JPH11242187A - 光アイソレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 製造作業、特にファラデー回転子をマグネッ
ト内にセットする作業が容易に行える光アイソレータを
提供することである。 【解決手段】 第１の偏光子と、この第１の偏光子に隣
接して設けられたファラデー回転子と、このファラデー
回転子を挟んで、前記第１の偏光子と対向するよう設け
られた第２の偏光子と、前記ファラデー回転子の周囲に
設けられた環状のマグネットとを具備してなる光アイソ
レータであって、前記マグネットが、環状の第１のマグ
ネット分体および環状の第２のマグネット分体を組み合
わせて構成されてなる光アイソレータ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信システムな
どにおいて使用される光アイソレータに関するものであ
る。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】近年、光通信技術の進
歩は著しいが、この技術を利用した光通信システムにお
いて、特に重要な役割を果たすのが光アイソレータであ
る。光アイソレータは、光伝送路に介在させられた各種
光デバイスからの反射光による雑音の発生を防止するた
めのものであり、バルク型、導波路型およびファイバ型
の３種類に大別できる。このうち導波路型およびファイ
バ型は、現状では研究開発の途上にあり、まだ実用化に
は至っていない。そこで、以下では、バルク型光アイソ
レータの構造について、図４及び図５を用いて簡単に説
明する。なお、図４は従来型光アイソレータの概略構造
を示す縦断面図、図５は同光アイソレータの要部正面図
である。

【０００３】図４から判るように従来型の光アイソレー
タは、金属製の大ケース１１に収納された、第１の偏光
子１２、環状のマグネット１３及びファラデー回転子
（ガーネットフィルム）１４と、大ケース１１と同じく
金属製の小ケース１５に収納された第２の偏光子１６と
からなる。このうち大ケース１１と小ケース１５とは、
一方が他方に対して回転可能であるよう嵌合させられて
いる。また、ファラデー回転子１４は、図５からも判る
ように、マグネット１３の内部にあって、このマグネッ
ト１３の内周面に四隅が接着固定されている。

【０００４】こうした構造を有する光アイソレータは次
のように機能する（但し、この機能の説明は、光の入射
方向から見た場合についてのものである）。まず、第１
の偏光子１２に光が入射すると、この入射した光は、第
１の偏光子１２によって、偏光方向が互いに垂直で、か
つ、進行方向が平行でない２本の光ビームに分離し、第
１の偏光子１２から出射する。出射した光は、続いてフ
ァラデー回転子１４に入射するが、このファラデー回転
子１４は、マグネット１３の作用により、入射光の偏光
面を、−４５度だけ回転させる。つまり、ファラデー回
転子１４を通過した後の２本の光ビームの偏光面は、入
射光に対してそれぞれ−４５度回転したものとなる。さ
て、この従来型の光アイソレータでは、第２の偏光子１
６の偏光面を、第１の偏光子１２の偏光面に対して、−
４５度回転させている。よって、順方向から入射した光
は、損失を伴わずに、第２の偏光子１６から出射するこ
とになる。

【０００５】一方、逆方向すなわち第２の偏光子１６側
から光が入射した場合、第１の偏光子１２に対して、−
４５度回転した偏光面を有する２本の光ビームが、第２
の偏光子１６によって選択され、これがファラデー回転
子１４に入射する。ところがファラデー回転子１４は、
この２本の光ビームを更にそれぞれ、−４５度ずつ回転
させる。したがって、第１の偏光子１２には、その偏光
面に対して、−９０度回転した２本の光ビームが入射す
ることになる。ゆえに、逆方向から入射した光は、入射
光と平行にはならずに、上下に開いた２本の光ビームと
なり、入射側ファイバーには戻らない。つまり、逆方向
から入射した光は、除去されることになる。

【０００６】ところで、こうした光アイソレータにおい
ても、改善を要する点がいくつかある。その第一は、製
造作業に関する問題点である。すなわち、図５に示す光
アイソレータの要部は、マグネット１３内にファラデー
回転子１４を押し込み、その四隅を接着剤によってマグ
ネット１３の内周面に固定する処理を経て製造されてい
る。このため、現行サイズのもの（図４におけるＤが３
ｍｍ程度のもの）でさえ製造作業には、かなりの手間が
かかっている。したがって、光アイソレータのサイズが
現行よりも小さくなると、製造作業は著しく困難にな
る。すなわち、ファラデー回転子１４をマグネット１３
内に押し込むことは可能であっても、その四隅の接着処
理には多大な困難を伴い、実際上、製作不可能となる。

【０００７】更に、上記構造の光アイソレータでは、そ
もそも小型化、特に光が進む方向についての小型化が難
しい。近年、通信機器に対する小型化の要請は、ますま
す強くなってきており、当然ながら、光アイソレータに
関しても一層の小型化、特に光が進む方向についてのサ
イズ縮減が望まれている。しかし、従来構造の光アイソ
レータでは、光が進む方向について、これ以上サイズを
縮減する余地がなく、その実現も不可能に近いと言え
る。

【０００８】したがって、本発明が解決しようとする第
１の課題は、製造作業、特にファラデー回転子をマグネ
ット内にセットする作業が容易に行える光アイソレータ
を提供することである。また、本発明が解決しようとす
る第２の課題は、光が進む方向についての小型化が可能
な光アイソレータを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記の課題は、第１の偏
光子と、この第１の偏光子に隣接して設けられたファラ
デー回転子と、このファラデー回転子を挟んで、前記第
１の偏光子と対向するよう設けられた第２の偏光子と、
前記ファラデー回転子の周囲に設けられた環状のマグネ
ットとを具備してなる光アイソレータであって、前記マ
グネットが、環状の第１のマグネット分体および環状の
第２のマグネット分体を組み合わせて構成されてなるこ
とを特徴とする光アイソレータによって解決される。

【００１０】また、上記の課題は、第１のケースと、こ
の第１のケース内に設けられた環状の第１のマグネット
分体と、前記第１のケース内に、前記第１のマグネット
分体に隣接して設けられた第１の偏光子と、前記第１の
ケースに隣接して設けられた第２のケースと、この第２
のケース内に存在し、前記第１のマグネット分体に対し
て設けられた環状の第２のマグネット分体と、前記第２
のケース内に存在し、前記第２のマグネット分体に固定
された第２の偏光子と、前記第１のマグネット分体と前
記第２のマグネット分体とから形成される環状のマグネ
ット内に設けられたファラデー回転子とを具備してなる
ことを特徴とする光アイソレータによって解決される。

【００１１】すなわち、本発明では、ファラデー回転子
の周囲にあって、このファラデー回転子が入射光の偏光
面を所定角度だけ回転させるような磁界を発生するマグ
ネットを、互いに分離・結合自在で、かつ、一方が他方
に対して摺動可能な、第１のマグネット分体および第２
のマグネット分体から構成している。したがって、マグ
ネット内にファラデー回転子をセットする作業は、マグ
ネットを第１のマグネット分体および第２のマグネット
分体に分離させた状態で行える。このため、作業性に優
れ、従来型の光アイソレータを製造する場合のような多
大な困難を伴わず、ファラデー回転子をマグネット内に
セットすることが可能である。ゆえに、光アイソレータ
が現行サイズより小型化されても、何ら問題なく、これ
に対応することができる。

【００１２】また、本発明では、マグネットを第１のマ
グネット分体および第２のマグネット分体から構成する
と共に、偏光子、特に従来型の光アイソレータにあって
は、マグネットが配された大ケースとは別体の小ケース
内にセットされていた第２の偏光子を、直接、第２のマ
グネット分体に固定している。したがって、従来型の光
アイソレータでは第２の偏光子を受けるために不可欠で
あった小ケースのフランジ状部分の厚みに相当する分だ
け寸法を縮減することができる。つまり、光が進む方向
についての小型化が可能となる。そして、上記手法によ
る光が進む方向についての小型化は、第１の偏光子と第
２の偏光子との間隔がより小さくなることを意味するの
で、偏波面依存性ロス（ＰＤＬ）が低減され、更に良好
な特性が得られる。

【００１３】なお、上記光アイソレータにあっては、第
１のマグネット分体の内周面および第２のマグネット分
体の内周面に、それぞれ環状のフランジを設け、ファラ
デー回転子の縁部が、前記第１のマグネット分体のフラ
ンジと前記第２のマグネット分体のフランジとで挟持さ
れるよう構成してなることが好ましい。すなわち、こう
した構造とすれば、第１のマグネット分体と第２のマグ
ネット分体とでファラデー回転子を挟むだけで、接着剤
を使用しなくとも、それを規定の位置にセットできるよ
うになる。よって、製造作業が一層簡略化される。

【００１４】また、上記光アイソレータでは、第１の偏
光子を第１のマグネット分体に固定してなることが好ま
しい。すなわち、第１の偏光子を第１のケースにではな
く、第１のマグネット分体に直接固定すれば、第１のケ
ースに第１の偏光子を受けるためのフランジを形成する
必要がなくなる。したがって、その分だけ第１のケース
のサイズを縮減することが可能である。つまり、光が進
む方向について、一層の小型化を図ることができる。

【００１５】更に、本発明の光アイソレータにおいて、
ファラデー回転子の縁部を、第１のマグネット分体のフ
ランジと第２のマグネット分体のフランジとで挟持する
構造のものでは、ファラデー回転子が、がたつかないよ
うにするため、それを第１のマグネット分体または第２
のマグネット分体のいずれか一方に、接着剤などを用い
て固定することが好ましい。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下で、本発明の一実施形態とし
て説明する光アイソレータは、第１の偏光子と、この第
１の偏光子に隣接して設けられたファラデー回転子と、
このファラデー回転子を挟んで、第１の偏光子と対向す
るよう設けられた第２の偏光子と、ファラデー回転子の
周囲に設けられた環状のマグネットとを具備し、このマ
グネットが、互いに分離・結合自在で、かつ、一方が他
方に対して摺動可能な、環状の第１のマグネット半体
（分体）および環状の第２のマグネット半体（分体）か
ら構成されてなることを特徴とする。更に詳しく言え
ば、本実施形態の光アイソレータは、第１のケースと、
この第１のケース内に設けられた環状の第１のマグネッ
ト半体と、第１のケース内に、第１のマグネット半体に
隣接して設けられた第１の偏光子と、第１のケースに隣
接して設けられた第２のケースと、この第２のケース内
に設けられた、第１のマグネット半体に対して分離・結
合自在で、かつ摺動可能な環状の第２のマグネット半体
と、第２のケース内に存在し、第２のマグネット半体に
固定された第２の偏光子と、第１のマグネット半体と第
２のマグネット半体とを結合させることによって形成さ
れる環状のマグネット内に設けられたファラデー回転子
とを具備してなる。

【００１７】なお、本実施形態の光アイソレータでは、
第１のマグネット半体の内周面および第２のマグネット
半体の内周面に、それぞれ環状のフランジを設け、ファ
ラデー回転子の縁部が、第１のマグネット半体のフラン
ジと第２のマグネット半体のフランジとで挟持されるよ
う構成している。また、第１の偏光子については、第１
のマグネット半体に直接固定している。更に、ファラデ
ー回転子についても、第１のマグネット半体に接着固定
している。

【００１８】続いて、図１〜図３を用いて本発明の実施
形態を更に詳しく説明する。なお、図１は本実施形態の
光アイソレータの概略構造を示す縦断面図、図２は同光
アイソレータを二体に分離させた状態での縦断面図、図
３は同光アイソレータにおける要部正面図である。本実
施形態の光アイソレータの構造は、図１や図２に示すと
おりであり、特に図２から判るように、本実施形態の光
アイソレータは、二つの部分から構成される。このうち
左側の部分は、第１のケース１と、この第１のケース１
内に設けられた第１のマグネット半体２と、この第１の
マグネット半体２に接着固定された第１の偏光子３と、
この第１の偏光子３と同様、第１のマグネット半体２に
接着固定されたファラデー回転子（ガーネットフィル
ム）４とからなる。一方、右側の部分は、第２のケース
５と、この第２のケース５内に設けられた第２のマグネ
ット半体６と、この第２のマグネット半体６に接着固定
された第２の偏光子７とからなる。つまり、本実施形態
では、ファラデー回転子４が入射光の偏光面を所定角度
だけ回転させるような磁界を発生するマグネットを、互
いに分離・結合自在な、第１のマグネット半体２及び第
２のマグネット半体６から構成している。

【００１９】続いて、上記構成要素それぞれを更に詳し
く説明する。上記構成要素のうち、第１のケース１及び
これに隣接する第２のケース５は、ステンレス等の金属
材料から構成されている。但し、本実施形態では、第１
のマグネット半体２を第１のケース１に対して接着固定
しており、また、第２のマグネット半体６についても第
２のケース５に対して接着固定している。

【００２０】第１のケース１と第２のケース５とは、一
方が他方に対して回転できるよう嵌合状態となってい
る。すなわち、第１のケース１において第２のケース５
と嵌合する側の開口には、円形の環状壁１ａを形成して
いる。また、第２のケース５において第１のケース１と
嵌合する側の開口にも、円形の環状壁５ａを形成してい
る。更に、環状壁５ａの内径を環状壁１ａの外径と等し
くしているので、環状壁１ａと環状壁５ａとは図１に示
すごとく嵌合する。この嵌合状態では、上述したよう
に、第１のケース１は第２のケース５に対して、あるい
は第２のケース５は第１のケース１に対して回転可能で
ある。

【００２１】第１のケース１内に設けられた第１のマグ
ネット半体２は、ファラデー回転子４の固定状態を示す
図３から判るように環状のものである。特に、その内周
面には、環状のフランジ２ａが一体的に形成されてい
る。このフランジ２ａは、後述するように、第２のマグ
ネット半体６のフランジと共同でファラデー回転子４の
縁部を挟持する役割を果たす。

【００２２】第１のケース１内に第１のマグネット半体
２に隣接して設けられた、言い換えれば、第１のマグネ
ット半体２に直接、接着固定された第１の偏光子３は、
ルチル（ＴｉＯ₂ ）から構成されてなる、縦断面形状が
クサビ形（正面から見た形状は矩形）の基板の表面に、
反射防止膜を形成して得られたものである（第２の偏光
子７についても同じ）。

【００２３】第２のケース５内に設けられた第２のマグ
ネット半体６は、第１のマグネット半体２に対して分離
・結合自在である。この第２のマグネット半体６は、基
本的に、第１のマグネット半体２と同じ形状を有してい
る。すなわち、第２のマグネット半体６も環状のもので
あり、特に、その内周面には、環状のフランジ６ａが一
体的に形成されている。このフランジ６ａは、上述した
ように、第１のマグネット半体２のフランジ２ａと共同
で、ファラデー回転子４の縁部（図３において斜線で示
す角の部分）を挟持する。なお、ファラデー回転子４
は、フランジ２ａとフランジ６ａとの間に挟み込まれた
状態であるため、そのままでも、第１のマグネット半体
２及び第２のマグネット半体６の結合体（ファラデー回
転子４の周囲にあって、それを収納した格好となってい
る環状のマグネット８）から脱落することはない。しか
し、本実施形態では、ファラデー回転子４のがたつきを
抑えるため、その四隅を第１のマグネット半体２に対し
て接着固定している。なお、第１のマグネット半体２及
び第２のマグネット半体６からなるマグネット８は、第
１の偏光子３側がＮ極に、第２の偏光子７側がＳ極にな
っている。

【００２４】第２のケース５内に、第２のマグネット半
体６に隣接し、かつ、ファラデー回転子４を挟んで第１
の偏光子３と対向するよう設けられた、すなわち第２の
マグネット半体６に直接、接着固定された第２の偏光子
７についても、基本的に、その形状は第１の偏光子３と
同じである。但し、第１の偏光子３とは、上下が逆にな
った状態で配置されている。なお、第１の偏光子３や第
２の偏光子７、そしてファラデー回転子４の接着には、
エポキシ樹脂を用いている。

【００２５】環状のマグネット８に収納された状態で、
第１の偏光子３と第２の偏光子７との間に設けられるフ
ァラデー回転子４は、上述したごとく、第１のマグネッ
ト半体２に接着固定されている。したがって、ファラデ
ー回転子４は、第１の偏光子３と共に回転する。なお、
ここでは、ファラデー回転子４として、ビスマス系ガー
ネット製のものを用いた。

【００２６】さて、上記構造の光アイソレータは次のよ
うに機能する（但し、この機能の説明は、光の入射方向
から見た場合についてのものである）。まず、第１の偏
光子３に光が入射すると、この入射した光は、第１の偏
光子３によって、偏光方向が互いに垂直で、かつ、進行
方向が平行でない２本の光ビームに分離し、第１の偏光
子３から出射する。出射した光は、続いてファラデー回
転子４に入射するが、このファラデー回転子４は、マグ
ネット８の作用により、入射光の偏光面を、−４５度だ
け回転させる。つまり、ファラデー回転子４を通過した
後の２本の光ビームの偏光面は、入射光に対してそれぞ
れ−４５度回転したものとなる。ところで、本実施形態
の光アイソレータでは、第２の偏光子７の偏光面を、第
１の偏光子３の偏光面に対して、−４５度回転させてい
る。よって順方向から入射した光は、損失を伴わずに、
第２の偏光子７から出射することになる。

【００２７】一方、逆方向すなわち第２の偏光子７側か
ら光が入射した場合、第１の偏光子３に対して、−４５
度回転した偏光面を有する２本の光ビームが、第２の偏
光子７によって選択され、これがファラデー回転子４に
入射する。ところがファラデー回転子４は、この２本の
光ビームを更にそれぞれ、−４５度ずつ回転させる。し
たがって、第１の偏光子３には、その偏光面に対して、
−９０度回転した２本の光ビームが入射することにな
る。ゆえに、逆方向から入射した光は、入射光と平行に
はならずに、上下に開いた２本の光ビームとなり、入射
側ファイバーには戻らない。つまり、逆方向から入射し
た光は除去されることになる。この結果、例えば光通信
システムの伝送路に介在させられた各種光デバイスから
の反射光の影響による雑音の発生は、効果的に抑えられ
る。

【００２８】上述したように、本実施形態の光アイソレ
ータでは、ファラデー回転子４の周囲にあって、このフ
ァラデー回転子４が入射光の偏光面を所定角度だけ回転
させるような磁界を発生するマグネット８を、互いに分
離・結合自在な、第１のマグネット半体２及び第２のマ
グネット半体６から構成している。このため、マグネッ
ト８内にファラデー回転子４をセットする作業は、マグ
ネット８を第１のマグネット半体２及び第２のマグネッ
ト半体６に分離させた状態で行える。よって、作業性に
優れ、従来型の光アイソレータを製造する場合のような
多大な困難を伴わず、ファラデー回転子４をマグネット
８内にセットすることができる。

【００２９】また、本実施形態では、第１の偏光子３及
び第２の偏光子７を、それぞれ第１のマグネット半体２
及び第２のマグネット半体６に直接、接着固定してい
る。したがって、従来型の光アイソレータでは第２の偏
光子を受けるために不可欠であったフランジ状部分の厚
みに相当する分だけ寸法が縮減されている。つまり、光
が進む方向についての小型化が図られている。

【００３０】更に、本実施形態の光アイソレータは、第
１の偏光子３と第２の偏光子７との間隔が小さくなって
いる。このため、従来型のものに比べ偏波面依存性ロス
（ＰＤＬ）が低減されており、良好な特性が得られる。
なお、ここでは、ファラデー回転子４を第１のマグネッ
ト半体２に接着固定した例を挙げたが、それを第２のマ
グネット半体６に接着固定してもよい。この場合、ファ
ラデー回転子４は第２の偏光子７と共に回転することに
なるが、光アイソレータとしての機能は同じである。

【００３１】また、本実施形態では、第１のマグネット
半体２及び第２のマグネット半体６の中央貫通孔（図３
中、９で示す）を円形としたが、本発明はこれに限定さ
れるものではない。中央貫通孔９の形状を、第１の偏光
子３や第２の偏光子７、ファラデー回転子４の形状に合
わせて角形としてもよい。

【００３２】

【発明の効果】本発明の光アイソレータによれば、製造
作業、特にファラデー回転子をマグネット内にセットす
る作業が容易に行える。また、光が進む方向について、
更に小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の光アイソレータの概略構造を示す
縦断面図

【図２】本実施形態の光アイソレータを二体に分離させ
た状態での縦断面図

【図３】本実施形態の光アイソレータにおける要部正面
図

【図４】従来型の光アイソレータの概略構造を示す縦断
面図

【図５】従来型の光アイソレータの要部正面図

【符号の説明】

１ 第１のケース １ａ 第１のケースの環状壁 ２ 第１のマグネット半体（分体） ２ａ 第１のマグネット半体のフランジ ３ 第１の偏光子 ４ ファラデー回転子（ガーネットフィルム） ５ 第２のケース ５ａ 第２のケースの環状壁 ６ 第２のマグネット半体（分体） ６ａ 第２のマグネット半体のフランジ ７ 第２の偏光子 ８ 環状のマグネット ９ 第２のマグネット半体（第１のマグネット半
体）の中央貫通孔

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の偏光子と、 この第１の偏光子に隣接して設けられたファラデー回転
   子と、 このファラデー回転子を挟んで、前記第１の偏光子と対
   向するよう設けられた第２の偏光子と、 前記ファラデー回転子の周囲に設けられた環状のマグネ
   ットとを具備してなる光アイソレータであって、 前記マグネットが、環状の第１のマグネット分体および
   環状の第２のマグネット分体を組み合わせて構成されて
   なることを特徴とする光アイソレータ。
2. 【請求項２】 第１のケースと、 この第１のケース内に設けられた環状の第１のマグネッ
   ト分体と、 前記第１のケース内に、前記第１のマグネット分体に隣
   接して設けられた第１の偏光子と、 前記第１のケースに隣接して設けられた第２のケース
   と、 この第２のケース内に存在し、前記第１のマグネット分
   体に対して設けられた環状の第２のマグネット分体と、 前記第２のケース内に存在し、前記第２のマグネット分
   体に固定された第２の偏光子と、 前記第１のマグネット分体と前記第２のマグネット分体
   とから形成される環状のマグネット内に設けられたファ
   ラデー回転子とを具備してなることを特徴とする光アイ
   ソレータ。
3. 【請求項３】 第１のマグネット分体の内周面および第
   ２のマグネット分体の内周面には、それぞれ環状のフラ
   ンジが設けられてなり、ファラデー回転子の縁部が、前
   記第１のマグネット分体のフランジと前記第２のマグネ
   ット分体のフランジとで挟持されるよう構成されてなる
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光アイ
   ソレータ。
4. 【請求項４】 第１の偏光子が第１のマグネット分体に
   固定されてなることを特徴とする請求項２又は請求項３
   に記載の光アイソレータ。
5. 【請求項５】 ファラデー回転子を、第１のマグネット
   分体または第２のマグネット分体のいずれか一方に固定
   したことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の光
   アイソレータ。