JPH11183845A - 光アイソレータ - Google Patents

光アイソレータ

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Publication number
JPH11183845A
JPH11183845A JP36583897A JP36583897A JPH11183845A JP H11183845 A JPH11183845 A JP H11183845A JP 36583897 A JP36583897 A JP 36583897A JP 36583897 A JP36583897 A JP 36583897A JP H11183845 A JPH11183845 A JP H11183845A
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JP
Japan
Prior art keywords
magnetic field
optical isolator
cylindrical magnet
circumferential part
thickness
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP36583897A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazumitsu Endo
和光 遠藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokin Corp
Original Assignee
Tokin Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Tokin Corp filed Critical Tokin Corp
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Publication of JPH11183845A publication Critical patent/JPH11183845A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ファラデー回転素子に磁界を印加するための
円筒磁石の小型化による内部磁場の減少を防止すること
で、アイソレーション特性の劣化のない小型の光アイソ
レータを提供する。 【解決手段】 ファラデー回転素子3、偏光子6、及び
検光子7を外周部の厚みtoutと内周部の厚みtinとの
関係をtout>tinとした金属製ホルダー9及び10で
固定した光アイソレータ。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムや
光計測器に用いられる光学部品であり、光源から出射し
た光が、光学系の中の光学素子の端面で反射し、光源に
戻るのを防ぐための光アイソレータに関する。
【0002】
【従来の技術】光源からの出射光を、光学系を用いて伝
達しようとするとき、光学系中の光学素子の端面で反射
した光は、光源に戻ってくる。
【0003】例えば、光通信において、光源のレーザー
から出射した光は、結合レンズによって収束され、光フ
ァイバの端面に集められる。大部分の光は、光ファイバ
中に入り、その中を伝搬するが、一部の光は、ファイバ
の端面で反射されて、光源のレーザーに戻る。
【0004】レーザーに戻った光は、一般に、位相も偏
光方向もレーザー中の光とは異なるため、レーザー光の
ノイズとなり、レーザーの発振が乱れる。
【0005】このようなノイズを防ぐため、戻り光を遮
断する光アイソレータが用いられる。また、光アイソレ
ータには、戻り光の遮断特性(アイソレーション)が高
いこと、入射された光の透過損失(挿入損失)が少ない
ことが要求される。
【0006】従来の光アイソレータの典型的な構造を図
6に示す。図6において、光学素子として板状のファラ
デー回転素子3の両側に偏光子6と検光子7を配置し、
ファラデー回転素子3の周囲には、ファラデー回転素子
3を一方向に磁化させるための円筒型永久磁石4(以
下、円筒磁石と記す)を配設している。
【0007】また、これらの光学素子及び円筒磁石4
は、それぞれリング状で、外径A1=φ4.0、内径B=
φ1.2の金属製ホルダー1,2に半田付け等によって
固定し、金属製ホルダー1,2相互は、外周ホルダー5
に位置決め後、レーザー溶接されている。
【0008】なお、円筒磁石4から発生する磁場は、図
7に示すような磁束分布(磁場分布)を有し、ファラデ
ー回転素子に印加する磁場は、円筒磁石4から円筒の内
部に環流した磁場を用いている。この磁場は、円筒磁石
4の寸法に依存しており、円筒磁石4の断面積に、ほぼ
比例している。
【0009】また、円筒磁石4の内径は、上記光アイソ
レータを通るレーザーの径(アパーチャ径)により決ま
るため、磁場は、円筒磁石4の外径で、ほぼ決まる。従
って、光アイソレータの寸法は、円筒磁石4の外径寸法
によって、ほぼ決まってしまう。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、電子
部品の小型化が顕著であり、光アイソレータも、その例
外ではなく、このため、円筒磁石に高いエネルギー積を
有する希土類系磁石(Nd−Fe−B系磁石やSm−C
o磁石)を用いることにより、小型化を行ってきたが、
更なる小型化の要求が求められている。
【0011】このため、希土類磁石製円筒磁石を更に縮
小する必要があるが、内径がレーザー光のアパーチャ径
により小さくできないため、外径を縮小させなければな
らない。
【0012】しかしながら、円筒磁石の外径を縮小する
ことは、円筒磁石内部の磁場も弱めてしまうという問題
がある。
【0013】また、現在、ファラデー回転素子に用いら
れている数100μmの厚さの鉄系ガーネット酸化物単
結晶(以下、TbBiIGと記す)は、ある所定の磁場
(飽和磁場)以上でファラデー回転角が一定となる。
【0014】従って、光アイソレータを設計する際は、
ある所定の飽和磁場、あるいは、それ以上の磁場をTb
BiIGにかける必要がある。なお、通常、飽和磁場以
上におけるファラデー回転角は、45degと設定され
る。
【0015】もし、ファラデー回転子への印加磁場が、
飽和磁場未満の場合は、ファラデー回転角が設定値を下
回り、アイソレーションが劣化してしまい、レーザーの
発振を乱してしまうという問題がある。
【0016】従って、本発明は、ファラデー回転素子に
磁界を印加するための円筒磁石の小型化による内部磁場
の減少を防止することで、アイソレーション特性の劣化
のない、小型の光アイソレータを提供することにある。
【0017】
【課題を解決するための手段】本発明は、永久磁石によ
り発生する磁界を印加したファラデー回転子及び該ファ
ラデー回転子の前後に配置される偏光子及び検光子の端
部を金属製ホルダーで固定してなる光アイソレータにお
いて、前記金属製ホルダーの外周部の厚みtoutと内周
部の厚みtinとの関係がtout>tinである光アイソレ
ータである。
【0018】又、本発明は、前記tinとtoutの関係が
tin/tout=0.3〜0.7である光アイソレータであ
る。
【0019】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について説明
する。
【0020】まず、光アイソレータでは、円筒磁石の内
部に環流する磁場を使用するため、この磁場を強くする
方法を検討した。一般に、磁場中に磁性体を置くと、磁
場分布が変化することは、よく知られているが、この変
化は、磁性体の形状によって決まる。つまり、円筒磁石
に磁性体を付けることにより、円筒磁石周囲の磁場分布
を変化させ、かつ、円筒磁石内部に環流する磁場を強め
る磁性体の形状を検討した。その結果を図5に示す。
【0021】図5に示すように、内部の厚みを外周部よ
り薄くした磁性材料からなるリング状の磁性体13を円
筒磁石4に付けることにより、円筒磁石4の内部の磁場
を強めることができた。光アイソレータでは、リング状
の磁性体13の位置に端部を固定するリング状の金属製
ホルダーが用いられるが、このリング状の金属製ホルダ
ーの内部(レーザー光が通る部分)に傾斜14を設ける
ことにより、光アイソレータにおいても、同様の効果を
得ることができた。
【0022】この結果、円筒磁石の寸法(外径)の縮小
が可能となり、光アイソレータのー小型化が可能となっ
た。
【0023】
【実施例】以下、本発明の実施例について説明する。
【0024】(実施例1)図1に、第1の実施例の光ア
イソレータの構成を示す断面図を示す。図1において、
リング状で、外径A1=φ4.0、内径B=φ1.2の金
属製ホルダー9,10の内部に傾斜14を設けた以外
は、図6に示す従来の光アイソレータと同様の構成であ
り、レーザー光を通す端部のリング状の金属製ホルダー
9,10は、SUS430で作製し、レーザー光入射側
と出射側の形状は、同一のものを用いた。また、円筒磁
石4には、Sm−Co磁石(商品名:LM−24H、外
径φ3.6mm、内径φ2.4mm、高さ1.2mm)を
使用した。
【0025】ファラデー回転素子3は、Bi置換型(T
b,Ho)Fe系ガーネット単結晶厚膜(以下、ガーネ
ット厚膜と記す)である。このガーネット厚膜は、約1
200(Oe)で磁化が飽和する磁気特性を有する。な
お、ガーネット厚膜内を磁束が通過する際に、レーザー
光が回転する角度(ファラデー回転角)は、磁場の強さ
に比例し、図2に示すように、磁化と同様、約1200
Oeで飽和する。
【0026】本実施例1において、リング状の金属製ホ
ルダー9,10の内部の傾斜14の厚みtin及びtout
の関係を、tin/tout=0.1〜1.0とし、図2のフ
ァラデー回転角と磁場の関係を利用して、円筒磁石内部
の磁場を測定し、従来の光アイソレータと比較した。な
お、従来の光アイソレータは、tin/tout=1.0のも
のである。
【0027】又、本実施例1では、ファラデー回転素子
によるレーザー光の回転角度の測定から円筒磁石内部の
磁場を求めるため、検光子を固定した端部金属製ホルダ
ーを回転できるよう外周ホルダーに固定せず用いた。測
定条件は、1.55μmのレーザー光を光アイソレータ
に通し、ファラデー回転角から円筒磁石内部の磁場を求
めた。その結果を図3に示す。
【0028】図3に、tin/toutと円筒磁石内部の磁
場の関係を示した。tin/tout=0.3〜0.7におい
て、円筒磁石内部の磁場が向上し、tin/tout=0.5
付近において、最大約20%向上した。
【0029】(実施例2)図4に、第2の実施例の光ア
イソレータの構成を示す断面図を示す。本第2の実施例
は、実施例1において、円筒磁石内部の磁場が約20%
向上したtin/tout=0.5について、実施例1より断
面積を約20%減少させたSm−Co磁石(商品名:L
M−24H、外径φ3.4mm、内径φ2.4mm、高さ
1.2mm)を用いて、光アイソレータを作製したもの
である。また、ガーネット厚膜3は、約800Oeで磁
化が飽和する磁気特性を有するものを使用した。なお、
本実施例2と実施例1の相違点は、リング状の金属製ホ
ルダー11,12の外径A2が、実施例1より小さくな
っていることである。
【0030】本実施例2の比較例として、図6に示す従
来の光アイソレータに、実施例2と同様の約800Oe
のガーネット厚膜を取り付けたものを用いた。
【0031】表1に、実施例2及びその比較例の光アイ
ソレータを、1.55μmのレーザー光で光アイソレー
タの諸特性(ファラデー回転角、アイソレーション)を
測定した結果を示す。
【0032】
【0033】表1より、本実施例2のファラデー回転角
及びアイソレーション特性は、その比較例と比較して、
同等であることがわかる。従って、本実施例2より、光
アイソレータの小型化ができた。
【0034】
【発明の効果】以上の説明にて述べたように、本発明に
よれば、レーザー光を通す光アイソレータのリング状の
金属製ホルダーに傾斜を付けた磁性材料を用いた、リン
グ状の金属製ホルダーの内部の厚さを外周部の厚さより
小さくすることにより、円筒型永久磁石内部の磁場を高
めることができ、このことにより、円筒型永久磁石の小
型化が可能となり、小型の光アイソレータが得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の光アイソレータの構成を示
す断面図。
【図2】本発明の実施例1に用いたガーネット厚膜のフ
ァラデー回転角と磁場の関係を示す図。
【図3】本発明の実施例1に用いたリング状の金属製ホ
ルダーの外周の厚みtoutと内部の厚みtinの比(tin
/tout)と円筒磁石内部の磁場の関係を示す図。
【図4】本発明の実施例2の光アイソレータの構成の断
面図。
【図5】円筒磁石に、内側に傾斜した磁性体を付けた場
合の磁場の分布の概念を示す図。
【図6】従来の光アイソレータの構成を示す断面図。
【図7】従来の光アイソレータの円筒磁石が発生する磁
場の分布の概念を示す図。
【符号の説明】
1,9,11 (入射側のリング状の)金属製ホルダ
ー 2,10,12 (出射側のリング状の)金属製ホル
ダー 3 ファラデー回転素子(ガーネット厚膜) 4 円筒型永久磁石(円筒磁石) 5 外周ホルダー 6 偏光子 7 検光子 8 (ガーネット厚膜位置決め用)リング 13 (リング状の)磁性体 14 (リング状の金属製ホルダーの内部の)傾斜 A1,A2 外径 B 内径

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 永久磁石により発生する磁界を印加した
    ファラデー回転子及び該ファラデー回転子の前後に配置
    される偏光子及び検光子の端部を金属製ホルダーで固定
    してなる光アイソレータにおいて、前記金属製ホルダー
    の外周部の厚みtoutと内周部の厚みtinとの関係がto
    ut>tinであることを特徴とする光アイソレータ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の光アイソレータにおい
    て、前記tinとtoutの関係がtin/tout=0.3〜0.
    7であることを特徴とする光アイソレータ。
JP36583897A 1997-12-22 1997-12-22 光アイソレータ Withdrawn JPH11183845A (ja)

Priority Applications (1)

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JP36583897A JPH11183845A (ja) 1997-12-22 1997-12-22 光アイソレータ

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JP36583897A JPH11183845A (ja) 1997-12-22 1997-12-22 光アイソレータ

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JPH11183845A true JPH11183845A (ja) 1999-07-09

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ID=18485246

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JP36583897A Withdrawn JPH11183845A (ja) 1997-12-22 1997-12-22 光アイソレータ

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JP (1) JPH11183845A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598623C1 (ru) * 2015-06-29 2016-09-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) Изолятор фарадея с неоднородным магнитным полем для лазеров большой мощности

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2598623C1 (ru) * 2015-06-29 2016-09-27 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) Изолятор фарадея с неоднородным магнитным полем для лазеров большой мощности

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Effective date: 20050711