔｂは下記の式で得られる。

【００７０】 Ｔｆ ＝ｓｉｎ²(θf＋φｅｆｆ) ・・・（９） Ｔｂ ＝ｓｉｎ²(θf−φｅｆｆ) ・・・（１０） 上記式９でθf＋φｅｆｆ＝９０°の場合（Ｔｆ＝１）
には、順方向から透過光は、すべて光ファイバーに入射
される。一方、上記式１０でθf−φｅｆｆ＝０°の場
合（Ｔｂ＝０）には、逆方向からの透過光（戻り光）に
ついては、光源に戻らない。つまり、光アイソレータの
特性を向上させるためには、逆方向の透過率Ｔｂを低減
すること、つまりθf−φｅｆｆ＝０°を満たすことが
最も重要になる。

【００７１】［（Ｄ）の場合］（Ｃ）の場合は、順方向
からの入射光が、第１の複屈折板中を常光として、第２
の複屈折板中を異常光として透過する光アイソレータに
ついて説明したが、（Ｄ）の場合は、順方向からの入射
光が、第１の複屈折板中を異常光として、第２の複屈折
板中を常光として透過する光アイソレータについて図１
５及び図１６を用いて説明する。

【００７２】図１５の場合、第１の複屈折板のＣ軸（光
学軸）の方向（θ１、φ１）は、（４５゜、０゜）に、
第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向（θ２、φ２）
は、（４５゜、４５゜＋α）に設定され、斜め入射した
ときの２枚の複屈折板の光学的な相対角度φｅｆｆ＋は
４５°（反時計回り方向）に設定されている。又、ファ
ラデ−回転子におけるファラデ−回転角θｆ−は、入射
した光の偏光面（直線偏光の方向）が時計回りに４５°
回転するように設定されている。

【００７３】従って、第１の複屈折板中を異常光として
透過した光は、ファラデー回転子で偏光面（直線偏光の
方向）がθｆ−回転した後、第２の複屈折板中を常光と
して透過する。

【００７４】一方、図１６の場合、第１の複屈折板のＣ
軸（光学軸）の方向（θ１、φ１）は、（４５゜、０
゜）に、第２の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向（θ
２、φ２）は、（４５゜、３１５゜＋α）に設定され、
斜め入射したときの２枚の複屈折板の光学的な相対角度
φｅｆｆ−は４５°（時計回り方向）に設定されてい
る。又、ファラデ−回転子におけるファラデ−回転角θ
ｆ＋は、入射した光の偏光面（直線偏光の方向）が反時
計回りに４５°回転するように設定されている。

【００７５】この場合にも、図１５の場合と同様に第１
の複屈折板中を異常光として透過した光は、ファラデー
回転子で偏光面（直線偏光の方向）がθｆ＋回転した
後、第２の複屈折板中を常光として透過する。

【００７６】尚、上記複屈折板としてはルチル結晶が、
ファラデ−回転子としてはＢｉ置換希土類鉄ガ−ネット
が一般的に使用されている。

【００７７】上記のように設定がされた光アイソレータ
に於いて、順方向の透過経路（第１の複屈折板を異常
光、第２の複屈折板を常光として透過する経路）に合わ
せて半導体レ−ザ、レンズ、光ファイバ等の位置を設定
した場合、上記（Ｃ）の場合と同様に、θf−φｅｆｆ
＝０°を満たすことにより逆方向の透過率Ｔｂを低減す
ることができる。

【００７８】［本発明の原理］上記（Ａ）と（Ｃ）を比
較した場合、例えば、２枚の複屈折板の光学的な相対角
度φｅｆｆ−を４５°（時計回り方向）に設定し、ファ
ラデ−回転子におけるファラデ−回転角θｆ−を、入射
した光の偏光面（直線偏光の方向）が時計回りに４５°
回転するように設定した場合（（Ａ）の場合）と、２枚
の複屈折板の光学的な相対角度φｅｆｆ−を４５°（時
計回り方向）に設定し、ファラデ−回転子におけるファ
ラデ−回転角θｆ＋を、入射した光の偏光面（直線偏光
の方向）が反時計回りに４５°回転するように設定した
場合（（Ｃ）の場合）と、を比較した場合、以下のこと
がわかる。

【００７９】両者は共に光学的な相対角度φｅｆｆ−が
４５°（時計回り方向）に設定され、ファラデ−回転角
については、一方は時計回りに４５°回転するように設
定され（（Ａ）の場合）、他方は反時計回りに４５°回
転するように設定されている（（Ｃ）の場合）。

【００８０】つまり、両者の差は、ファラデー回転子部
分に印加されている磁界の方向が、一方は光アイソレー
タの＋Ｚ方向（逆方向からの透過光の進行方向）に設定
され（（Ａ）の場合）、他方は光アイソレータの−Ｚ方
向（順方向からの透過光の進行方向）に設定されている
（（Ｃ）の場合）点だけである。

【００８１】従って、半導体レ−ザ、レンズ、光ファイ
バ等の位置設定を調整すれば、上記（Ａ）及び（Ｃ）で
用いた光アイソレータ素子は、ファラデー回転子部分に
印加する磁界の方向を変えるだけで、いずれの光アイソ
レータにも使用することができる。

【００８２】又、上記（Ａ）及び（Ｃ）の場合の逆方向
の透過率Ｔｂは、式８（（Ａ）の場合）、式１０
（（Ｃ）の場合）で得られる。

【００８３】 Ｔｂ ＝ｃｏｓ²(θf＋φｅｆｆ) ・・・（８） Ｔｂ ＝ｓｉｎ²(θf−φｅｆｆ) ・・・（１０） 従って、ファラデー回転子部分に印加する磁界の方向
を、光アイソレータの＋Ｚ方向（逆方向からの透過光の
進行方向）に設定したときは（（Ａ）の場合）には、ｃ
ｏｓ²(θf＋φｅｆｆ)を、光アイソレータの−Ｚ方向
（順方向からの透過光の進行方向）に設定したときは
（（Ｃ）の場合）には、ｓｉｎ²(θf−φｅｆｆ)を小さ
くすることにより光アイソレータの特性がより向上す
る。

【００８４】従って、ｃｏｓ²(θf＋φｅｆｆ)＜ｓｉｎ
²(θf−φｅｆｆ)の場合には、ファラデー回転子部分に
印加する磁界の方向を、光アイソレータの＋Ｚ方向（逆
方向からの透過光の進行方向）に設定し、ｃｏｓ²(θf
＋φｅｆｆ)＞ｓｉｎ²(θf−φｅｆｆ)の場合には、フ
ァラデー回転子部分に印加する磁界の方向を、光アイソ
レータの−Ｚ方向（順方向からの透過光の進行方向）に
設定した方が、得られる光アイソレータの特性がより向
上する。

【００８５】又、θf、φｅｆｆについて見た場合に
は、｜θf＋φeff−90゜｜＜｜θf−φeff｜のときは、
ファラデー回転子部分に印加する磁界の方向を、光アイ
ソレータの＋Ｚ方向（逆方向からの透過光の進行方向）
に設定し、｜θf＋φeff−90゜｜＞｜θf−φeff｜のと
きは、ファラデー回転子部分に印加する磁界の方向を、
光アイソレータの−Ｚ方向（順方向からの透過光の進行
方向）に設定した方が、得られる光アイソレータの特性
がより向上する。

【００８６】更に、他の設定についても考慮すれば、｜
θf＋φeff−90゜｜＜｜θf−φeff｜のときは、順方向
の入射偏光が上記第１、第２の複屈折結晶板中を共に常
光として、もしくは共に異常光として透過するように印
加磁界の向き設定し、｜θf＋φeff−90゜｜＞｜θf−
φeff｜のときは、順方向の入射偏光が上記第１、第２
の複屈折結晶板中を第１の複屈折結晶板では常光、第２
の複屈折結晶板では異常光として、もしくは第１の複屈
折結晶板では異常光、第２の複屈折結晶板では常光とし
て透過するように印加磁界の向きを設定した方が、得ら
れる光アイソレータの特性がより向上する。

【００８７】尚、光学軸の方向が上記の例以外の場合、
順方向の入射偏光が異常光の場合、及び複屈折板、ファ
ラデ−回転子が上記のもの以外でも本発明の方法が有効
であることは同業者であれば容易に推測できる。例えば
ファラデ−回転子としてＹＩＧを用いた場合は上記の磁
界の向きが反対になり、複屈折板として方解石を用いた
場合は位置ずれの方向が逆になるものの本発明の方法は
有効である。又、本発明におけるファラデー回転子の材
料については、特にこだわらないが、光の入出射面と垂
直な方向に磁化が向き易い垂直磁化性の材料が適してい
る。

【００８８】又、ファラデー回転子に印加する外部磁界
は、ファラデー回転子の磁化を飽和させるのに十分な大
きさである必要がある（ファラデー回転子の磁化を飽和
させることにより、ファラデー回転角がより安定す
る）。

【００８９】以上の説明に於いては、ファラデー回転子
におけるファラデー回転の方向を、外部磁界（永久磁石
による）の向きにより設定したが、ファラデー回転子の
磁化の向きが外部磁界を印加した向きに設定されれば他
の方法を用いてもよく、又、必ずしも外部磁界を印加し
続ける必要もない。例えば、外部磁界を印可した後に、
外部磁界を取り除いても磁化の向きが保持される材料が
知られており、このような材料を用いた場合には、外部
磁界を印加し、ファラデー回転子の磁化の向きを設定し
た後に外部磁界を取り除いても、正常に動作する。

【００９０】本発明の有効性を具体的な数値を用いて説
明する。

【００９１】光アイソレ−タは、通常、使用中心温度、
使用中心波長に於いて、θf＝４５゜、φeff＝４５゜と
なるように設計される。しかしながら種々の要因により
角度ずれが生じる。例えばθf、φeffに、それぞれ最大
±１゜の作製誤差が生じる場合について考える。

【００９２】表１（ａ）は｜θf＋φeff−90゜｜の計算
結果を、（ｂ）は｜θf−φeff｜の計算結果を示す。前
記いずれの場合も、この値が大きいほどアイソレ−ショ
ンの値が小さくなる。そして、この値の最悪値は、共に
２゜であり、そのときのアイソレ−ションの値は最悪の
２９ｄＢになる。又、｜θf＋φeff−90゜｜の場合（表
１（ａ））と｜θf−φeff｜の場合（表１（ｂ））とで
は、この値が最悪の２゜になるとき、つまり、アイソレ
−ションの値が最悪の２９ｄＢになるときのθf、φeff
の組合せが一致しない。

【００９３】従って、表１（ｃ）に示したように｜θf
＋φeff−90゜｜の値と｜θf−φeff｜の値のうち小さ
い方の値を選択した場合、この値の最悪値は１゜にな
り、アイソレ−ションの最悪値も３５ｄＢに向上（６ｄ
Ｂ改善）する。尚、ここで、｜θf＋φeff−90゜｜の場
合と｜θf−φeff｜の場合の選択は、ファラデー回転子
部分に印加する磁界の方向によって決まるので、前記磁
界の設定によりアイソレーション特性を向上させること
ができる。

【００９４】

【表１】

【００９５】［使用例及び評価結果］まず、複屈折板と
して縦１０ｍｍ、横１１ｍｍ、厚さ０．８ｍｍのルチル
板、ファラデ−回転子として縦１０ｍｍ、横１１ｍｍ、
厚さ０．３ｍｍのＢｉ置換希土類鉄ガ−ネットを用意
し、これらを複屈折板、ファラデ−回転子、複屈折板の
順で接着した（以下、大面積光アイソレ−タ素子とい
う）。尚、２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）の方向は、
θ1＝θ2＝４５°、φ1＝０°、φ2＝−４６．１°とな
るように設計した。この設計値は光の入射角度が、θin
＝７．７°、φin＝９０°の場合にφeff＝４５゜とな
るための条件である。またファラデ−回転角の大きさは
θf＝４５゜となるように設計した。この大面積光アイ
ソレ−タ素子を縦１ｍｍ、横１．３ｍｍで切断し、５６
個の光アイソレ−タ素子を得た。

【００９６】次に、図１７に示したように、この光アイ
ソレ−タ素子１１をステンレス製の素子固定部材１２に
半田により固定し、更に、素子固定部材１２をステンレ
ス製の外形ホルダ１４にレ−ザ溶接により固定した。こ
こで、入射光が外形ホルダ１４の中心軸と平行な場合
に、光アイソレ−タ素子１１への入射角度が上記設計値
となるようになっている。

【００９７】その後永久磁石１３の向きを変えてアイソ
レ−ションを測定し、アイソレ−ションの値が大きくな
る向きで永久磁石１３を素子固定部材１２に接着固定し
た。

【００９８】以上のようにして試作した１５個（５種類
の大面積光アイソレ−タ素子から３個ずつの光アイソレ
−タ素子を抜き取った）の光アイソレータについて、そ
の評価結果を表２に示した。種々の作製誤差によりアイ
ソレ−ションは劣化するものの本発明の方法では全て３
４ｄＢ以上のアイソレ−ションを満足している。一方磁
界の向きを固定した従来の方法では３４ｄＢ以上のアイ
ソレ−ションが得られる歩留が７３％又は８０％となり
安定したアイソレ−ション特性が得られていないことが
わかる。

【００９９】又、この評価結果からもアイソレ−ション
特性が良い磁界の向きと｜θf＋φeff−90゜｜（磁界向
き＋）と｜θf−φeff｜（磁界向き−）の値の小さい方
の磁界の向きはほぼ一致していることがわかる。但し、
｜θf＋φeff−90゜｜と｜θf−φeff｜がほぼ同じ値の
場合は、アイソレ−ションがより良い磁界の向きと｜θ
f＋φeff−90゜｜と｜θf−φeff｜の値の小さい磁界の
向きが一致しない場合もあるが、この場合はどちらの磁
界の向きを選んでもアイソレ−ションの値はほぼ同じに
なる。

【０１００】

【表２】

【０１０１】上記と同様の光アイソレ−タ素子を３０個
（１０種類の大面積光アイソレ−タ素子から３個ずつの
光アイソレ−タ素子を抜き取った）作製し、これらを図
１８に示す素子固定部材２１に半田により傾斜を４゜と
して固定した。次に、フェル−ル２４に固定された光フ
ァイバ２５、永久磁石２２及び光アイソレ−タ素子１１
が固定された素子固定部材１５とを仮固定する。尚、フ
ァイバ端面の傾斜は８゜とした。

【０１０２】この状態で結合が最大となる角度で光を入
射させて２つの磁界方向についてアイソレ−ションの値
を測定し、アイソレ−ションの値が大きくなる向きでフ
ェル−ル２４に固定された光ファイバ２５、永久磁石２
２、素子固定部材２１を本固定した。その結果、全ての
光ファイバー付光アイソレータに於いて、安定して３５
ｄＢ以上のアイソレ−ションが得られた。

【０１０３】

【効果】本発明によると、大面積の素子を接着した後、
仕様形状に切断された光アイソレ−タ素子を素子固定部
材に固定した状態でアイソレ−ション特性を磁界の向き
により調整できるので、良好なアイソレ−ション特性が
得られる光アイソレータを低価格で安定して量産するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】光アイソレ−タ素子の構成と、入射光の方向及
び偏光子の方向を示す斜視図である。

【図２】光の入射角度θin、φinと、２つの偏光子の相
対角度の実効値の関係を示すグラフである。

【図３】２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）と、ファラデ
−回転子におけるファラデ−回転角を示した図である。

【図４】２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）と、ファラデ
−回転子におけるファラデ−回転角を示した図である。

【図５】本発明にかかる光アイソレータにおける順方向
の光の透過経路を示した図である。

【図６】本発明にかかる光アイソレータにおける逆方向
の光の透過経路を示した図である。

【図７】本発明にかかる光アイソレータにおける逆方向
の光の透過経路を示した図である。

【図８】２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）と、ファラデ
−回転子におけるファラデ−回転角を示した図である。

【図９】２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）と、ファラデ
−回転子におけるファラデ−回転角を示した図である。

【図１０】２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）と、ファラ
デ−回転子におけるファラデ−回転角を示した図であ
る。

【図１１】２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）と、ファラ
デ−回転子におけるファラデ−回転角を示した図であ
る。

【図１２】本発明にかかる光アイソレータにおける順方
向の光の透過経路を示した図である。

【図１３】本発明にかかる光アイソレータにおける逆方
向の光の透過経路を示した図である。

【図１４】本発明にかかる光アイソレータにおける逆方
向の光の透過経路を示した図である。

【図１５】２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）と、ファラ
デ−回転子におけるファラデ−回転角を示した図であ
る。

【図１６】２枚の複屈折板のＣ軸（光学軸）と、ファラ
デ−回転子におけるファラデ−回転角を示した図であ
る。

【図１７】ホルダに固定した光アイソレータ素子を示し
た図である。

【図１８】光ファイバー付光アイソレータを示した図で
ある。

【図１９】第１の複屈折板のＣ軸（光学軸）と第２の複
屈折板のＣ軸（光学軸）との関係を示した図である。

【図２０】順方向の透過率Ｔｆ及び逆方向の透過率Ｔｂ
を説明するための図である。

【図２１】順方向の透過率Ｔｆ及び逆方向の透過率Ｔｂ
を説明するための図である。

【符号の説明】

１、２ 複屈折板（偏光子） １ａ、２ａ Ｃ軸（光学軸） ３ ファラデ−回転子 ４ レーザ光 ４ａ、４ｂ 偏光面（直線偏光の方向） １１ 光アイソレ−タ素子 １２、２１ 素子固定部材 １３、２２ 永久磁石 １４ 外形ホルダ ２３ 外形スリ−ブ ２４ フェル−ル ２５ 光ファイバ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の複屈折板を常光として透過する光
   の偏光面と第２の複屈折板を常光として透過する光の偏
   光面とが非平行となるように配置された２枚の複屈折板
   と、上記２枚の複屈折板の間に配置され入射光の偏光面
   を一定角度回転させるファラデ−回転子とを有する光ア
   イソレ−タに於いて、実際に使用する特定の斜め方向か
   ら光を入射させた場合に上記第１の複屈折結晶板を常光
   として透過する光の偏光面と上記第２の複屈折結晶板を
   常光として透過する光の偏光面とのなす角度をφeff（0
   ゜＜φeff＜90゜となるように定める）とし、上記ファ
   ラデ−回転子の使用中心温度、使用中心波長におけるフ
   ァラデ−回転角をθf（0゜＜θf＜90゜となるように定
   める）としたときに、｜θf＋φeff−90゜｜＜｜θf−
   φeff｜の場合は順方向の入射偏光が上記第１、第２の
   複屈折結晶板を常光・常光もしくは異常光・異常光とし
   て透過するようにファラデ−回転子の磁化の向きが設定
   され、逆に｜θf＋φeff−90゜｜＞｜θf−φeff｜の場
   合は順方向の入射偏光が上記第１、第２の複屈折結晶板
   を常光・異常光もしくは異常光・常光として透過するよ
   うにファラデ−回転子の磁化の向きが設定されているこ
   とを特徴とする光アイソレ−タ。
2. 【請求項２】 第１の複屈折板を常光として透過する光
   の偏光面と第２の複屈折板を常光として透過する光の偏
   光面とが非平行となるように配置された２枚の複屈折板
   と、上記２枚の複屈折板の間に配置され入射光の偏光面
   を一定角度回転させるファラデ−回転子とを有する光ア
   イソレ−タに於いて、実際に使用する特定の斜め方向か
   ら光を入射させ、順方向の入射偏光が上記第１、第２の
   複屈折結晶板を常光・常光もしくは異常光・異常光とし
   て透過するようにファラデ−回転子の磁化の向きを設定
   したときのアイソレーション特性、及び順方向の入射偏
   光が上記第１、第２の複屈折結晶板を常光・異常光もし
   くは異常光・常光として透過するようにファラデ−回転
   子の磁化の向きを設定したときのアイソレーション特性
   を測定し、前記２通りの測定値を比較し、より良好なア
   イソレーション特性が得られる方にファラデ−回転子の
   磁化の向きを固定することを特徴とする光アイソレ−タ
   の製造方法。
3. 【請求項３】 第１の複屈折板を常光として透過する光
   の偏光面と第２の複屈折板を常光として透過する光の偏
   光面とが非平行となるように配置された２枚の複屈折板
   と、上記２枚の複屈折板の間に配置され入射光の偏光面
   を一定角度回転させるファラデ−回転子とを有する光ア
   イソレ−タと光ファイバとを一体化したファイバ付光ア
   イソレ−タ於いて、実際に使用する特定の斜め方向から
   光を入射させた場合に上記第１の複屈折結晶板を常光と
   して透過する光の偏光面と上記第２の複屈折結晶板を常
   光として透過する光の偏光面とのなす角度をφeff（0゜
   ＜φeff＜90゜となるように定める）とし、上記ファラ
   デ−回転子の使用中心温度、使用中心波長におけるファ
   ラデ−回転角をθf（0゜＜θf＜90゜となるように定め
   る）としたときに、｜θf＋φeff−90゜｜＜｜θf−φe
   ff｜の場合は順方向の入射偏光が上記第１、第２の複屈
   折結晶板を常光・常光もしくは異常光・異常光として透
   過するようにファラデ−回転子の磁化の向きが設定さ
   れ、逆に｜θf＋φeff−90゜｜＞｜θf−φeff｜の場合
   は順方向の入射偏光が上記第１、第２の複屈折結晶板を
   常光・異常光もしくは異常光・常光として透過するよう
   にファラデ−回転子の磁化の向きが設定されていること
   を特徴とするファイバ付光アイソレ−タ。
4. 【請求項４】 第１の複屈折板を常光として透過する光
   の偏光面と第２の複屈折板を常光として透過する光の偏
   光面とが非平行となるように配置された２枚の複屈折板
   と、上記２枚の複屈折板の間に配置され入射光の偏光面
   を一定角度回転させるファラデ−回転子とを有する光ア
   イソレ−タと光ファイバとを一体化したファイバ付光ア
   イソレ−タ於いて、実際に使用する特定の斜め方向から
   光を入射させ、順方向の入射偏光が上記第１、第２の複
   屈折結晶板を常光・常光もしくは異常光・異常光として
   透過するようにファラデ−回転子の磁化の向きを設定し
   たときのアイソレーション特性、及び順方向の入射偏光
   が上記第１、第２の複屈折結晶板を常光・異常光もしく
   は異常光・常光として透過するようにファラデ−回転子
   の磁化の向きを設定したときのアイソレーション特性を
   測定し、前記２通りの測定値を比較し、より良好なアイ
   ソレーション特性が得られる方にファラデ−回転子の磁
   化の向きを固定することを特徴とするファイバ付光アイ
   ソレ−タの製造方法。