JPH09197345A - 光アイソレータ及びその製造方法 - Google Patents
光アイソレータ及びその製造方法Info
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- JPH09197345A JPH09197345A JP9004551A JP455197A JPH09197345A JP H09197345 A JPH09197345 A JP H09197345A JP 9004551 A JP9004551 A JP 9004551A JP 455197 A JP455197 A JP 455197A JP H09197345 A JPH09197345 A JP H09197345A
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- optical isolator
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- G02—OPTICS
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- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
- G02B6/4208—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S359/00—Optical: systems and elements
- Y10S359/90—Methods
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S372/00—Coherent light generators
- Y10S372/703—Optical isolater
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- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コストで小型の光アイソレータを提供す
る。 【解決手段】 偏光子４９ａ〜４９ｃ、ファラデー回転
子４５ａ、４５ｂ、及び対空気反射防止コーティングを
施したガラス・カバー・スライド４７、４８を光学的に
軸調整した後、一体に接着し、光アイソレータ・ユニッ
ト４６を構成する。これをダイシングし、微小光学台の
エッチングされた部分に配置できる大きさの光アイソレ
ータ・チップにする。微小光学台にはさらにボール・レ
ンズが、光アイソレータ・チップの両端に光学的に結合
するようにエッチング部分に配置される。これら構成部
品が各々、入出力光ファイバに軸調整されるように、微
小光学台はエッチングされている。複数の小さな光アイ
ソレータ・チップを一度の軸調整で製造することができ
るので、低コストで精確な光アイソレータを製造するこ
とができる。
る。 【解決手段】 偏光子４９ａ〜４９ｃ、ファラデー回転
子４５ａ、４５ｂ、及び対空気反射防止コーティングを
施したガラス・カバー・スライド４７、４８を光学的に
軸調整した後、一体に接着し、光アイソレータ・ユニッ
ト４６を構成する。これをダイシングし、微小光学台の
エッチングされた部分に配置できる大きさの光アイソレ
ータ・チップにする。微小光学台にはさらにボール・レ
ンズが、光アイソレータ・チップの両端に光学的に結合
するようにエッチング部分に配置される。これら構成部
品が各々、入出力光ファイバに軸調整されるように、微
小光学台はエッチングされている。複数の小さな光アイ
ソレータ・チップを一度の軸調整で製造することができ
るので、低コストで精確な光アイソレータを製造するこ
とができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本願発明は、光伝送システムに関
し、より詳細には、光伝送システム用の低コスト・コン
パクト型光アイソレータに関する。
し、より詳細には、光伝送システム用の低コスト・コン
パクト型光アイソレータに関する。
【０００２】
【従来の技術】通信における光ファイバの利用は、近
年、急速に発展したが、そうした進展につれ新たな問題
もいくつか持ち上がっている。例えば、光源が光ファイ
バを通して別の光学装置へ光を伝送する際、その光ファ
イバを通して伝送された光は、ファイバの終端面で、も
しくは他端に接続された光学装置のその他の部分で反射
し、その結果、反射光は光源へ戻ることになる。光ファ
イバの終端面又は他の光学装置での多重反射でエコーが
生ずることがある。これらの作用は、光源の性能に悪影
響を及ぼし且つファイバでの通信情報の信頼性を落と
す。
年、急速に発展したが、そうした進展につれ新たな問題
もいくつか持ち上がっている。例えば、光源が光ファイ
バを通して別の光学装置へ光を伝送する際、その光ファ
イバを通して伝送された光は、ファイバの終端面で、も
しくは他端に接続された光学装置のその他の部分で反射
し、その結果、反射光は光源へ戻ることになる。光ファ
イバの終端面又は他の光学装置での多重反射でエコーが
生ずることがある。これらの作用は、光源の性能に悪影
響を及ぼし且つファイバでの通信情報の信頼性を落と
す。
【０００３】上述の光の反射とエコーの問題を克服する
ために、種々の光アイソレータ及び非相反性装置(non-r
eciprocal device)が開発されている。そのような装置
の１つは、K.W.Changの米国特許第4,974,944号（1990年
12月4日）、「Optical Nonreciprocal Device」に開示
されており、この場合、光の分離にウォークオフ(walko
ff)結晶が用いられている。他の光アイソレータの設計
では、Shirasakiの米国特許第4,548,478号に記載されて
いるような複屈折くさび（birefringent wedge）が使わ
れる。
ために、種々の光アイソレータ及び非相反性装置(non-r
eciprocal device)が開発されている。そのような装置
の１つは、K.W.Changの米国特許第4,974,944号（1990年
12月4日）、「Optical Nonreciprocal Device」に開示
されており、この場合、光の分離にウォークオフ(walko
ff)結晶が用いられている。他の光アイソレータの設計
では、Shirasakiの米国特許第4,548,478号に記載されて
いるような複屈折くさび（birefringent wedge）が使わ
れる。
【０００４】また、K.W.Changの米国特許第5,446,578号
（1995年8月29日）、「Polarization Preserving Optic
al Isolator」を参照すると、ここでは、第一ポイント
から第二ポイントへの前進方向には、いかなる偏光をも
通過させ、且つ第二ポイントから第一ポイントへの逆方
向に通過する光を減らすための光学的非相反性装置が開
示されており、この場合同装置は、光を２つの光線に分
離するための直線的に配置された少なくとも２つのウォ
ークオフ結晶要素と、２つの隣り合う結晶要素間に挟ま
れた少なくとも１つの非相反性回転子とから構成され
る。
（1995年8月29日）、「Polarization Preserving Optic
al Isolator」を参照すると、ここでは、第一ポイント
から第二ポイントへの前進方向には、いかなる偏光をも
通過させ、且つ第二ポイントから第一ポイントへの逆方
向に通過する光を減らすための光学的非相反性装置が開
示されており、この場合同装置は、光を２つの光線に分
離するための直線的に配置された少なくとも２つのウォ
ークオフ結晶要素と、２つの隣り合う結晶要素間に挟ま
れた少なくとも１つの非相反性回転子とから構成され
る。
【０００５】ファラデー回転子と線形偏光子を共に用い
る偏光依存型(polarization-dependent)アイソレータは
周知である。空間的ウォークオフ偏光子を用いる偏光独
立型(polarization-independent)アイソレータに関する
技術情勢は、K.W.Chang, W.V.Sorinの「Polarization I
ndependent Isolator Using Spatial Walkoff Polarize
rs」、IEEE Photonics Technology Letters, Vol.1, N
o.3 (1989年3月)、及びK.W.Chang, W.V.Sorinの「High-
Performance Single-Mode Fiber Polarization-Indepen
dent Isolators」、Optics Letters, Vol.15, No.8 (19
90年4月)で述べられている。図１は、従来技術のアイソ
レータ10を示すもので、この場合、入力単一モード・フ
ァイバからの光は、第１のselfoc（登録商標）レンズ14
によってアイソレータ11に、そしてそこから、第２のレ
ンズ15を通して出力単一モード・ファイバ13に集束す
る。磁界18は、アイソレータに関連づけられている。
る偏光依存型(polarization-dependent)アイソレータは
周知である。空間的ウォークオフ偏光子を用いる偏光独
立型(polarization-independent)アイソレータに関する
技術情勢は、K.W.Chang, W.V.Sorinの「Polarization I
ndependent Isolator Using Spatial Walkoff Polarize
rs」、IEEE Photonics Technology Letters, Vol.1, N
o.3 (1989年3月)、及びK.W.Chang, W.V.Sorinの「High-
Performance Single-Mode Fiber Polarization-Indepen
dent Isolators」、Optics Letters, Vol.15, No.8 (19
90年4月)で述べられている。図１は、従来技術のアイソ
レータ10を示すもので、この場合、入力単一モード・フ
ァイバからの光は、第１のselfoc（登録商標）レンズ14
によってアイソレータ11に、そしてそこから、第２のレ
ンズ15を通して出力単一モード・ファイバ13に集束す
る。磁界18は、アイソレータに関連づけられている。
【０００６】アイソレータ11における非相反性ファラデ
ー回転は一般的に、1.3μｍ及び1.55μｍの波長で作動
し且つ500μｍ未満の厚さで45°のファラデー回転を与
えるビスマス置換YIGフィルム(Bi-YIG)で実施される。
アイソレータ中を伝わる異常偏光に対して空間ウォーク
オフを与えるには、複屈折TIO2、即ち二酸化チタンの結
晶が用いられる。アイソレータの偏光子は一般に、単一
モード・ファイバによって与えられる空間フィルタ作用
と連合した複屈折結晶からの空間ウォークオフを使うこ
とにより実現される。その結晶は多少角度を持たせてよ
く、且つファイバの終端面は、アイソレータの内表面か
らの後方反射を減らすため、例えば、6°の角度をもつ
よう研磨してよい。
ー回転は一般的に、1.3μｍ及び1.55μｍの波長で作動
し且つ500μｍ未満の厚さで45°のファラデー回転を与
えるビスマス置換YIGフィルム(Bi-YIG)で実施される。
アイソレータ中を伝わる異常偏光に対して空間ウォーク
オフを与えるには、複屈折TIO2、即ち二酸化チタンの結
晶が用いられる。アイソレータの偏光子は一般に、単一
モード・ファイバによって与えられる空間フィルタ作用
と連合した複屈折結晶からの空間ウォークオフを使うこ
とにより実現される。その結晶は多少角度を持たせてよ
く、且つファイバの終端面は、アイソレータの内表面か
らの後方反射を減らすため、例えば、6°の角度をもつ
よう研磨してよい。
【０００７】前述のアイソレータは、実際に個別の部品
から構成されるため、かなり大きい。そのような構造は
時には「自由空間」(freespace)構造と呼ばれる。アイ
ソレータの様々な部品類は、それぞれ、別の容器に入
れ、その後、対空気のAR（Anti-Refraction）コーティ
ングを施す。従って、各アイソレータについて各結晶を
組み立てる必要があり、この場合、各結晶が異なった方
位を有する。そのようなアイソレータの例としては、自
由空間インタフェース・ファイバ・アイソレータ(Frees
pace Interfaced Fiber Isolator)（パッケージ・サイ
ズ3.8mm×13ｍｍ）、レーザ・インタフェース・ファイ
バ・アイソレータ(Laser Interfaced FiberIsolator)
（パッケージ・サイズ3.5ｍｍ×23.5mm）、ミニチュア
光自由空間アイソレータ(Miniature Optic Freespace I
solator)（パッケージ・サイズ:3.0ｍｍ×1.5mm−１ス
テージ；3.0mm×3.0mm−２ステージ）があり、それぞれ
E-Tek Dynamics社で製造されている。
から構成されるため、かなり大きい。そのような構造は
時には「自由空間」(freespace)構造と呼ばれる。アイ
ソレータの様々な部品類は、それぞれ、別の容器に入
れ、その後、対空気のAR（Anti-Refraction）コーティ
ングを施す。従って、各アイソレータについて各結晶を
組み立てる必要があり、この場合、各結晶が異なった方
位を有する。そのようなアイソレータの例としては、自
由空間インタフェース・ファイバ・アイソレータ(Frees
pace Interfaced Fiber Isolator)（パッケージ・サイ
ズ3.8mm×13ｍｍ）、レーザ・インタフェース・ファイ
バ・アイソレータ(Laser Interfaced FiberIsolator)
（パッケージ・サイズ3.5ｍｍ×23.5mm）、ミニチュア
光自由空間アイソレータ(Miniature Optic Freespace I
solator)（パッケージ・サイズ:3.0ｍｍ×1.5mm−１ス
テージ；3.0mm×3.0mm−２ステージ）があり、それぞれ
E-Tek Dynamics社で製造されている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】従って、アイソレータ
の組立ては、個々の結晶をある特定の方位で容器内に配
置するという諸処置を要する。それ故、各結晶にアライ
メント・マークを付けることが必要である。サイズの小
さいアイソレータを作る場合、個々の要素を完全に、適
切に軸合わせして配置することは極めて困難である。さ
らに、組立てたアイソレータを取り扱うこと自体も困難
である。
の組立ては、個々の結晶をある特定の方位で容器内に配
置するという諸処置を要する。それ故、各結晶にアライ
メント・マークを付けることが必要である。サイズの小
さいアイソレータを作る場合、個々の要素を完全に、適
切に軸合わせして配置することは極めて困難である。さ
らに、組立てたアイソレータを取り扱うこと自体も困難
である。
【０００９】従って、前述のアイソレータは有望である
とはいえ、製造コスト面及び正確な軸合わせを必要とす
る厳しさのため、前述のアイソレータの技術を広範囲に
採用するには明らかな障壁がある。さらに、各個々のア
イソレータ部品を機械的に組立てる必要性により、その
ようなアイソレータを小型化する可能性は物理的限界に
近づきつつある。このように、前述のアイソレータは、
前述の小型化が重要な要素となる点で、これから世に現
われる技術の進展を厳しく制限するのである。このこと
は、ミニチュア光アイソレータが望まれるであろう所
で、例えば、微小光学台には特に当てはまることであ
る。それ故、偏光独立型及び偏光依存型の両用途用の小
型の、低コスト光アイソレータを実現することは有益で
あろう。
とはいえ、製造コスト面及び正確な軸合わせを必要とす
る厳しさのため、前述のアイソレータの技術を広範囲に
採用するには明らかな障壁がある。さらに、各個々のア
イソレータ部品を機械的に組立てる必要性により、その
ようなアイソレータを小型化する可能性は物理的限界に
近づきつつある。このように、前述のアイソレータは、
前述の小型化が重要な要素となる点で、これから世に現
われる技術の進展を厳しく制限するのである。このこと
は、ミニチュア光アイソレータが望まれるであろう所
で、例えば、微小光学台には特に当てはまることであ
る。それ故、偏光独立型及び偏光依存型の両用途用の小
型の、低コスト光アイソレータを実現することは有益で
あろう。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願発明は、大型光アイ
ソレータの性能を有する事前組立の低コスト光アイソレ
ータを提供するものである。１つの光アイソレータのユ
ニット（集合体）を組み立て、その後で、入力及び出力
ファイバ結合AR被覆ボール・レンズと共に、シリコン又
はセラミック・ベンチのような微小光学台に配置できる
ようそのユニットをダイシングして（さいの目に切っ
て）より小さいアイソレータ・チップにする。偏光独立
型の応用では、大きめの複屈折ウォークオフ結晶と45°
のファラデー回転子を先ず軸合わせし、次いで、光学等
級のエポキシを使って一体に接着する。偏光依存型の応
用では、偏光子と45°のファラデー回転子を先ず軸合わ
せし、次いで、光学等級のエポキシを使って一体に接着
する。接着に先立ち、部品類の表面をARコーティングし
て光学エポキシの屈折率と整合させておく。次いで、こ
の方法で形成した光アイソレータ・ユニットを高速ウェ
ハ・ソーを用いてより小さいアイソレータ・チップにダ
イシングする。光アイソレータ・ユニットは、好ましく
は、ダイシングにとってできるだけ小さい裁断深さだけ
で事足りるようにその側面のうちの１つを載せる、即
ち、アイソレータの最も薄い寸法が裁断されるように搭
載する。
ソレータの性能を有する事前組立の低コスト光アイソレ
ータを提供するものである。１つの光アイソレータのユ
ニット（集合体）を組み立て、その後で、入力及び出力
ファイバ結合AR被覆ボール・レンズと共に、シリコン又
はセラミック・ベンチのような微小光学台に配置できる
ようそのユニットをダイシングして（さいの目に切っ
て）より小さいアイソレータ・チップにする。偏光独立
型の応用では、大きめの複屈折ウォークオフ結晶と45°
のファラデー回転子を先ず軸合わせし、次いで、光学等
級のエポキシを使って一体に接着する。偏光依存型の応
用では、偏光子と45°のファラデー回転子を先ず軸合わ
せし、次いで、光学等級のエポキシを使って一体に接着
する。接着に先立ち、部品類の表面をARコーティングし
て光学エポキシの屈折率と整合させておく。次いで、こ
の方法で形成した光アイソレータ・ユニットを高速ウェ
ハ・ソーを用いてより小さいアイソレータ・チップにダ
イシングする。光アイソレータ・ユニットは、好ましく
は、ダイシングにとってできるだけ小さい裁断深さだけ
で事足りるようにその側面のうちの１つを載せる、即
ち、アイソレータの最も薄い寸法が裁断されるように搭
載する。
【００１１】この処置で裁断に起因する材料の損失が軽
減され、且つ比較的小さいアイソレータ・チップの層間
はく離(delamination)が防止される。従って、本願発明
は、材料費を低減した光アイソレータを提供するもので
ある。アイソレータ・チップが非常に小さい故、一対の
結合AR被覆ボール・レンズ間の微小光学台上に前述のア
イソレータを配置することができ、これが各アイソレー
タ・チップのサイズ要件をさらに軽減するのである。微
小光学台を用いることは、それによって光学部品類の精
密な受動的位置合わせが可能になるという理由から、重
要な意味を持つ。
減され、且つ比較的小さいアイソレータ・チップの層間
はく離(delamination)が防止される。従って、本願発明
は、材料費を低減した光アイソレータを提供するもので
ある。アイソレータ・チップが非常に小さい故、一対の
結合AR被覆ボール・レンズ間の微小光学台上に前述のア
イソレータを配置することができ、これが各アイソレー
タ・チップのサイズ要件をさらに軽減するのである。微
小光学台を用いることは、それによって光学部品類の精
密な受動的位置合わせが可能になるという理由から、重
要な意味を持つ。
【００１２】ここに記述したアイソレータ組立技術はま
た、アイソレータの構成部分を大きいアイソレータの組
立体の状態で軸合わせをし且つ事前組立てをすることに
より、及びその後で大きい組立体をさいの目に切ってい
くつかの小さいアイソレータ・チップにすることによ
り、いくつかの小さいアイソレータ構成部分を完成品に
組立てることに関わる処理コストも低減する。この方法
では、いくつかの光アイソレータを作るのに、ただ１回
の軸調整処理と組立処理で事足りる。従って、本願発明
により、レーザダイオード及びファイバ伝送システムに
使える、改良型の、コスト低減した、偏光ー依存型／独
立型アイソレータが実現されると同時に、ファイバコリ
メータについてもコスト低減が考慮される。
た、アイソレータの構成部分を大きいアイソレータの組
立体の状態で軸合わせをし且つ事前組立てをすることに
より、及びその後で大きい組立体をさいの目に切ってい
くつかの小さいアイソレータ・チップにすることによ
り、いくつかの小さいアイソレータ構成部分を完成品に
組立てることに関わる処理コストも低減する。この方法
では、いくつかの光アイソレータを作るのに、ただ１回
の軸調整処理と組立処理で事足りる。従って、本願発明
により、レーザダイオード及びファイバ伝送システムに
使える、改良型の、コスト低減した、偏光ー依存型／独
立型アイソレータが実現されると同時に、ファイバコリ
メータについてもコスト低減が考慮される。
【００１３】
【実施例】本願発明は、大きい事前組立型光アイソレー
タの機能を利用促進する低コストの光アイソレータを提
供するものである。本願発明に従い、光アイソレータ・
ユニットが、軸調整され、組立てられ、そしてその後
で、ARコーティングしたボール・レンズを結合する入出
力ファイバに沿って配置できるよう、シリコン又はセラ
ミック・ベンチのような微小光学台において、より小さ
いアイソレータ・チップにダイシングされる。偏光独立
型の応用では、光アイソレータ・ユニットは、好ましく
は１つまたは複数の大きめの複屈折ウォークオフ結晶か
ら成り、それらは先ず軸合わせされ、次いで、光学等級
のエポキシのような光学等級の接着剤で１つまたは複数
の45°のファラデー回転子に接着される。偏光依存型の
応用では、偏光子と45°のファラデー回転子が先ず軸合
わせされ、次いで、光学等級の接着剤で一緒に接着され
る。
タの機能を利用促進する低コストの光アイソレータを提
供するものである。本願発明に従い、光アイソレータ・
ユニットが、軸調整され、組立てられ、そしてその後
で、ARコーティングしたボール・レンズを結合する入出
力ファイバに沿って配置できるよう、シリコン又はセラ
ミック・ベンチのような微小光学台において、より小さ
いアイソレータ・チップにダイシングされる。偏光独立
型の応用では、光アイソレータ・ユニットは、好ましく
は１つまたは複数の大きめの複屈折ウォークオフ結晶か
ら成り、それらは先ず軸合わせされ、次いで、光学等級
のエポキシのような光学等級の接着剤で１つまたは複数
の45°のファラデー回転子に接着される。偏光依存型の
応用では、偏光子と45°のファラデー回転子が先ず軸合
わせされ、次いで、光学等級の接着剤で一緒に接着され
る。
【００１４】偏光独立型応用に関しては、ここに教示し
た発明の原理は他方式の光アイソレータにも容易に適用
されるものであるが、発明の好ましい実施例は、 K.W.C
hangの米国特許第4,974,944号「Optical Nonreciprocal
Device」(1990年12月4日）に開示されているような光
アイソレータから構成することができる。また、K.W.Ch
angの米国特許第5,446,578号「Polarization Preservin
g Optical Isolator」(1995年8月29日）も参照された
い。この方法で形成した光アイソレータ・ユニットは、
その切断面が光アイソレータ・ユニットの長手方向の軸
に沿って切られる時、典型的に長方形の断面を呈する。
た発明の原理は他方式の光アイソレータにも容易に適用
されるものであるが、発明の好ましい実施例は、 K.W.C
hangの米国特許第4,974,944号「Optical Nonreciprocal
Device」(1990年12月4日）に開示されているような光
アイソレータから構成することができる。また、K.W.Ch
angの米国特許第5,446,578号「Polarization Preservin
g Optical Isolator」(1995年8月29日）も参照された
い。この方法で形成した光アイソレータ・ユニットは、
その切断面が光アイソレータ・ユニットの長手方向の軸
に沿って切られる時、典型的に長方形の断面を呈する。
【００１５】構成部品の表面は、光学等級の接着剤の屈
折率に整合するようAR（反射防止）コーティングされ
る。該ARコーティングは、隣接する２つの媒質間の屈折
率の差を補正する屈折率整合コーティングを生成するも
のである。使用される実際のARコーティングは、コーテ
ィングを必要とするシステムによって左右される。例え
ば、酸化マグネシウム、二酸化チタン、及び二酸化ケイ
素のような材料の薄膜を高屈折率の材料の表面に堆積し
て、顕著な反射もさせずに特定の波長もしくは波長帯を
通過させることができる。多重コーティングをその表面
に施してその材料を他の波長に整合させることもでき
る。ARコーティングは当分野で周知の技術である。例え
ば、Evaporated Coatings社の「The Handbook of Optic
al Coatingsfor Fiber Optic Devices」を参照された
い。
折率に整合するようAR（反射防止）コーティングされ
る。該ARコーティングは、隣接する２つの媒質間の屈折
率の差を補正する屈折率整合コーティングを生成するも
のである。使用される実際のARコーティングは、コーテ
ィングを必要とするシステムによって左右される。例え
ば、酸化マグネシウム、二酸化チタン、及び二酸化ケイ
素のような材料の薄膜を高屈折率の材料の表面に堆積し
て、顕著な反射もさせずに特定の波長もしくは波長帯を
通過させることができる。多重コーティングをその表面
に施してその材料を他の波長に整合させることもでき
る。ARコーティングは当分野で周知の技術である。例え
ば、Evaporated Coatings社の「The Handbook of Optic
al Coatingsfor Fiber Optic Devices」を参照された
い。
【００１６】本願発明においてARコーティングは、光ア
イソレータ・ユニット中の各部分の屈折率を、光アイソ
レータ・ユニットの各成分を一体にして保持する光学等
級の接着剤の屈折率に整合させるために施されている。
それ故、ARコーティングは、１である空気の屈折率に整
合させるのではなく、ガラスの屈折率、即ち約1.52に近
い光学等級の接着剤の屈折率に整合させるものである。
発明の他の実施例では、光学等級接着剤は、光学等級エ
ポキシのような、既知の光学等級接着剤のどれかと置き
換えてよい。
イソレータ・ユニット中の各部分の屈折率を、光アイソ
レータ・ユニットの各成分を一体にして保持する光学等
級の接着剤の屈折率に整合させるために施されている。
それ故、ARコーティングは、１である空気の屈折率に整
合させるのではなく、ガラスの屈折率、即ち約1.52に近
い光学等級の接着剤の屈折率に整合させるものである。
発明の他の実施例では、光学等級接着剤は、光学等級エ
ポキシのような、既知の光学等級接着剤のどれかと置き
換えてよい。
【００１７】光アイソレータ・ユニットは、高速ウェハ
・ソー又は当分野で知られているダイシング装置を使っ
てより小さいアイソレータ・チップに裁断される。該ダ
イシング操作中、光アイソレータ・ユニットは、好まし
くは、ダイシングにとって可能なだけ小さい裁断深さだ
けで事足りるようにその側面のうちの１つを載せる。即
ち、アイソレータの最も薄い方向が裁断のために向けら
れるように載せる。この処置によって、裁断に起因する
材料の損失が軽減され、且つ前述の裁断によって作られ
る小さいアイソレータ・チップの層間はく離が防止され
る。
・ソー又は当分野で知られているダイシング装置を使っ
てより小さいアイソレータ・チップに裁断される。該ダ
イシング操作中、光アイソレータ・ユニットは、好まし
くは、ダイシングにとって可能なだけ小さい裁断深さだ
けで事足りるようにその側面のうちの１つを載せる。即
ち、アイソレータの最も薄い方向が裁断のために向けら
れるように載せる。この処置によって、裁断に起因する
材料の損失が軽減され、且つ前述の裁断によって作られ
る小さいアイソレータ・チップの層間はく離が防止され
る。
【００１８】図２は、発明の第一の好ましい実施例によ
る光アイソレータ20を示す図である。入力単一モード光
ファイバ21は光源を供給し、これが光アイソレータを介
して出力単一モード光ファイバ22に結合される。従っ
て、発明のこの実施例は、ファイバ対ファイバの応用に
有用である。
る光アイソレータ20を示す図である。入力単一モード光
ファイバ21は光源を供給し、これが光アイソレータを介
して出力単一モード光ファイバ22に結合される。従っ
て、発明のこの実施例は、ファイバ対ファイバの応用に
有用である。
【００１９】この方式のアイソレータは、光を一方向に
進行させることだけができる光学システムに用いられる
ので、光は、ARコーティングされたガラス24を通してア
イソレータに入る。該ガラス24は、光学等級エポキシの
ような屈折率整合接着剤23によって入力単一モード・フ
ァイバ21に固定されている。光は、第一のARコーティン
グされたボール・レンズ25に入り、それによって光アイ
ソレータ・チップ26に集束する。ARコーティングされた
ボール・レンズ25、27及び光アイソレータ・チップ26は
全て、好ましくは、光アイソレータの種々の構成部分を
軸調整された配置状態に確実に保持するような態様に適
した微小光学台29に搭載される。
進行させることだけができる光学システムに用いられる
ので、光は、ARコーティングされたガラス24を通してア
イソレータに入る。該ガラス24は、光学等級エポキシの
ような屈折率整合接着剤23によって入力単一モード・フ
ァイバ21に固定されている。光は、第一のARコーティン
グされたボール・レンズ25に入り、それによって光アイ
ソレータ・チップ26に集束する。ARコーティングされた
ボール・レンズ25、27及び光アイソレータ・チップ26は
全て、好ましくは、光アイソレータの種々の構成部分を
軸調整された配置状態に確実に保持するような態様に適
した微小光学台29に搭載される。
【００２０】光が光アイソレータ・チップ26を通り過ぎ
ると、第二のARコーティングされたボール・レンズ27を
通り、そしてそこからARコーティングされたガラス34を
通して出力単一モード光ファイバ22に集束する。このよ
うに、光アイソレータ・チップ26は、一方向光伝送デバ
イスであり、ここでは光路に沿って後方へ反射される光
はどれも入力単一モード・ファイバに到達しない。従っ
て、光は、入力単一モード・ファイバの方に後方反射し
ない。
ると、第二のARコーティングされたボール・レンズ27を
通り、そしてそこからARコーティングされたガラス34を
通して出力単一モード光ファイバ22に集束する。このよ
うに、光アイソレータ・チップ26は、一方向光伝送デバ
イスであり、ここでは光路に沿って後方へ反射される光
はどれも入力単一モード・ファイバに到達しない。従っ
て、光は、入力単一モード・ファイバの方に後方反射し
ない。
【００２１】光アイソレータ・チップ26は、磁界Ｂ（参
照番号28）を生ずる磁石（図示せず）と連携して作動
し、アイソレータに非相反特性を付与する。発明の好ま
しい実施例では、極めて小さい外部の磁石か、又は、好
ましい実装設計により光アイソレータをその内部に配し
た、それを取り囲む、より大きな磁石が用いられる。
照番号28）を生ずる磁石（図示せず）と連携して作動
し、アイソレータに非相反特性を付与する。発明の好ま
しい実施例では、極めて小さい外部の磁石か、又は、好
ましい実装設計により光アイソレータをその内部に配し
た、それを取り囲む、より大きな磁石が用いられる。
【００２２】この光アイソレータ・チップの活性領域は
非常に小さく、即ち、200μｍ×200μｍである。従っ
て、発明は、典型的に2 ｍｍ×2 ｍｍのオーダーである
在来型の光アイソレータと較べ、顕著なサイズ縮小を実
現する。
非常に小さく、即ち、200μｍ×200μｍである。従っ
て、発明は、典型的に2 ｍｍ×2 ｍｍのオーダーである
在来型の光アイソレータと較べ、顕著なサイズ縮小を実
現する。
【００２３】上で言及したように、光アイソレータ・ユ
ニットは、好ましくは、アイソレータの構成部品を注意
深く芯出しし、次いで、そのアイソレータの構成部品を
屈折率整合接着剤で接合することにより形成され、この
場合、そのように接合した各素子は、素子の屈折率を接
着剤の屈折率に整合できるようARコーティングする。
ニットは、好ましくは、アイソレータの構成部品を注意
深く芯出しし、次いで、そのアイソレータの構成部品を
屈折率整合接着剤で接合することにより形成され、この
場合、そのように接合した各素子は、素子の屈折率を接
着剤の屈折率に整合できるようARコーティングする。
【００２４】図3a〜図3cは、本願発明に従った大きめの
光アイソレータ・ユニットから、偏光独立型光アイソレ
ータ・チップを製造するのに用いられるダイシング工程
を示す。光アイソレータ・チップの各部品は、種々の部
品を軸調整し接着して一体にする前に、AR-コーティン
グを施す。
光アイソレータ・ユニットから、偏光独立型光アイソレ
ータ・チップを製造するのに用いられるダイシング工程
を示す。光アイソレータ・チップの各部品は、種々の部
品を軸調整し接着して一体にする前に、AR-コーティン
グを施す。
【００２５】ガラスの層を光アイソレータ・ユニットの
両側の端面に設け、その上のガラスの外に面している側
に対空気のARコーティングを施す。この目的のために、
光アイソレータ・ユニットは、ARコーティングされたガ
ラス・カバー・スライド37、38を包含してもよい。該ガ
ラス・カバー・スライドは、光アイソレータ・ユニット
の種々の構成部分を一体に固定するのに使われる光学等
級接着剤の屈折率と整合する屈折率を有する。
両側の端面に設け、その上のガラスの外に面している側
に対空気のARコーティングを施す。この目的のために、
光アイソレータ・ユニットは、ARコーティングされたガ
ラス・カバー・スライド37、38を包含してもよい。該ガ
ラス・カバー・スライドは、光アイソレータ・ユニット
の種々の構成部分を一体に固定するのに使われる光学等
級接着剤の屈折率と整合する屈折率を有する。
【００２６】最初に、上述の光アイソレータ・ユニット
の構成要素36、即ち、ARコーティングされたガラス・カ
バー・スライド37、38、ウォークオフ結晶35a、35b、35
c、35d及びファラデー回転子39a、39bを軸調整し、次い
で一体に接着する。得られる光アイソレータ・ユニット
は、典型的には、サイズが2 ｍｍ×2 ｍｍ×7.3 ｍｍで
ある。
の構成要素36、即ち、ARコーティングされたガラス・カ
バー・スライド37、38、ウォークオフ結晶35a、35b、35
c、35d及びファラデー回転子39a、39bを軸調整し、次い
で一体に接着する。得られる光アイソレータ・ユニット
は、典型的には、サイズが2 ｍｍ×2 ｍｍ×7.3 ｍｍで
ある。
【００２７】本願発明は、ダイシング法を適用して、そ
の各々が最終的に個々の光アイソレータ・チップを包含
するよう、光アイソレータ・ユニット36をより小さいパ
ーツ片にダイシングする。そのようなダイシング操作
中、光アイソレータ・ユニットは、好ましくは、ダイシ
ングにとってできるだけ小さい裁断深さだけで事足りる
ようにその側面のうちの１つを載せる、即ち、アイソレ
ータの最も薄い範囲が裁断に供されるように載せる。こ
の処置によって、裁断に起因する材料の損失が軽減さ
れ、且つ前述の裁断によって作られる小さいアイソレー
タ・チップの層間はく離が防止される。
の各々が最終的に個々の光アイソレータ・チップを包含
するよう、光アイソレータ・ユニット36をより小さいパ
ーツ片にダイシングする。そのようなダイシング操作
中、光アイソレータ・ユニットは、好ましくは、ダイシ
ングにとってできるだけ小さい裁断深さだけで事足りる
ようにその側面のうちの１つを載せる、即ち、アイソレ
ータの最も薄い範囲が裁断に供されるように載せる。こ
の処置によって、裁断に起因する材料の損失が軽減さ
れ、且つ前述の裁断によって作られる小さいアイソレー
タ・チップの層間はく離が防止される。
【００２８】最初にウェハ・ソーを使って、光アイソレ
ータ・ユニット36をライン30（図3a）で示した方向にラ
イン31に沿って裁断して、4個のアイソレータ片にす
る。典型的には、最初のダイシング操作中の裁断深さ
は、2ｍｍであり、結果的に裁断損失は、約150μｍとな
る。従って、図3aに示したこの操作の結果として、アイ
ソレータの組立体は、2ｍｍ×0.3875ｍｍ×7.3ｍｍの大
きさの4個のアイソレータ片に裁断される。
ータ・ユニット36をライン30（図3a）で示した方向にラ
イン31に沿って裁断して、4個のアイソレータ片にす
る。典型的には、最初のダイシング操作中の裁断深さ
は、2ｍｍであり、結果的に裁断損失は、約150μｍとな
る。従って、図3aに示したこの操作の結果として、アイ
ソレータの組立体は、2ｍｍ×0.3875ｍｍ×7.3ｍｍの大
きさの4個のアイソレータ片に裁断される。
【００２９】最初の裁断操作で形成した4個のアイソレ
ータ片は、次いで、ライン32（図3b）で示した方向にラ
イン33で示すようにそれぞれ裁断する。この操作に関す
る裁断深さは、0.4ｍｍであり、この裁断操作で100μm
の材料損失を生ずる。
ータ片は、次いで、ライン32（図3b）で示した方向にラ
イン33で示すようにそれぞれ裁断する。この操作に関す
る裁断深さは、0.4ｍｍであり、この裁断操作で100μm
の材料損失を生ずる。
【００３０】２つの裁断操作の結果として、合計16個の
光アイソレータ・チップ26（図3c）が作られ、この場
合、各光アイソレータ・チップは、0.45ｍｍ×0.3875ｍ
ｍ×7.3ｍｍの大きさになる。上述の寸法は、発明の現
時点で好ましい実施例のみに関連するということ、及び
本願発明は、任意の所望寸法を有する光アイソレータを
作るのに容易に適用されるということは、熟練した当業
者には明らかであろう。数個の光アイソレータを作るの
に要する操作がわずかに１回の軸調整と１回の組立だけ
であるという理由で、該光アイソレータの製造に関わる
コストに関して、本願発明を実施する以外では達成でき
ない実質的な節約がもたらされる。加えて、極小の光ア
イソレータは、多くの時間消費と費用を要する微細加工
及び軸調整操作の必要もなく製造することができる。そ
のような費用の節約は、製造される特殊な光アイソレー
タの数に比例する。
光アイソレータ・チップ26（図3c）が作られ、この場
合、各光アイソレータ・チップは、0.45ｍｍ×0.3875ｍ
ｍ×7.3ｍｍの大きさになる。上述の寸法は、発明の現
時点で好ましい実施例のみに関連するということ、及び
本願発明は、任意の所望寸法を有する光アイソレータを
作るのに容易に適用されるということは、熟練した当業
者には明らかであろう。数個の光アイソレータを作るの
に要する操作がわずかに１回の軸調整と１回の組立だけ
であるという理由で、該光アイソレータの製造に関わる
コストに関して、本願発明を実施する以外では達成でき
ない実質的な節約がもたらされる。加えて、極小の光ア
イソレータは、多くの時間消費と費用を要する微細加工
及び軸調整操作の必要もなく製造することができる。そ
のような費用の節約は、製造される特殊な光アイソレー
タの数に比例する。
【００３１】光アイソレータ・チップ26は、図２に示す
ように、シリコンベンチ29即ち微小光学台のエッチング
された部分に配置される。シリコンベンチはまた、ARコ
ーティングされたボール・レンズ25、27の各々を配置す
る場所を与えるためにもエッチングされ、その結果、そ
のアイソレータ組立体20が、構成部分間の正確な軸合せ
が成された状態で容易に形成されるのである。加えて、
シリコンベンチは、レンズの位置及び光アイソレータ・
チップの位置を予め精密に定める適当なパターンをウェ
ハ上にエッチングすることにより、シリコンウェハ上で
容易に一括処理される。
ように、シリコンベンチ29即ち微小光学台のエッチング
された部分に配置される。シリコンベンチはまた、ARコ
ーティングされたボール・レンズ25、27の各々を配置す
る場所を与えるためにもエッチングされ、その結果、そ
のアイソレータ組立体20が、構成部分間の正確な軸合せ
が成された状態で容易に形成されるのである。加えて、
シリコンベンチは、レンズの位置及び光アイソレータ・
チップの位置を予め精密に定める適当なパターンをウェ
ハ上にエッチングすることにより、シリコンウェハ上で
容易に一括処理される。
【００３２】ボール・レンズを使えば、該レンズはより
小さい光アイソレータを収容できるので、より小さいア
イソレータ組立体20の製造が可能となるということは注
目に値する。ボール・レンズは、好ましくは、ガラス又
は高屈折率を有する他の任意の光学材料、例えば、ルビ
ー又はサファイアから作る。
小さい光アイソレータを収容できるので、より小さいア
イソレータ組立体20の製造が可能となるということは注
目に値する。ボール・レンズは、好ましくは、ガラス又
は高屈折率を有する他の任意の光学材料、例えば、ルビ
ー又はサファイアから作る。
【００３３】図４は、本願発明に従ってアイソレータ・
チップをそれから作り出せる、偏光依存型光アイソレー
タ・ユニットを示す図である。最初に、光アイソレータ
・ユニット46、即ちARコーティングされたガラス・カバ
ー・スライド47、48、偏光子49a、49b、49c、及びファ
ラデー回転子45a、45bを軸調整し、次いで一体に接着す
る。偏光子は、Corning,IncのAdvanced Product Depart
ment, Corning,NY.製のパーツNo.1550-HC-0°のよう
な、適当な偏光子ならどれでもよい。組立後、次いで、
光アイソレータ・ユニットは、図2及び図3a〜図3cの偏
光独立型アイソレータについて上述したように処理す
る。
チップをそれから作り出せる、偏光依存型光アイソレー
タ・ユニットを示す図である。最初に、光アイソレータ
・ユニット46、即ちARコーティングされたガラス・カバ
ー・スライド47、48、偏光子49a、49b、49c、及びファ
ラデー回転子45a、45bを軸調整し、次いで一体に接着す
る。偏光子は、Corning,IncのAdvanced Product Depart
ment, Corning,NY.製のパーツNo.1550-HC-0°のよう
な、適当な偏光子ならどれでもよい。組立後、次いで、
光アイソレータ・ユニットは、図2及び図3a〜図3cの偏
光独立型アイソレータについて上述したように処理す
る。
【００３４】図５は、発明の第二の、同じく好ましい実
施例による光アイソレータ組立体50を示す図である。本
願発明のこの実施例は、レーザ・ダイオードのようなレ
ーザ源51とボール・レンズ54とを、図４に関連して上述
したような、光アイソレータ・ユニット46から作られる
方式の偏光依存型光アイソレータ・チップ56で結合する
ものである。レーザ源、ボール・レンズ、及び光アイソ
レータ・チップを微小光学台59上に載せ、第二ボール・
レンズ57により単一モード・ファイバ52に結合する。そ
のシステムにはARコーティングされたガラス・カバー・
スライド53も含まれ、これは単一モード・ファイバ52に
直接取り付けられる。
施例による光アイソレータ組立体50を示す図である。本
願発明のこの実施例は、レーザ・ダイオードのようなレ
ーザ源51とボール・レンズ54とを、図４に関連して上述
したような、光アイソレータ・ユニット46から作られる
方式の偏光依存型光アイソレータ・チップ56で結合する
ものである。レーザ源、ボール・レンズ、及び光アイソ
レータ・チップを微小光学台59上に載せ、第二ボール・
レンズ57により単一モード・ファイバ52に結合する。そ
のシステムにはARコーティングされたガラス・カバー・
スライド53も含まれ、これは単一モード・ファイバ52に
直接取り付けられる。
【００３５】図６は、本願発明の第三の、同じく好まし
い実施例による単一モード・ファイバ・プラットフォー
ムを示す図である。本願発明のこの実施例では、光アイ
ソレータ組立体60は、単一モード・ファイバ61を包含す
る。光アイソレータ・チップ62は該単一モード・ファイ
バ61に接着される。該光アイソレータ・チップは、単一
のARコーティングされたガラス・カバー・スライド65を
含む。レーザダイオード64で発生した光は、レンズ63を
経て光アイソレータ・チップ62に結合される。
い実施例による単一モード・ファイバ・プラットフォー
ムを示す図である。本願発明のこの実施例では、光アイ
ソレータ組立体60は、単一モード・ファイバ61を包含す
る。光アイソレータ・チップ62は該単一モード・ファイ
バ61に接着される。該光アイソレータ・チップは、単一
のARコーティングされたガラス・カバー・スライド65を
含む。レーザダイオード64で発生した光は、レンズ63を
経て光アイソレータ・チップ62に結合される。
【００３６】〔実施態様〕なお、本発明の実施態様の例
を以下に示す。
を以下に示す。
【００３７】〔実施態様１〕光アイソレータ・ユニット
を組立てるステップと、前記光アイソレータ・ユニット
をダイシングしてより小さいアイソレータ・チップにす
るステップとを設けて成る光アイソレータを製造する方
法。
を組立てるステップと、前記光アイソレータ・ユニット
をダイシングしてより小さいアイソレータ・チップにす
るステップとを設けて成る光アイソレータを製造する方
法。
【００３８】〔実施態様２〕入力及び出力ファイバ結合
ボール・レンズと共に、アイソレータ・チップを微小光
学台に配置して、光アイソレータの組立体を完成させる
ステップをさらに含むことを特徴とする、実施態様１記
載の方法。
ボール・レンズと共に、アイソレータ・チップを微小光
学台に配置して、光アイソレータの組立体を完成させる
ステップをさらに含むことを特徴とする、実施態様１記
載の方法。
【００３９】〔実施態様３〕 前記組立てステップが、
１つまたは複数の偏光子、又は、１つまたは複数の複屈
折ウォークオフ結晶と、ファラデー回転子を光学等級接
着剤で一体に接着するステップをさらに含むことを特徴
とする、実施態様1または実施態様２に記載の方法。
１つまたは複数の偏光子、又は、１つまたは複数の複屈
折ウォークオフ結晶と、ファラデー回転子を光学等級接
着剤で一体に接着するステップをさらに含むことを特徴
とする、実施態様1または実施態様２に記載の方法。
【００４０】〔実施態様４〕 前記光アイソレータを含
む構成要素の表面に反射防止コーティングを施して、前
記光学等級接着剤の屈折率に整合させるステップをさら
に含むことを特徴とする、実施態様３記載の方法。
む構成要素の表面に反射防止コーティングを施して、前
記光学等級接着剤の屈折率に整合させるステップをさら
に含むことを特徴とする、実施態様３記載の方法。
【００４１】〔実施態様５〕 形成した大きめの光アイ
ソレータを少なくとも１回のダイシング操作中に高速ウ
ェハ・ソーでダイシングしてより小さい光アイソレータ
・チップにすることを特徴とする、実施態様１ないし実
施態様４の何れかに記載の方法。
ソレータを少なくとも１回のダイシング操作中に高速ウ
ェハ・ソーでダイシングしてより小さい光アイソレータ
・チップにすることを特徴とする、実施態様１ないし実
施態様４の何れかに記載の方法。
【００４２】〔実施態様６〕 前記大きめの光アイソレ
ータは、好ましくは、ダイシングに当たり小さい裁断深
さだけで事足りるような側を載せることを特徴とする、
実施態様５記載の方法。
ータは、好ましくは、ダイシングに当たり小さい裁断深
さだけで事足りるような側を載せることを特徴とする、
実施態様５記載の方法。
【００４３】〔実施態様７〕 前記大きめの光アイソレ
ータの組立体を第一のダイシング操作にかけ、前記第１
のダイシング操作の結果として作られた各光アイソレー
タの組立体を第２の、それに続くダイシング操作にかけ
ることを特徴とする実施態様５記載の方法。
ータの組立体を第一のダイシング操作にかけ、前記第１
のダイシング操作の結果として作られた各光アイソレー
タの組立体を第２の、それに続くダイシング操作にかけ
ることを特徴とする実施態様５記載の方法。
【００４４】〔実施態様８〕 前記光アイソレータが、
１つまたは複数の偏光子、又は、１つまたは複数の複屈
折ウォークオフ結晶、及び、１つまたは複数のファラデ
ー回転子を備えることを特徴とする、実施態様１ないし
実施態様７の何れかに記載の方法。
１つまたは複数の偏光子、又は、１つまたは複数の複屈
折ウォークオフ結晶、及び、１つまたは複数のファラデ
ー回転子を備えることを特徴とする、実施態様１ないし
実施態様７の何れかに記載の方法。
【００４５】〔実施態様９〕 前記光アイソレータが、
少なくとも１つのガラス板をさらに備えることを特徴と
する、実施態様１ないし実施態様８の何れかに記載の方
法。
少なくとも１つのガラス板をさらに備えることを特徴と
する、実施態様１ないし実施態様８の何れかに記載の方
法。
【００４６】〔実施態様１０〕 前記光アイソレータ
が、ファイバ対ファイバの応用に用いられることを特徴
とする、実施態様１ないし実施態様９の何れかに記載の
方法。
が、ファイバ対ファイバの応用に用いられることを特徴
とする、実施態様１ないし実施態様９の何れかに記載の
方法。
【００４７】〔実施態様１１〕 前記光アイソレータ
が、レーザ対ファイバの応用に用いられることを特徴と
する、実施態様１ないし実施態様９の何れかに記載の方
法。
が、レーザ対ファイバの応用に用いられることを特徴と
する、実施態様１ないし実施態様９の何れかに記載の方
法。
【００４８】〔実施態様１２〕 １つまたは複数の偏光
子(49a、49b、49c)又は１つまたは複数の複屈折ウォー
クオフ結晶(35a、35b、35c、35d)、及び１つまたは複数
のファラデー回転子(39a、39b、45a、45b)を有するアイ
ソレータ・チップ(26、46、62)を備える光アイソレータ
であって、前記アイソレータ・チップが、前記１つまた
は複数の偏光子又は１つまたは複数の複屈折ウォークオ
フ結晶と、１つまたは複数のファラデー回転子を光学等
級の接着剤で一体に接着し、その後、形成された大きめ
の光アイソレータ・ユニットを複数のより小さなアイソ
レータ・チップ(26、46、62)にダイシングすることによ
り形成されることを特徴とする光アイソレータ。
子(49a、49b、49c)又は１つまたは複数の複屈折ウォー
クオフ結晶(35a、35b、35c、35d)、及び１つまたは複数
のファラデー回転子(39a、39b、45a、45b)を有するアイ
ソレータ・チップ(26、46、62)を備える光アイソレータ
であって、前記アイソレータ・チップが、前記１つまた
は複数の偏光子又は１つまたは複数の複屈折ウォークオ
フ結晶と、１つまたは複数のファラデー回転子を光学等
級の接着剤で一体に接着し、その後、形成された大きめ
の光アイソレータ・ユニットを複数のより小さなアイソ
レータ・チップ(26、46、62)にダイシングすることによ
り形成されることを特徴とする光アイソレータ。
【００４９】〔実施態様１３〕 凹所を有し、該凹所に
前記アイソレータ・チップを受容することができるよう
に形成した微小光学台(29、59)と、前記微小光学台上に
配置されており、光ファイバ(21、22、52)と前記アイソ
レータ・チップ(26、46、62)との間で光を伝達する少な
くとも１つの結合ボール・レンズ(25、27、54、57)とを
さらに含むことを特徴とする、実施態様１２記載の光ア
イソレータ。
前記アイソレータ・チップを受容することができるよう
に形成した微小光学台(29、59)と、前記微小光学台上に
配置されており、光ファイバ(21、22、52)と前記アイソ
レータ・チップ(26、46、62)との間で光を伝達する少な
くとも１つの結合ボール・レンズ(25、27、54、57)とを
さらに含むことを特徴とする、実施態様１２記載の光ア
イソレータ。
【００５０】〔実施態様１４〕 前記偏光子、複屈折ウ
ォークオフ結晶、及び前記ファラデー回転子の表面上に
施された、前記光学等級の接着剤の屈折率に整合する反
射防止コーティングをさらに含むことを特徴とする、実
施態様１２および実施態様１３の何れかに記載の光アイ
ソレータ。
ォークオフ結晶、及び前記ファラデー回転子の表面上に
施された、前記光学等級の接着剤の屈折率に整合する反
射防止コーティングをさらに含むことを特徴とする、実
施態様１２および実施態様１３の何れかに記載の光アイ
ソレータ。
【００５１】〔実施態様１５〕 前記光アイソレータ
が、前記アイソレータ・チップの１つの端末に載せた少
なくとも１つのガラス板(37、38、47、48)をさらに備え
ることを特徴とする、実施態様１２ないし実施態様１４
の何れかに記載の光アイソレータ。
が、前記アイソレータ・チップの１つの端末に載せた少
なくとも１つのガラス板(37、38、47、48)をさらに備え
ることを特徴とする、実施態様１２ないし実施態様１４
の何れかに記載の光アイソレータ。
【００５２】〔実施態様１６〕 前記光アイソレータ
が、ファイバ(21)対ファイバ(22)の応用に用いられるこ
とを特徴とする、実施態様１２ないし実施態様１５の何
れかに記載の光アイソレータ。
が、ファイバ(21)対ファイバ(22)の応用に用いられるこ
とを特徴とする、実施態様１２ないし実施態様１５の何
れかに記載の光アイソレータ。
【００５３】〔実施態様１７〕 前記光アイソレータ
が、レーザ(51)対ファイバ(52)の応用に用いられること
を特徴とする、実施態様１２ないし実施態様１５の何れ
かに記載の光アイソレータ。
が、レーザ(51)対ファイバ(52)の応用に用いられること
を特徴とする、実施態様１２ないし実施態様１５の何れ
かに記載の光アイソレータ。
【００５４】〔実施態様１８〕 第１の光ファイバ(21)
を第２の光ファイバ(22)に光学的に結合するための光ア
イソレータにおいて、前記第１の光ファイバ(21)に近接
してそれと光学的に結合して配置された第１のボール・
レンズ(25)と、前記第１のボール・レンズ(25)に近接し
てそれと光学的に結合して配置された光アイソレータ・
チップ(26)であって、前記光アイソレータ・チップが、
１つまたは複数の偏光子(49a、49b、49c)、又は１つま
たは複数の複屈折ウォークオフ結晶(35a、35b、35c、35
d)、及び１つまたは複数のファラデー回転子(39a、39
b、45a、45b)から成り、且つ前記アイソレータ・チップ
が、前記１つまたは複数の偏光子、又は１つまたは複数
の複屈折ウォークオフ結晶、及び１つまたは複数のファ
ラデー回転子を光学等級の接着剤で一体に接着し、その
後、このようにして形成した大きめの光アイソレータ・
ユニットを複数の小さめのアイソレータ・チップにダイ
シングすることにより形成されることを特徴とする光ア
イソレータ・チップと、前記光アイソレータ・チップに
近接してそれと光学的に結合して配置され且つ前記第２
の光ファイバ(22)に近接してそれと光学的に結合して配
置された第２のボール・レンズ(27)と、その全てが相互
に精密に軸調整された関係にある、前記第１及び第２の
ボール・レンズと前記光アイソレータ・チップとを受け
られるよう構成されるパターン化された部分を有する微
小光学台(29)とを設けて成ることを特徴とする、実施態
様12記載の光アイソレータ。
を第２の光ファイバ(22)に光学的に結合するための光ア
イソレータにおいて、前記第１の光ファイバ(21)に近接
してそれと光学的に結合して配置された第１のボール・
レンズ(25)と、前記第１のボール・レンズ(25)に近接し
てそれと光学的に結合して配置された光アイソレータ・
チップ(26)であって、前記光アイソレータ・チップが、
１つまたは複数の偏光子(49a、49b、49c)、又は１つま
たは複数の複屈折ウォークオフ結晶(35a、35b、35c、35
d)、及び１つまたは複数のファラデー回転子(39a、39
b、45a、45b)から成り、且つ前記アイソレータ・チップ
が、前記１つまたは複数の偏光子、又は１つまたは複数
の複屈折ウォークオフ結晶、及び１つまたは複数のファ
ラデー回転子を光学等級の接着剤で一体に接着し、その
後、このようにして形成した大きめの光アイソレータ・
ユニットを複数の小さめのアイソレータ・チップにダイ
シングすることにより形成されることを特徴とする光ア
イソレータ・チップと、前記光アイソレータ・チップに
近接してそれと光学的に結合して配置され且つ前記第２
の光ファイバ(22)に近接してそれと光学的に結合して配
置された第２のボール・レンズ(27)と、その全てが相互
に精密に軸調整された関係にある、前記第１及び第２の
ボール・レンズと前記光アイソレータ・チップとを受け
られるよう構成されるパターン化された部分を有する微
小光学台(29)とを設けて成ることを特徴とする、実施態
様12記載の光アイソレータ。
【００５５】〔実施態様１９〕 レーザ源(51)を光ファ
イバ(52)に光学的に結合するための光アイソレータにお
いて、レーザ源(51)と、前記レーザ源に近接してそれと
光学的に結合して配置されており、１つまたは複数のリ
ニア偏光子(49a、49b、49c)及び１つまたは複数のファ
ラデー回転子(45a、45b)を含んだ光アイソレータ・チッ
プ（46）であって、前記１つまたは複数の偏光子又は１
つまたは複数の複屈折ウォークオフ結晶、及び１つまた
は複数のファラデー回転子を光学等級の接着剤で一体に
接着し、その後、このようにして形成した大きめの光ア
イソレータ・ユニットを複数の小さめのアイソレータ・
チップにダイシングすることにより形成されることを特
徴とする光アイソレータ・チップ（46）と、前記光アイ
ソレータ・チップに近接してそれと光学的に結合して配
置され且つ前記光ファイバ(22)に近接してそれと光学的
に結合して配置されたボール・レンズ(57)と、その全て
が相互に精密に軸調整された関係にある前記レーザ源、
前記ボール・レンズ、及び前記光アイソレータ・チップ
を受容できるように、パターンで形成された部分を有す
る微小光学台(59)とを設けて成る、実施態様12記載の光
アイソレータ。
イバ(52)に光学的に結合するための光アイソレータにお
いて、レーザ源(51)と、前記レーザ源に近接してそれと
光学的に結合して配置されており、１つまたは複数のリ
ニア偏光子(49a、49b、49c)及び１つまたは複数のファ
ラデー回転子(45a、45b)を含んだ光アイソレータ・チッ
プ（46）であって、前記１つまたは複数の偏光子又は１
つまたは複数の複屈折ウォークオフ結晶、及び１つまた
は複数のファラデー回転子を光学等級の接着剤で一体に
接着し、その後、このようにして形成した大きめの光ア
イソレータ・ユニットを複数の小さめのアイソレータ・
チップにダイシングすることにより形成されることを特
徴とする光アイソレータ・チップ（46）と、前記光アイ
ソレータ・チップに近接してそれと光学的に結合して配
置され且つ前記光ファイバ(22)に近接してそれと光学的
に結合して配置されたボール・レンズ(57)と、その全て
が相互に精密に軸調整された関係にある前記レーザ源、
前記ボール・レンズ、及び前記光アイソレータ・チップ
を受容できるように、パターンで形成された部分を有す
る微小光学台(59)とを設けて成る、実施態様12記載の光
アイソレータ。
【００５６】〔実施態様２０〕 レーザ源(64)を光ファ
イバ(61)に光学的に結合するための光アイソレータにお
いて、レーザ源(64)と、前記レーザ源に近接してそれと
光学的に結合して配置され、１つまたは複数のリニア偏
光子(49a、49b、49c)又は１つまたは複数の複屈折ウォ
ークオフ結晶(35a、35b、35c、35d)、及び１つまたは複
数のファラデー回転子(39a、39b、45a、45b)を含んだ光
アイソレータ・チップ(62)であって、且つ前記１つまた
は複数の偏光子及び１つまたは複数のファラデー回転子
を光学等級の接着剤で一体に接着し、その後、このよう
にして形成した大きめの光アイソレータ・ユニットを複
数の小さめのアイソレータ・チップにダイシングするこ
とにより形成され、且つ前記光ファイバの端末に直接接
着されることを特徴とする、光アイソレータ・チップと
を設けて成る、実施態様12記載の光アイソレータ。
イバ(61)に光学的に結合するための光アイソレータにお
いて、レーザ源(64)と、前記レーザ源に近接してそれと
光学的に結合して配置され、１つまたは複数のリニア偏
光子(49a、49b、49c)又は１つまたは複数の複屈折ウォ
ークオフ結晶(35a、35b、35c、35d)、及び１つまたは複
数のファラデー回転子(39a、39b、45a、45b)を含んだ光
アイソレータ・チップ(62)であって、且つ前記１つまた
は複数の偏光子及び１つまたは複数のファラデー回転子
を光学等級の接着剤で一体に接着し、その後、このよう
にして形成した大きめの光アイソレータ・ユニットを複
数の小さめのアイソレータ・チップにダイシングするこ
とにより形成され、且つ前記光ファイバの端末に直接接
着されることを特徴とする、光アイソレータ・チップと
を設けて成る、実施態様12記載の光アイソレータ。
【００５７】
【発明の効果】上述のように、本願発明は、材料の浪費
とコストが低減される光アイソレータを提供するもので
ある。光アイソレータ・チップは非常に小さい故、結合
したARコーティングされたボール・レンズ間に設けられ
た、シリコン又はセラミック・ベンチのような微小光学
台上に該光アイソレータを配置することができ、そのた
め、各光アイソレータ・チップのサイズ要件がさらに軽
減される。ここに記述した光アイソレータ・チップの組
立技術は、光アイソレータの構成部分を大きめのアイソ
レータユニットに事前組立てし、その後にその大きめの
光アイソレータ・ユニットをダイシングしていくつかの
小さい光アイソレータ・チップにすることにより、数個
の光アイソレータを作るのに要する操作がわずか１回の
軸調整と１回の組み立てだけで済むので、いくつかの小
さい光アイソレータ構成部分を一つずつ軸調整し組立て
て完成品にする場合と比べて処理コストを大幅に低減す
ることができる。従って本願発明は、レーザダイオード
及び半導体増幅器に使用できる、改良型の、コスト低減
した、偏光依存型光アイソレータを提供すると同時に、
ファイバコリメータについてのコスト低減をも考慮する
ものである。
とコストが低減される光アイソレータを提供するもので
ある。光アイソレータ・チップは非常に小さい故、結合
したARコーティングされたボール・レンズ間に設けられ
た、シリコン又はセラミック・ベンチのような微小光学
台上に該光アイソレータを配置することができ、そのた
め、各光アイソレータ・チップのサイズ要件がさらに軽
減される。ここに記述した光アイソレータ・チップの組
立技術は、光アイソレータの構成部分を大きめのアイソ
レータユニットに事前組立てし、その後にその大きめの
光アイソレータ・ユニットをダイシングしていくつかの
小さい光アイソレータ・チップにすることにより、数個
の光アイソレータを作るのに要する操作がわずか１回の
軸調整と１回の組み立てだけで済むので、いくつかの小
さい光アイソレータ構成部分を一つずつ軸調整し組立て
て完成品にする場合と比べて処理コストを大幅に低減す
ることができる。従って本願発明は、レーザダイオード
及び半導体増幅器に使用できる、改良型の、コスト低減
した、偏光依存型光アイソレータを提供すると同時に、
ファイバコリメータについてのコスト低減をも考慮する
ものである。
【００５８】本願発明は、ここでは好ましい実施例を参
照して記述されたが、他の応用も、本願発明の精神と範
囲とから逸脱することなく、ここに説明したそれらと置
き換え得るものであることは、熟練した当業者には明ら
かであろう。従って、本願発明は、特許請求の範囲によ
ってのみ限定されるべきものである。
照して記述されたが、他の応用も、本願発明の精神と範
囲とから逸脱することなく、ここに説明したそれらと置
き換え得るものであることは、熟練した当業者には明ら
かであろう。従って、本願発明は、特許請求の範囲によ
ってのみ限定されるべきものである。
【図１】従来技術の光アイソレータを示す略図である。
【図２】本願発明の第１の好ましい実施例による光アイ
ソレータを示す略図である。
ソレータを示す略図である。
【図３ａ】本願発明による偏光独立型光アイソレータを
製造する際に用いられるダイシング工程の一部を示す図
である。
製造する際に用いられるダイシング工程の一部を示す図
である。
【図３ｂ】本願発明による偏光独立型光アイソレータを
製造する際に用いられるダイシング工程の一部を示す図
である。
製造する際に用いられるダイシング工程の一部を示す図
である。
【図３ｃ】本願発明による偏光独立型光アイソレータを
製造する際に用いられるダイシング工程の一部を示す図
である。
製造する際に用いられるダイシング工程の一部を示す図
である。
【図４】本願発明による偏光依存型光アイソレータを示
す図である。
す図である。
【図５】本願発明の第二の、同じく好ましい実施例によ
る光アイソレータを示す図である。
る光アイソレータを示す図である。
【図６】本願発明の第三の、同じく好ましい実施例によ
る単一モード・ファイバ・プラットフォームを示す図で
ある。
る単一モード・ファイバ・プラットフォームを示す図で
ある。
１０、２０、５０、６０：光アイソレータ組立体 １１、４６：光アイソレータ・ユニット １２、２１：入力単一モード光ファイバ １３、２２：出力単一モード光ファイバ PｂSA ≠P５：Selfocレンズ １８、２８：磁界 ２３：屈折率整合接着剤 ２４：ガラス QｂTA ≠Q７、５４、５７：ボール・レンズ ２６、５６、６２：光アイソレータ・チップ ２９、５９：シリコン・ベンチ（微小光学台） ３５ａ、３５ｂ、３５ｃ：ウォークオフ結晶 ３７、３８、４７、４８、５３、６５：ガラス・カバー
・スライド ３９ａ、３９ｂ、４５ａ、４５ｂ ：ファラデー回転子 ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ：偏光子 ５１：レーザ源 ５２、６１：単一モード・光ファイバ ６３：レンズ ６４：レーザ・ダイオード
・スライド ３９ａ、３９ｂ、４５ａ、４５ｂ ：ファラデー回転子 ４９ａ、４９ｂ、４９ｃ：偏光子 ５１：レーザ源 ５２、６１：単一モード・光ファイバ ６３：レンズ ６４：レーザ・ダイオード
Claims (2)
- 【請求項１】光アイソレータ・ユニットを組立てるステ
ップと、 前記光アイソレータ・ユニットをダイシングしてより小
さいアイソレータ・チップにするステップとを設けて成
る光アイソレータを製造する方法。 - 【請求項２】 １つまたは複数の偏光子又は１つまたは
複数の複屈折ウォークオフ結晶、及び１つまたは複数の
ファラデー回転子を有するアイソレータ・チップを備え
る光アイソレータであって、 前記アイソレータ・チップが、前記１つまたは複数の偏
光子又は１つまたは複数の複屈折ウォークオフ結晶と、
１つまたは複数のファラデー回転子を光学等級の接着剤
で一体に接着し、その後、形成された大きめの光アイソ
レータ・ユニットを複数のより小さなアイソレータ・チ
ップにダイシングすることにより形成されることを特徴
とする光アイソレータ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US588,042 | 1996-01-17 | ||
| US08/588,042 US5808793A (en) | 1996-01-17 | 1996-01-17 | Low-cost compact optical isolators |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09197345A true JPH09197345A (ja) | 1997-07-31 |
| JP4008064B2 JP4008064B2 (ja) | 2007-11-14 |
Family
ID=24352229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00455197A Expired - Lifetime JP4008064B2 (ja) | 1996-01-17 | 1997-01-14 | 光アイソレータ及びその製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5808793A (ja) |
| EP (1) | EP0785456B1 (ja) |
| JP (1) | JP4008064B2 (ja) |
| DE (1) | DE69729230T2 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2023218984A1 (ja) * | 2022-05-09 | 2023-11-16 | 信越化学工業株式会社 | 光アイソレータ |
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