WO2006090846A1 - ファラデー回転ミラーおよびその製造方法 - Google Patents

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faraday rotator
optical
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Tetsuya Suga
Satoru Tomie
Yasushi Sato
Michifumi Shoda
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Definitions

  • the present invention relates to a Faraday rotating mirror of an optical passive component applied to further stabilize the operation of an optical fiber sensor system, an optical amplification system, and the like, and a method for manufacturing the same.
  • An optical fiber sensor has a system path mainly composed of an optical fiber and has a detection element in any part of the optical path of the optical fiber.
  • the detection element is an element that undergoes a change in optical characteristics according to the amount to be detected.
  • single-mode fibers are used as sensing elements to detect external forces such as vibration, pressure, temperature, electric field, magnetic field, and sound waves, changes in the optical path length of single-mode fibers due to these external forces are detected by the fiber interferometer.
  • Non-Patent Document 1 proposes the use of a Faraday rotating mirror as part of a fiber interferometer.
  • This Faraday rotating mirror is an optical component that has the function of suppressing fluctuations in the polarization state caused by birefringence in the optical fiber and maintaining any input polarization state.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of a conventional Faraday rotating mirror 321.
  • the Faraday rotation mirror 321 is configured by using an optical fiber 322, a coupling lens 323, a Faraday rotator 325, a reflection mirror 326, and a magnet 327.
  • the optical fiber 322 is a single mode fiber.
  • the coupling lens 323 is a member for efficiently coupling the light reflected by a reflection mirror 326, which will be described later, to the optical fiber 322, and is disposed so as to face one end of the optical fiber 322.
  • the Faraday rotator 325 is a device that rotates the polarization direction of incident light by a predetermined angle by applying a predetermined magnetic field. It is a member responsible for the function, and is composed of, for example, a bismuth-substituted garnet crystal. The thickness of the Faraday rotator 325 is set so that, for example, the polarization direction of incident light rotates 45 degrees.
  • the reflection mirror 326 is a member for reflecting the light emitted from the optical fiber 322, and is disposed so as to face one end of the optical fiber 322 via the coupling lens 323 and the Faraday rotator 325. Yes.
  • the magnet 27 is a member for applying a predetermined magnetic field (for example, higher than the saturation magnetic field strength of the bismuth-substituted garnet crystal) to the Faraday rotator 325.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the polarization state of light in the Faraday rotation mirror 321 as viewed from the direction of the optical fiber 322.
  • incident light the light emitted from the optical fiber 322
  • the light reflected by the reflection mirror 326 is referred to as reflected light
  • the traveling direction of the incident light is referred to as the forward direction
  • the traveling direction of the reflected light is referred to as the reverse direction.
  • incident polarization direction is a linear polarization, this description is not limited to this and can be applied to any polarization direction.
  • incident light (a in FIG. 21) emitted from the optical fiber 322 passes through the Faraday rotator 325, and its polarization direction is rotated 45 degrees clockwise as viewed from the forward direction (FIG. 21).
  • the reflected light (c in FIG. 21) reflected by the reflecting mirror 326 again enters the Faraday rotator 325 from the opposite direction.
  • the reflected light transmitted through the Faraday rotator 325 in the reverse direction is further rotated 45 degrees clockwise when the polarization direction is seen from the forward direction (d in FIG. 21), and enters the optical fiber 322.
  • the reflected light of the Faraday rotating mirror 321 has a polarization direction orthogonal to the incident light, and undergoes opposite birefringence as the incident light received, so that it is in an arbitrary input polarization state.
  • the output polarization state is stabilized in a state perpendicular to it.
  • a Faraday rotating mirror 321 as shown in FIG. 20 is applied not only to an optical fiber sensor system but also to an optical fiber amplification system.
  • erbium-doped single mode fiber (length: several tens to several hundreds of meters) is generally used, so that the polarization state changes due to birefringence in the optical fiber.
  • polarization mode dispersion causes signal waveform degradation in long-distance optical fiber communication systems.
  • the Faraday rotating mirror 321 they are compensated A more stable output can be obtained.
  • Patent Document 1 a core expansion fiber ⁇ (having the same outer diameter as that of an optical fiber) is used in place of the coupling lens for miniaturization. Furthermore, a reflection mirror film is formed on one end face of the Veg Faraday rotator to reduce the number of processes and simplify the assembly, or the core enlargement Fino and the Faraday rotator are brought into close contact with each other through an optical adhesive. Proposals have been made.
  • FIG. 22A is a cross-sectional view showing a configuration of the Faraday rotation mirror 331 of Patent Document 1.
  • the Faraday rotation mirror 331 includes a core expansion fiber 333, a Faraday rotator 335, a reflective mirror film 336, a cylindrical magnet 337, and an optical adhesive 338.
  • the core expansion fiber 333 includes a core 333a and a clad 333b.
  • the core expanding fiber 333 is manufactured by locally heating a general single mode fiber. When such heating is performed, Ge doped into the core 333a is thermally diffused, and the core 333a expands.
  • the Faraday rotator 335 is a member having the same configuration as the Faraday rotator 325 described above.
  • the reflection mirror film 336 is made of a multilayer dielectric and is formed directly on one end surface of the Faraday rotator 335.
  • the reflection mirror film 336 has a high reflectance (for example, 99% or more) with a small loss of light.
  • the cylindrical magnet 337 is a member having the same function as the magnet 327 described above.
  • Patent Document 1 suppresses a decrease in coupling efficiency, that is, an increase in insertion loss, by increasing the core diameter by 3 to 4 times.
  • the end face force of the core expansion fiber 333 is also increased as the distance to the reflecting mirror film 336 increases, the radiation beam diverges and the coupling efficiency decreases, so the Faraday rotator 335 is mounted in close contact with the core expansion fiber 333.
  • the thickness of the optical adhesive 338 is set to an extremely small value of 10 / zm or less.
  • Patent Document 2 proposes to suppress the return light of unnecessary reflected light by using a core expansion fiber and using a trapezoidal Faraday rotator (FIG. 23).
  • the Faraday rotation mirror 341 of Patent Document 2 includes a core expansion fiber 343, a Faraday rotator 345, a reflection mirror film 346, a cylindrical magnet 347, and an optical adhesive 348.
  • the core expansion fiber 343 is different from the Faraday rotation mirror of Patent Document 1 in that one end surface (a surface facing the Faraday rotator 345) is inclined with respect to the vertical axis of the optical axis. .
  • the Faraday rotator 45 is shaped so that the other end face is perpendicular to the optical axis with one end face connected to the core expansion fiber 343 (in FIG. 23, a trapezoidal shape). ).
  • Non-Patent Document 1 Electronics Letter 14th March 1991 vol27 No6
  • Patent Document 1 Japanese Patent No. 3548283
  • Patent Document 2 Patent No. 3602891
  • the coupling lens 323 has a diameter of about 2 mm, and the coupling lens is shown in FIG. If metal fittings for joining 323 to other components are included, it will be as large as ⁇ 5mm, so there was a problem that it could not be reduced in size!
  • the optical fiber 322, the coupling lens 323, and the reflection mirror 326 need to be optically adjusted with high accuracy. Therefore, Faraday rotating mirror
  • the 321 has a problem that it takes a lot of time because the number of processes is increased and the assembly is complicated.
  • the core diameter of the single mode fiber should be expanded 3 to 4 times at a high temperature (eg, 1200 ° C.) for a long time ( (For example, 12 hours) heating is required, so workability is poor and production time cannot be shortened!
  • the Faraday rotating mirror 331 has a problem that reliability may be deteriorated due to long-time heat treatment at a high temperature.
  • the Faraday rotating mirror 331 has a problem that unnecessary reflected light (returned light) generated at the end face of the Faraday rotator 335 is coupled to the core expansion fiber 333.
  • An object of the present invention is to solve such a conventional problem and to provide a Faraday rotating mirror that is small in size and excellent in manufacturing workability, reliability, and coupling efficiency.
  • a Faraday rotating mirror includes a graded index fiber, a Faraday rotator, and a reflecting mirror, and light incident through the graded index fiber. Passes through the Faraday rotator and is reflected by the reflection mirror, and the reflected light passes through the Faraday rotator and is emitted through the graded fiber.
  • the length of the graded index fiber is a length corresponding to one period of light propagating through the graded index fiber. It is preferable to set it to ⁇ 0.5 times.
  • the thickness of the optical adhesive is more preferably 10 m or more.
  • a first surface facing the Faraday rotator and a second surface facing the reflecting mirror are disposed between the Faraday rotator and the reflecting mirror. It is preferable to have a spacer member having.
  • the spacer member is made of a translucent material containing a thermoplastic resin.
  • the Faraday rotator mirror according to the present invention it is preferable that the Faraday rotator is disposed to be inclined with respect to the longitudinal direction of the graded index fiber.
  • the Faraday rotating mirror according to the present invention may further comprise a coreless fiber having one end face facing the graded index fiber and an inclined other end face facing the Faraday rotator.
  • the Faraday rotating mirror according to the present invention has the graded index frame.
  • a coreless fiber may be included between the Aiba and the Faraday rotator.
  • the reflecting mirror may be directly formed on the Faraday rotator.
  • the Faraday rotating mirror according to the present invention further includes a single mode fiber that makes light incident on the graded index fiber and a ferrule having a through hole, and the graded index fiber is formed in the through hole.
  • the single mode fiber may be arranged.
  • the reflection mirror faces the Faraday rotator, and the projection force of the reflection mirror in the optical axis direction of the graded index fiber on the facing surface It is preferable to include it in the surface.
  • the facing surface and the projection are square, and one side of the facing surface and a diagonal line of the projection are parallel.
  • the Faraday rotating mirror according to the present invention preferably further includes a protective member that includes a hygroscopic agent and covers the outer periphery of the optical adhesive.
  • the protective member may further cover an outer periphery of the Faraday rotator and Z or the reflection mirror.
  • the protective member preferably includes 0.1 to 50% by mass of the hygroscopic agent.
  • the hygroscopic agent preferably includes at least one of silica gel, zeolite, and polyacrylate polymer materials.
  • the Faraday rotating mirror according to the present invention further includes a hygroscopic agent, a protective member that covers an outer periphery of the optical adhesive, the Faraday rotator, and the reflecting mirror, and the protective member includes the ferrule. It is preferred to be joined at one end.
  • a graded index fiber, a Faraday rotator, and a reflection mirror are arranged, and between the graded index fiber and the Faraday rotator, and Interposing an optical adhesive between at least one of the Faraday rotator and the reflection mirror;
  • the graded index fiber, the Faraday rotator, and the counter includes a step of adjusting the thickness of the optical adhesive based on the optical characteristics of the optical system using the projection mirror, and a step of curing the optical adhesive.
  • the Faraday rotating mirror according to the present invention described above is configured using the graded index fiber in place of the conventional lens or the core magnifying fiber, it is small in size and can have high coupling efficiency. The force can be easily manufactured.
  • the Faraday rotating mirror according to the present invention by including the optical adhesive or the spacer member, for example, by adjusting the thickness of the optical adhesive or the shape of the spacer member, The Faraday rotating mirror characteristics (insertion loss, etc.) due to processing variations in dead index fiber length and Faraday rotator thickness can be suppressed.
  • the surface of the optical adhesive is adhered by a protective member containing a hygroscopic agent, so that even in an environment such as high temperature and high humidity, the optical adhesive can be contained in the optical adhesive. Moisture entering can be suppressed. As a result, the deterioration of the optical adhesive due to moisture can be reduced, so that it is possible to suppress the loss of light insertion loss due to, for example, misalignment of the optical fiber, the Faraday rotator, and the reflecting mirror.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a main part structure of a Faraday rotating mirror according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2A is a diagram showing a cross section of a graded index fiber and its refractive index distribution.
  • FIG. 2B is a diagram schematically showing a meandering period of a graded index fiber.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the length of a graded index fiber (GIF length) and its optimum coupling distance.
  • FIG. 5 schematically shows the main structure of a Faraday rotating mirror according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between processing angle and return loss.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the main structure of the Faraday rotating mirror according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A is a side view showing a preferred U-arrangement relationship (1) between the Faraday rotator and the reflecting mirror in the Faraday rotating mirror according to the present invention.
  • FIG. 8B is a plan view of FIG. 8A.
  • FIG. 8C is a side view showing a preferred U ⁇ arrangement relationship (2) between the Faraday rotator and the reflecting mirror in the Faraday rotating mirror according to the present invention.
  • FIG. 8D is a plan view of FIG. 8C.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the polishing angle of coreless fiber and the return loss. ⁇ 11] A sectional view of a Faraday rotating mirror according to a modification of the fourth embodiment.
  • FIG. 12 is a schematic view showing an optical system for optical adjustment of the Faraday rotating mirror.
  • 13 A graph showing the relationship between the arrangement angle of the reflection mirror and the insertion loss value of the Faraday rotation mirror in Embodiment 4.
  • FIG. 14 is a schematic diagram showing the relationship between the volume change of the spacer member and the wedge angle change in the fourth embodiment.
  • FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a main part structure of a Faraday rotating mirror according to Embodiment 5 of the present invention.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing a main part structure of a Faraday rotating mirror according to Embodiment 6 of the present invention.
  • FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing a main part structure of a Faraday rotating mirror according to Embodiment 7 of the present invention.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a conventional Faraday rotating mirror 321.
  • FIG. 21 is a diagram for explaining the polarization state of light in the Faraday rotating mirror.
  • FIG. 22A is a cross-sectional view illustrating a configuration of a Faraday rotation mirror of Patent Document 1.
  • FIG. 22B is a cross-sectional view of a core expansion fiber.
  • FIG. 23 is a cross-sectional view showing a configuration of a Faraday rotating mirror of Patent Document 2.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a configuration of a Faraday rotating mirror 1 according to Embodiment 1 of the present invention.
  • This Faraday rotating mirror 1 consists of a single mode fiber 2, a graded index fiber (GIF) 3, a coreless fiber 4, a Faraday rotator 5, and a reflecting mirror 6
  • a magnet 7 and optical adhesives 8a and 8b are identical to A magnet 7 and optical adhesives 8a and 8b.
  • the optical fiber 2 is for guiding light, and emits light incident from one end thereof from the other end.
  • the optical fiber 2 can be made of quartz glass or multicomponent glass. And plastic.
  • the graded index fiber 3 has a refractive index distribution in the optical fiber that has been lowered stepwise or continuously toward the outer periphery of the central force.
  • the light passing through this meander with a periodicity (meandering period) and transmits. Therefore, by cutting the graded index fiber 3 to an appropriate length, the light can be converged or collimated, and functions as a lens.
  • the meandering period of the light transmitted through the sagged dead index fiber 3 is usually constant and has no wavelength dependency.
  • FIG. 2B shows a state where the length of the graded index fiber 3 corresponds to one period of the sine curve, and this length is defined as one pitch.
  • the graded index fiber 3 has a lens function as appropriate.
  • the graded index fiber 3 is within the range where the exit angle of the narrowed index fiber 3 can be narrowed (the pitch is in the range of 0.25 to 0.5).
  • the length of fiber 3 is set. When the pitch is 0.25, the optimum coupling distance is theoretically infinite, and when the pitch is 0.5, the optimum coupling distance is theoretically zero.
  • FIG. 3 shows the relationship between the length (GIF length) of the graded index fiber 3 and its optimum coupling distance.
  • the optimum coupling distance decreases as the length of the graded index fiber 3 increases.
  • the coreless fino may be omitted.
  • the optimum coupling distance means the distance between the point where the light emitted from the exit end of the single mode fiber 2 forms an image with the graded index fiber 3 and the end face of the graded index fiber 3. Yes.
  • the reflected light forms an image at the exit end of the single mode fiber 2 (the incident end for the reflected light).
  • the optimum coupling distance in the first embodiment is substantially equal to the sum of the length of the coreless fiber 4, the thickness of the Faraday rotator 5, and the thicknesses of the optical adhesives 8a and 8b.
  • the thickness of the Faraday rotator 5 is not the physical thickness but the refractive index equivalent to the single mode fiber 2, graded index fiber 3, coreless fiber 4, and optical adhesives 8a and 8b (for example, 1.46).
  • the optical length is the physical length multiplied by 1.46 / 2.34.
  • FIG. 4 shows the relationship between the pitch that defines the length of the graded index fiber 3 and the amount of reflection attenuation.
  • the reflection attenuation amount is the ratio of the reflection amount of the reflection point other than the reflection mirror 6 to the total reflection amount of the Faraday rotating mirror 1. Reflection points other than the reflection mirror 6 are generated at the interfaces of the constituent members shown in FIG. In particular, the return loss is large at the interface of the Faraday rotator 5 having a large refractive index difference.
  • the reflected light that does not pass through the Faraday rotator 5 is not a light whose polarization state has been rotated, and thus becomes a noise component.
  • “ ⁇ 30 dB” is a numerical value given by “1 0 X log (1/1000)”, and indicates the reflection amount (0.1% noise) of 1Z1000 with respect to the total reflection amount. Therefore, “reflection loss—less than 30 dB” means that the noise component is less than 0.1%.
  • the coreless fiber 4 is a member for adjusting the optical coupling distance, and has a homogeneous configuration substantially having no refractive index distribution.
  • a coreless fiber is an optical fiber having a uniform refractive index made of a single material such as quartz, without having a core with a different refractive index.
  • the Faraday rotator 5 is a member having a function of rotating the polarization direction of incident light by a predetermined angle, for example, by applying a predetermined magnetic field, and is composed of a bismuth-substituted garnet crystal or the like.
  • the thickness of the Faraday rotator 5 is set so that, for example, the polarization direction of incident light rotates 45 degrees. Specifically, although it depends on the wavelength of incident light, it is 350 to 500 m (physical thickness) at 1 550 nm.
  • the Faraday rotator 5 is preferably provided with an antireflection film (not shown) for preventing reflection of light on the surface thereof.
  • An example of the antireflection film is an AR coat, and the formation position of the antireflection film is, for example, the other main surface when the reflection mirror 6 is formed on one main surface of the Faraday rotator 5.
  • the formation position of the antireflection film is, for example, the other main surface when the reflection mirror 6 is formed on one main surface of the Faraday rotator 5.
  • a polishing force is applied to a large flat plate (for example, 10 mm square or more).
  • an antireflection film is applied to a predetermined portion of the surface subjected to polishing caloe.
  • the flat plate with the antireflection film is cut into a predetermined size (for example, 1 mm square or less) by dicing cut or the like.
  • a predetermined size for example, 1 mm square or less
  • the reflection mirror 6 is a member for substantially totally reflecting light, and is formed on the main surface of a glass body (such as a glass substrate or a coreless fiber) or the main surface of the Faraday rotator 5.
  • a dielectric multilayer film itself, a multilayer dielectric obtained by depositing a dielectric multilayer film on a substrate such as glass, and a highly reflective metal (such as aluminum) are deposited on the substrate.
  • the strength of high power reflectivity (for example, 99% or more) and low light loss are also preferred for dielectric multilayer films and multilayer dielectrics.
  • the material for the dielectric multilayer film include TiO, ZrO, TaO, SiN, and low refractive index materials.
  • the magnet 7 is a member for applying a predetermined magnetic field (a magnetic field parallel to the optical axis 10) to the Faraday rotator 5, and is a cylindrical shape in this embodiment. Note that when the Faraday rotator 5 that does not require application of a magnetic field is employed, the magnet 7 can be omitted. For example, if a self-biased Faraday rotator 5 is used as the Faraday rotator 5, it is not necessary to apply a magnetic field by the magnet 7.
  • the optical adhesives 8a and 8b are members having a function of adjusting the separation distance between the graded index fiber 3 and the reflection mirror 6.
  • Examples of the optical adhesives 8a and 8b include epoxy-based and acrylic-based translucent resin, and those having a refractive index almost equal to that of the coreless fiber 4 (for example, 1.45 to: L 5) are preferable.
  • As the optical adhesives 8a and 8b those having curability with respect to visible light, ultraviolet light, and heat are preferable from the viewpoint of workability.
  • Optical Adjustment of the separation distance between the graded index fiber 3 and the reflection mirror 6 by the adhesives 8a and 8b can be performed by changing the thickness of at least one of the optical adhesive 8a and the optical adhesive 8b. it can.
  • the Faraday rotator 5 is cured by curing the optical adhesive 8b in a state where the Faraday rotator 5 and the reflecting mirror 6 are in close contact (for example, a state where the distance between the two is 10 ⁇ m or less). And reflection mirror 6 are integrated.
  • the insertion loss of the optical adhesive 8a interposed at a predetermined thickness (for example, 30 m or more) and in an uncured state (fluid state) is measured while measuring the insertion loss to confirm the bonding state. Change the thickness as appropriate.
  • the insertion loss is measured by using the light emitted from the light source (for example, product name: Laser Source 81553SM, manufactured by Agilent Technologies) as an optical circulator (for example, PICA-1550- S,) is incident on the Faraday rotating mirror 1, and the reflected light is again transmitted to the optical receiver (for example, PICA-1550-S, manufactured by Applied Photoelectric Laboratories, Inc.).
  • the product name is manufactured by Agilent Technologies, Inc .: Optical Head 81521B).
  • the optical adhesive 8a changed to a desired thickness (for example, a thickness determined according to the optimum bonding distance) is cured by ultraviolet rays or heat.
  • the optical distance can be adjusted so that the degree of coupling of light is increased.
  • the magnet 7 is disposed at a predetermined position as necessary. In this way, the Faraday rotating mirror 1 can be obtained.
  • the Faraday rotating mirror 1 according to the first embodiment configured as described above is configured using the graded indented fiber 3, it can be small in size, can have high coupling efficiency, and can be easily manufactured. It has the characteristic of being.
  • the graded index fiber 3 can be produced in large quantities by producing a base material with a large outer diameter and stretching the base material.
  • graded index fibers can be cleaved by cleaving in the same way as general optical fibers, and can be easily cut by, for example, a fiber cutter, and thus have excellent workability.
  • a lens constructed using graded index fiber 3 is characterized by being easy to manufacture and extremely high in productivity as compared with a core expansion fiber.
  • graded index fiber has a lens performance depending on its length.
  • the change in lens performance is adjusted by using an optical adhesive.
  • the optical adhesives 8a and 8b are interposed between the graded index fiber 3 and the Faraday rotator 5 and between the Faraday rotator 5 and the reflecting mirror 6 so that the optical distance can be adjusted. is doing. Therefore, in the Faraday rotating mirror 1 of Embodiment 1, by adjusting the thickness of the optical adhesives 8a and 8b, the Faraday rotation due to the processing variation in the length of the graded index fiber 3 and the thickness of the Faraday rotator 5 is achieved. Mirror 1 characteristics (such as insertion loss) can be suppressed. As a result, it is possible to apply Graded Index Fino 3 that does not impair the optical characteristics and production workability.
  • a graded index fiber is cut by equipment such as a fiber cutter, for example, a length variation of several tens of meters occurs. Due to variations in the length of this graded index fiber, the coupling distance changes, so that sufficient coupling may not be obtained.
  • the optical adhesive having the function of adjusting the separation distance between the graded index fiber 3 and the reflection mirror 6 is used, for example, a fiber cutter is used. Even when graded index fiber is cut with such equipment, the desired degree of coupling can be easily obtained.
  • the Faraday rotating mirror of the first embodiment it is possible to provide a Faraday rotating mirror that is small in size and excellent in manufacturing workability, reliability, and coupling efficiency.
  • the pitch is adjusted by using a flat Faraday rotator 5 that is simple to process without using the trapezoidal Faraday rotator 45 that is difficult to process as shown in FIG. By doing so, it is possible to reduce the return loss.
  • the thickness of the optical adhesive 8b is preferably 10 m or more.
  • the optimum coupling distance is substantially equal to the sum of the length of the coreless fiber 4, the optical thickness of the Faraday rotator 5, and the thickness of the optical adhesives 8a and 8b.
  • Faraday rotator 5 may vary in the order of several tens / zm due to its manufacture, so there may be cases where a significant effect cannot be obtained by adjusting the number / zm. . Therefore, in the Faraday rotating mirror 1, significant variation adjustment can be performed by setting the thickness of the optical adhesive 8b to 10 / zm or more.
  • the Faraday rotation mirror 1 of the first embodiment further includes the coreless fiber 4, it can be configured without unnecessarily increasing the thickness of the optical adhesive 8a. Since the optical adhesive 8a usually has a cure shrinkage of several percent, if the thickness of the optical adhesive 8a becomes unnecessarily large, the movement of the Faraday rotator 5 in the optical axis direction during the curing increases accordingly. However, if the coreless fiber 4 is used and the thickness of the optical adhesive 8a is not increased more than necessary, such movement can be suppressed.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the Faraday rotation mirror 11 according to Embodiment 2 of the present invention.
  • the Faraday rotating mirror 11 of the second embodiment is different from the Faraday rotating mirror 1 of the first embodiment in the following points.
  • the face of the coreless fiber 4 facing the Faraday rotator 5 is inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis 10, and the Faraday rotator is provided on the inclined face of the coreless fiber 4 via an optical adhesive 8a. Put 5 in close contact.
  • the Faraday rotator 5 is also inclined with respect to a plane orthogonal to the optical axis 10.
  • the reflecting mirror 6 is disposed so that the main surface (reflective surface) is perpendicular to the optical axis 10, and the optical adhesive 8b Processing variations such as graded index fiber 3 are adjusted.
  • the configuration other than the above (1) and (2) is the same as the Faraday rotation mirror 1 of the first embodiment.
  • FIG. 6 shows the relationship between the processing angle of the inclined surface and the reflection attenuation amount in the Faraday rotating mirror 11 of the second embodiment.
  • the return loss decreases as the processing angle increases. Therefore, since the Faraday rotating mirror 11 can obtain a higher attenuation effect, the Faraday rotating mirror 11 is superior to the Faraday rotating mirror 1 of Embodiment 1 in terms of reflection attenuation.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the Faraday rotation mirror 12 according to Embodiment 3 of the present invention.
  • the Faraday rotating mirror 12 of the third embodiment is different from the Faraday rotating mirror 11 in that the single mode fiber 2, the graded index fiber 3 and the coreless fiber 4 are held by the ferrule 13. This is the same as the Faraday rotating mirror 11
  • the ferrule 13 By adjusting the mounting surface of the Faraday rotator 5 to an optimal size (determined according to the physical thickness of the Faraday rotator 5), it can be made more structurally stable. . Further, since the Faraday rotating mirror 12 can polish the ferrule 13 together when forming the inclined surface on the coreless fiber 4, the coreless fiber 4 can be polished or cleaved only by the coreless fiber 4. Compared with the case of cutting by, the variation in machining can be reduced.
  • a coreless fiber may be interposed between the Faraday rotator 5 and the reflecting mirror 6. Even in such a configuration, the same effect can be obtained.
  • FIGS. 8A to 8D show the positional relationship and the size relationship between the Faraday rotator 5 and the reflecting mirror 6.
  • the size of the reflecting mirror 6 is preferably set to be equal to or smaller than the size of the Faraday rotator 5 (for example, the outer dimension).
  • Reflective mirror 6 force If larger than S Faraday rotator 5, optical adhesives 8a and 8b may wrap around the side of Faraday rotator 5, but if reflective mirror 6 is set to be equal to or smaller than Faraday rotator 5, optical adhesive
  • the agents 8a and 8b can be prevented from wrapping around the side surface of the Faraday rotator 5, or the amount of wraparound when the agents 8a and 8b wrap around the side surface can be suppressed.
  • the reflecting mirror 6 is bonded so as to be positioned at the center of the Faraday rotator 5 in a plan view.
  • the adhesion amount of the optical adhesive 8b adhering to the side surface of the reflection mirror 6 becomes substantially equal, so that the coupling performance can be further improved.
  • the reflecting mirror 6 may be rotated 45 degrees with respect to the Faraday rotator 5 about the optical axis.
  • the position of the reflecting mirror 6 is adjusted by the surface tension of the optical adhesive 8b. Since the deviation is corrected spontaneously, it is excellent in mass production stability.
  • the Faraday rotation mirror 100 is composed of an optical fiber 101, a Faraday rotator 102, a reflection mirror 103, a magnet 104, an optical adhesive 105, a spacer made up of a single mode fiber 101a, a graded index fiber 101b, and a coreless fiber 101c.
  • the support member 106 is included.
  • the Faraday rotating mirror 100 of the fourth embodiment is mainly adjusted by compensating for the variation in the length of the graded index fiber 101b by the spacer member 106, as described in the first embodiment. Different from ⁇ 3.
  • the end face of the coreless fiber 101c is polished at a predetermined angle, and the Faraday rotator 102 is bonded and fixed to the end surface of the coreless fiber 101c.
  • FIG. 10 shows the result of calculating the coupling efficiency when unnecessary reflection recombines with the optical fiber 101 with respect to the polishing angle of the end face of the coreless fiber 101c. As shown here, if the end face of the coreless fiber is polished at an angle of 2 ° or more, the coupling efficiency will be less than –lOOdB, so unnecessary reflection will be sufficiently suppressed.
  • the reflective mirror 106 for example, a multilayer dielectric in which a dielectric multilayer film is vapor-deposited on a strong substrate such as glass, a metal having a high reflectivity (such as aluminum) vapor-deposited on the substrate, and an aluminum plate However, it is bonded and fixed to the end of the spacer member 106 using, for example, an optical adhesive.
  • a dielectric multilayer film or a highly reflective metal is formed on the main surface in the mirror surface state.
  • the reflective mirror 103 may be formed directly on the spacer member 106 by vapor-depositing a genus (such as aluminum). In this case, since the number of members constituting the Faraday rotating mirror 1 is reduced, the product can be supplied at a lower price and with higher reliability.
  • a material of the dielectric multilayer film for example, TiO as a high refractive index material
  • the spacer member 106 supports the reflecting mirror 103, and is preferably composed of a relatively light-transmitting material (light-transmitting material), and particularly has a light-transmitting thermoplastic property. It is preferable to use rosin as a material.
  • This light-transmitting material is a material having a low loss of light (0.05 dB or less) so that there is substantially no problem at least in the wavelength band of light used (for example, 1550 nm).
  • this thermoplastic resin include polycarbonate, fluorine resin, styrene resin, and the like.
  • the refractive index is equivalent to the core refractive index of the single mode fiber 101a. Specifically, 1.47 The degree is preferred.
  • the spacer member 106 is interposed between the Faraday rotator 102 and the reflection mirror 103, and is bonded and fixed using a translucent optical adhesive.
  • a translucent optical adhesive When the reflection mirror 103 is directly formed on the surface of the spacer member 106 described above, no optical adhesive is required.
  • the spacer member 106 adjusts the separation distance between the graded index fiber 101b and the reflection mirror 103, and the inclination angle of the reflection mirror 103 with respect to the optical axis. It is a member responsible for the function. The adjustment by the spacer member 106 is performed while measuring the insertion loss value of the Faraday rotation mirror 100. Specifically, first, as shown in FIG. 12, a light source 115, an optical circulator 116, a light receiver 117, and a Faraday rotation mirror 100 for adjustment are connected. According to this optical system, incident light from the light source 115 is incident on the optical Faraday rotating mirror 100 through the optical circulator 116, and the reflected light is received by the light receiver 114 through the optical circulator 116 again. .
  • a Faraday rotator 102, a spacer member 106, and a reflection mirror 103 are preliminarily fixed to the end of the coreless fiber 101c of the Faraday rotation mirror 100 using an optical adhesive 105.
  • the spacer member 106 is heated above its soft spot to have fluidity, the position of the reflecting mirror 103 is changed as appropriate so that the reflected light intensity becomes optimum.
  • the heating of the spacer member 106 is interrupted, and the position of the reflecting mirror 103 is fixed by cooling to a soft saddle point or lower.
  • the spacer member 106 is formed in a wedge shape after optical adjustment, if it is formed into a wedge shape before bonding to the Faraday rotator 102, the optical member 106 Adjustment man-hours can be reduced. Further, when the spacer member 106 is heated by hot air or the like, the coating of the optical fiber 101 is also heated at the same time, and the force reflecting mirror 103 that causes defects such as deformation is heated. Such a problem can be avoided by heating the support member 106.
  • the reflection mirror 103 is directly applied to the spacer member 106 as shown in FIG. 11, only the Faraday rotator 102 and the spacer member 106 are provided on the end face of the coreless fiber 101c of the Faraday rotation mirror 110. Is fixed using an optical adhesive 105.
  • a mirror-polished metal plate or the like is pressed against the spacer member 106 to optimize the reflected light intensity. The position of the metal plate is changed as appropriate. Thereafter, the heating of the spacer member 106 is interrupted and cooled to below the soft saddle point.
  • the metal plate Since the metal plate is not bonded and fixed to the spacer member 106, it can be peeled off after the spacer member is cooled, and the surface of the spacer member 106 can obtain a mirror surface state. Thereafter, the reflective mirror 103 is formed by depositing a dielectric multilayer film or a highly reflective metal on the surface of the spacer member 106 in a mirror state.
  • FIG. 13 shows the relationship between the angle ⁇ between the reflecting surface of the reflecting mirror 103 and the optical axis and the amount of change in the insertion loss of the Faraday rotating mirror 100.
  • the reflecting mirror 103 is arranged at the optimum coupling distance of the outgoing light from the graded index fiber 101b, and the beam waist diameter at this time is 40 m. According to FIG.
  • the reflection mirror 103 increases the insertion loss amount of the Faraday rotation mirror 1 as the angle ⁇ increases, and even when tilted by 0.2 degrees, the loss is less than 1 dB. That is, it can be seen how important it is to arrange the reflecting mirror 103 perpendicular to the optical axis of the optical fiber 101 through which light propagates.
  • the reflection mirror 103 can be arranged perpendicularly to the optical axis with high accuracy.
  • the line Expansion coefficient is 7. 0 X 10- 6 (1Z ° C), ⁇ I ⁇ degree is 135 ° C. Therefore, as described above, when the Faraday rotating mirror 100 is optically adjusted and then cooled to room temperature (25 ° C), the temperature change becomes 110 ° C, and the linear shrinkage at the temperature difference is 0.077%. It becomes.
  • the force used for fixing with the optical adhesive is used here. Since the agent is cured before the optical adjustment work of the Faraday rotating mirror 100, the curing shrinkage of the optical adhesive does not change the arrangement angle of the reflecting mirror 103! /.
  • the tip of the coreless fiber 10 lc is inclined by 2 degrees with respect to a plane perpendicular to the optical axis of the optical fiber 101 in order to suppress unnecessary reflection.
  • the spacer member 106 is also formed into a double wedge shape.
  • the spacer member 106 in the Faraday rotating mirror 100 has a wedge shape as shown in FIG. 14, and this shape is divided into a minute region dV.
  • the spacer member 106 is held up and down by the Faraday rotator 102 and the reflecting mirror 103, and it is considered that the area dx'dy of the upper and lower surfaces of the minute volume does not change.
  • FIG. 15 shows the relationship between the change amount ⁇ of the arrangement angle of the reflection mirror 103 and the insertion loss change amount of the Faraday rotation mirror 100.
  • the reflecting mirror 103 is arranged at the optimum coupling distance of the outgoing light from the graded index fiber 101b, and the beam waist diameter at this time is 40 / zm.
  • the Faraday rotating mirror 100 increases the insertion loss as the arrangement angle change amount of the reflecting mirror 103 increases. Add.
  • the amount of increase in insertion loss is 0.147 dB when the linear shrinkage rate is 1.5%, and the angle change when the linear shrinkage rate is 0.077% is –4.0 X 10 _4 dB.
  • the material of the spacer member 106 is selected by selecting a material having a small shrinkage rate when the temperature is lowered from the soft saddle point to room temperature. The amount can be made extremely small.
  • the spacer member 106 made of thermoplastic resin between the Faraday rotator 102 and the reflection mirror 103, the contraction of the spacer member 106 caused during the optical adjustment is also possible. It becomes possible to provide a Faraday rotating mirror 100 having a stable insertion loss value without increasing the insertion loss.
  • thermoplastic resin constituting the spacer member 106 polycarbonate is mentioned.
  • the water absorption rate of this polycarbonate is about 0.25%, and the water absorption rate is very small. Is superior to other materials. That is, when polycarbonate is used, the volume change due to swelling of the spacer member is small under high temperature and high humidity conditions, and therefore the angle change amount of the reflection mirror 103 and the change amount of the insertion loss can be reduced. . Therefore Faraday rotating mirror 1
  • FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing the configuration of the Faraday rotation mirror 200 according to the fifth embodiment of the present invention.
  • the Faraday rotating mirror 200 is composed of an optical fiber 202 and a Faraday rotator 203, a reflecting mirror 204, a magnet formed by fusing a single mode fiber 202a, a graded index index (GIF) 202b, a coreless fiber 202c, and 2a to 2c. 205, a cylindrical body (hereinafter referred to as a ferrule) 206, a sleeve 207, optical adhesives 208a and 208b, and a protective member 209.
  • the Faraday rotating mirror 200 according to the fifth embodiment is characterized in that variations in length of graded index fiber (GIF) 202b and the like are compensated by optical adhesives 208a and 208b, and a protective member 209 is further provided.
  • GIF graded index fiber
  • the ferrule (tubular body) 206 is a member for holding the optical fiber 202.
  • the ferrule (tubular body) 206 is formed in a cylindrical shape and holds the optical fiber 202 in its inner hole. Have the ability.
  • the ferrule 206 is made of, for example, ceramics such as alumina and zirconium, glass such as crystallized glass, metal such as stainless steel, or a resin mixed with metal to improve accuracy and strength. If the ferrule 206 is made of ceramics, it can be obtained, for example, by firing a molded body made in a desired shape by extrusion molding or the like. What is necessary is just to produce in a desired shape by processing.
  • the sleeve 207 is a member for holding the ferrule 206, and is configured, for example, in a cylindrical shape, and has a function of holding the ferrule 206 in the inner hole thereof.
  • the sleeve 207 is made of, for example, ceramics such as alumina and zirconium, and metals such as stainless steel. If it is a ceramic, the sleeve 207 can be obtained by firing a molded body formed in a desired shape by, for example, extrusion molding. If it is a metal, it may be formed into a desired shape by cutting, for example.
  • the ferrule 206 for holding the optical fiber and the sleeve 207 for holding the ferrule 206 are used.
  • the ferrule 206 and the sleeve 207 have a Faraday rotation. Any configuration that does not have the ferrule 206 and the sleeve 207 may be used as long as the mirror functions.
  • the optical adhesives 208a and 208b are set to the peak of optical coupling by adjusting the separation distance between the graded index fiber 202b and the reflecting mirror 204 and adjusting the mounting angle of the reflecting mirror 204.
  • This is a member having a function of bonding and fixing the optical fiber 202, the Faraday rotator 203, and the reflection mirror 204 to each other. Specifically, it is configured in the same manner as in Embodiment 1 and the like, and the adjustment of the peak of optical coupling by the optical adhesive 208 is the same as that in Embodiment 1 in the thickness of the optical adhesive 208a and Z or the optical adhesive 208b. And changing the angle of the reflection mirror 204.
  • the optical adhesives 208a and 208b are collectively referred to as the optical adhesive 208.
  • the protective member 209 is a member that is attached to the surface of the optical adhesive 208 and has a function of protecting the optical adhesive 208.
  • the protective member 209 mainly includes a hygroscopic agent for absorbing moisture. For example, even if moisture enters from the outside, the hygroscopic agent in the protective member 209 absorbs moisture, so that the optical adhesive 208 In order to prevent deterioration due to moisture is there.
  • the protective member 209 is mainly composed of a resin, and examples of the material thereof include an epoxy resin, a polyimide resin, a polyamide resin, and a polyamideimide resin.
  • examples of the hygroscopic agent contained in the protective member 209 include inorganic substances such as silica gel and zeolite, and organic substances such as polyacrylate polymer having high water absorption.
  • This hygroscopic agent is preferably contained in the protective member 209 in an amount of 0.1 to 50.0% by mass. This is because when the moisture absorbent is less than 0.1% by mass, the effect of suppressing the ingress of moisture into the optical adhesive 208 is weak, whereas when it exceeds 50.0% by mass, the flow of the resin mainly constituting the protective member 209 is reduced. Since the moldability of the resin is deteriorated due to poor properties, it may be difficult to mold the protective member into a predetermined shape.
  • the optical fiber 202 (coreless fiber 202c), the Faraday rotator 203, and the reflection mirror 204 are arranged in a mold, for example, in a state where they are bonded and fixed with an optical adhesive 208, respectively.
  • a resin containing a hygroscopic agent is poured into the surface of the optical adhesive 208 in the mold, and the resin is cured by heating or irradiation with ultraviolet rays, whereby the protective member 209 is formed on the surface of the optical adhesive 208.
  • a resin containing a hygroscopic agent may be filled into the inner diameter portion of the magnet 205 so as to cover the surface of the optical adhesive 208 using a dispenser and hardened.
  • protective member 209 is attached to the surface of optical adhesive 208, and Faraday rotator 203 and reflecting mirror 204 are also protected. Yes. In this way, if the protective member 209 is formed so as to protect the Faraday rotator 203 and the reflecting mirror 204 as well, moisture entering the Faraday rotator 203 and the reflecting mirror 204 is suppressed, and the moisture resistance of these optical components is reduced. In addition, the positional deviation of these members can be suppressed.
  • FIG. Force in which both the Ladder Rotator 203 and the reflection mirror 204 are protected by the protection member 209 Either one may be protected. Also, as shown in FIG. 18, the magnet 205 is also protected. It may be.
  • the material of the protective member 209 used at this time is a relatively low coefficient of thermal expansion (6 X 10 _6 Z ° C to 10 X 10 _6 ) close to that of optical components (Faraday rotator 203, reflection mirror 204), magnet 205, etc. It is preferable to use an epoxy resin having Z ° C) as a main component.
  • This Faraday rotating mirror 230 is arranged in a mold, for example, in a state where the optical fiber 202 (coreless fiber 202c), the Faraday rotator 203, and the reflecting mirror 204 are bonded and fixed with an optical adhesive 208, respectively.
  • the protective member 209 can be obtained by filling a predetermined position where the protective member 209 is formed with a resin containing a hygroscopic agent and performing transfer molding.
  • protective member 209 covers Faraday rotator 203 and reflecting mirror 204, and is joined to one end of ferrule 206 that holds optical fiber 202.
  • the protective member 209 since the protective member 209 is joined to one end of the ferrule 206 in this Faraday rotating mirror 201, the optical fiber 202, the Faraday rotator, and the reflecting mirror 204 are fixed integrally with each other. Therefore, even if an external force is applied to the Faraday rotation mirror 260, for example, the positional shift of the optical fiber 202, the Faraday rotator, and the reflection mirror 204 can be suppressed.
  • Such a Faraday rotation mirror 260 is disposed in, for example, a mold in a state where the optical fiber 202 (coreless fiber 202c), the Faraday rotator 203, and the reflection mirror 204 are bonded and fixed with an optical adhesive 208, respectively. Then, it can be obtained by filling a predetermined position where the protective member 209 is formed with a resin containing a hygroscopic agent and performing transfer molding.
  • the Faraday rotating mirror 1 shown in FIG. 1 was prepared. A specific manufacturing method will be described below. First, single mode fiber 2 for 1550 nm, graded index fiber 3 with a relative refractive index difference of 1.5% and a thickness of about 540 m (0.35 pitch), fiber length S of about 40 m, and additives A coreless fiber 4 made of pure quartz without any other material was fused and spliced together with an external alignment to produce a fused splice made of each fiber 2-4.
  • the physical thickness is set to about 380 ⁇ m (optical length: 240 ⁇ m) so that the polarization direction of the incident light is rotated by 45 degrees.
  • the Faraday rotator 5 obtained by cutting a 10 mm square Faraday rotator mother board with an AR coating formed as an antireflection film on the main surface of A Faraday rotator 5 with a reflective mirror 6 is formed by closely connecting a reflective mirror 6 made of a multilayer dielectric adjusted to reflectivity of 99% or more via an acrylic UV-curable optical adhesive. Produced.
  • the Faraday rotator 5 with the reflecting mirror 6 was bonded to the end face of the coreless fiber 4 in the fusion spliced body via an attayl UV curable optical adhesive. Then this
  • the acrylic UV curable optical adhesive Before curing the acrylic UV curable optical adhesive, adjust the insertion loss (ratio of incident light to reflected light of single mode fiber 2) to 0.7 dB or less, and then irradiate with UV light. As a result, the acrylic ultraviolet curable optical adhesive was cured. Five Faraday rotating mirrors in this example were produced.
  • the polarization direction of the incident light is rotated by 45 degrees on the end face of the coreless fiber 4 in the fusion spliced body via an acrylic ultraviolet curable optical adhesive.
  • a 10 mm square Faraday rotator mother with a physical thickness of approximately 380 ⁇ m (optical length: 240 ⁇ m) and an AR coating formed on one main surface as an antireflection film with a specified thickness.
  • a Faraday rotator 5 obtained by cutting the plate into 0.8 mm square was closely connected.
  • the reflective mirror 6 having a multilayer dielectric force adjusted so that the reflectance is 99% or more was adhered to the other main surface of the Faraday rotator 5 via an acrylic ultraviolet curing optical adhesive.
  • the insertion loss (ratio of incident light to reflected light of the single mode fiber 2) is adjusted to 0.7 dB or less, and then the UV light is cured.
  • the acrylic UV curable optical adhesive was cured by irradiation. In this manner, five Faraday rotating mirrors in this example were produced. [0102] ⁇ Measurement of return loss> A return loss measurement device (trade name: Precision 'Reflectometer 8504B, manufactured by Agilent Technologies') that can measure the amount of reflected light at a predetermined position in the optical axis direction. Used.
  • a light source having a wavelength of 1550 nm (trade name: Laser Source 81553SM, manufactured by Agilent Technologies) was selected, and measurement was performed by connecting the single mode fiber 2 in the Faraday rotating mirror 1 to the output port of the measuring instrument. Since the amount of other reflected light is very small compared to the amount of light reflected by the reflecting mirror 6, the amount of light reflected by the reflecting mirror 6 is reflected with respect to the amount of light reflected by the reflecting mirror 6 with the amount of light reflected by the reflecting mirror 6 as the total reflected light amount. Attenuation amount.
  • the Faraday rotating mirror 12 shown in FIG. 7 was manufactured. A specific manufacturing method will be described below. First, a single mode fiber 2 for 1550 nm, a graded index fiber 3 with a relative refractive index difference of 1.5% and a thickness of about 540 / ⁇ ⁇ (0.35 pitch), and a fiber length of about 40 m. A coreless fiber 4 made of pure quartz without any object was fused and spliced while aligning the outer shape to produce a fused spliced body composed of the fibers 2 to 4.
  • the end face is inclined Polishing was done at an angle of 4.5 degrees ⁇ 0.5 degrees.
  • the incident light is polarized when the wavelength of the incident light is 1550 nm.
  • the physical thickness is set to about 380 m (optical length: 240 ⁇ m) so that the wave direction rotates 45 degrees, and an AR coating is formed on one main surface as an antireflection film with a predetermined thickness
  • the Faraday rotator 5 obtained by cutting the 10 mm square Faraday rotator base plate into 0.8 mm square was closely connected.
  • a reflective mirror 6 made of a multilayer dielectric adjusted to have a reflectance of 99% or more is bonded to the other main surface of the Faraday rotator 5 via an acrylic ultraviolet curing optical adhesive. did.
  • the insertion loss (ratio of incident light to reflected light of the single-mode fiber 2) is adjusted to be 0.7 dB or less, and then irradiated with ultraviolet rays.
  • Curyl UV curable optical adhesive was cured. In this way, the frame in this embodiment is Five Faraday rotating mirrors were made.
  • a laser pointer with a wavelength of 650 nm (trade name: Sashi 40, manufactured by Kokuyo Co., Ltd.) was irradiated on the inclined surface, and the inclination angle was measured based on the reflection position.
  • Insertion loss was measured by the same measurement method as in Example 1, and the results are shown in Table 1.
  • the Faraday rotating mirror of Comparative Example 1 had a maximum insertion loss of 1.3 dB, and was unable to obtain sufficient characteristics, whereas the Faraday rotating mirror of Examples 1 to 3 In this case, the insertion loss was 0.7 dB or less, and sufficient characteristics could be obtained.
  • the return loss was less than ⁇ 40 dB, and more excellent characteristics could be obtained.
  • the variation in the tilt angle could be kept within ⁇ 0.5 degrees, and the return loss was less than 150 dB, and more excellent characteristics could be obtained. Therefore, according to the Faraday rotating mirrors according to Examples 1 to 3, the insertion loss is increased even if a graded index fiber is used that is small in size and excellent in manufacturing workability (mass productivity) and reliability. It was confirmed that it was possible.
  • Example 4 the Faraday rotating mirror 100 shown in FIG. 9 was produced and evaluated.
  • ingredients A physical manufacturing method will be described.
  • a single-mode fiber 101a with a wavelength of 1550 nm, a graded index fiber 101b with a relative refractive index difference of 1.5% and a thickness of about 540 m (0.35 pitch), and a fiber length of An optical fiber 101 was manufactured by fusion-bonding a coreless fiber 101c made of pure quartz at approximately 64 m while aligning the outer shape.
  • the fiber holding member 118 is a member 110 ( ⁇ 1400 m) made of Zircoyu by press-fitting and fixing to a stainless steel sleeve 111, and the optical fiber 101 and the member 10 are fixed so that the tip positions thereof coincide.
  • the tip of the coreless fiber 101c was mirror-polished together with the gap 10 at a processing angle of 2 degrees. Since the length of the coreless fiber 101c also changed during polishing, processing was performed while checking for the presence or absence of an unpolished portion at the tip of the cavity 10, and polishing was terminated when the unpolished portion disappeared. By this processing, the coreless fiber 101c is polished by 24 ⁇ m, and finally the length becomes 40 ⁇ m.
  • the Faraday rotator 102 has a thickness of about 380 m (physical thickness: optical length is 240 / zm) so that the polarization direction of the incident light rotates 45 degrees when the wavelength of the incident light is 1550 nm. ) And AR coating was applied to both end faces of the Faraday rotator 102 as an antireflection film.
  • the spacer member 106 was made of polycarbonate, and the one that had been molded with a wedge angle of 2 degrees was used. When this spacer member 106 is attached to the Faraday rotator 102 and fixed, the mounting surface (reflecting surface) of the reflecting mirror 103 is made to be substantially perpendicular to the optical axis of the optical fiber 101. The direction of polishing and the direction of inclination of the spacer member 106 were visually matched.
  • the reflective mirror 103 is made of BK7 and TiO7 and SiO films alternately laminated on a glass plate made of BK7.
  • the dielectric multilayer film is deposited on each surface.
  • the film thickness was set.
  • the Faraday rotating mirror 100 was connected to the optical system shown in FIG. 12, and the angle of the reflecting mirror 103 was adjusted.
  • the collet 119 is provided with a through hole, and the reflection mirror 103 is held by applying a negative pressure by a vacuum pump.
  • the collet 119 is provided with a heater 120 and has a function of heating and softening the spacer member 106 via the collet 119 and the reflecting mirror 103.
  • adjust the angle of the reflecting mirror 103 adjust the angle and position of the reflecting mirror 103 so that the received light intensity by the light receiver 117 shown in FIG. 12 is maximized, then turn off the heater 120 and soften the spacer member 106. Cooled below the temperature.
  • the reflecting mirror 103 was fixed with the collet 119.
  • the ring magnet 104 was fixed with an adhesive, and the Faraday rotating mirror 100 was completed.
  • a Faraday rotating mirror 110 shown in FIG. 16 was produced as the Faraday rotating mirror of Example 5 according to the present invention.
  • the configuration in which the Faraday rotator 102 and the spacer member 106 are fixed to the tip of the cavity 10 and the optical system for optical adjustment are the same as those according to the first embodiment of the present invention. Only the configuration related to the angle, position adjustment and fixing of the reflecting mirror 103 was changed as follows.
  • a stainless steel plate whose end face was mirror-polished on a collet 19 was held by applying a negative pressure with a vacuum pump, and the stainless steel plate was heated by a heater 20.
  • this stainless steel plate is pressed against the spacer member 106 attached to the Faraday rotator 102, and after the spacer member 106 is heated and softened, the receiver shown in FIG. 12 is used. The angle and position of the stainless steel plate were adjusted so that the received light intensity was maximized. After that, with the stainless steel plate in contact with the spacer member 106, heating by the heater 120 was stopped, and the spacer member was cooled to a soft temperature or lower.
  • the stainless steel plate is removed from the spacer member 106, and a dielectric multilayer in which TiO and SiO are alternately laminated on the surface of the spacer member 106 from which the stainless steel plate has been removed.
  • a film was formed by vapor deposition. Finally, the ring magnet 104 was fixed with an adhesive, and the Faraday rotating mirror 110 was completed.
  • the light emitted from the second port of the optical circulator 16 is directly connected to the receiver.
  • the second port was connected to the Faraday rotating mirror 1, and the amount of reflected light from the third port was measured with the light receiver 17.
  • the true insertion loss is obtained by subtracting the insertion loss of the circuit 16 measured in advance from the insertion loss measured by the light receiver 17. The results are summarized in Table 2.
  • the Faraday rotating mirror 1 00 110 according to Example 4 and Example 5 of the present invention has an insertion loss value of 0.5 dB or less, and can obtain a good insertion loss value.
  • the Faraday rotating mirror 100 110 according to Example 4 and Example 5 of the present invention was put in a high temperature and high humidity for a certain period, and the amount of change in the insertion loss value before and after that was confirmed.
  • the test contents are in accordance with Tercordia GR-1221-CORE, and the ambient conditions are temperature 85. C, humidity 85%, charging period 2000Hr.
  • the results are summarized in Table 3.
  • the amount of change in the insertion loss value was within 0.2 dB for both the Faraday rotating mirrors according to Example 4 and Example 5 of the present invention, and good results were obtained.
  • the force with which the change amount is within 0.1 dB is obtained, this is due to the spacer member 106 and the optical adhesive by the dielectric multilayer film applied after optical adjustment. It is probable that the coating was collectively applied, and as a result, the moisture resistance was improved.
  • the Faraday rotation mirror of the present invention has a smaller insertion loss value than the conventional Faraday rotation mirror, and is more reliable under high temperature and high humidity conditions.
  • a Faraday rotating mirror 200 shown in FIG. 17 was produced. A specific manufacturing method will be described below.
  • This ferrule with a fiber is press-fitted and attached to a sleeve 207 made of stainless steel or the like.
  • the polarization direction of the emitted light is set to rotate by 45 degrees, and an AR coating is formed with a predetermined thickness as an antireflection film on one main surface.
  • the Faraday rotator 203 obtained by cutting the Faraday rotator mother plate into about 0.8 mm square is light-transmitted to the end face of the fiber ferrule. It is mounted via an adhesive 208b (acrylic UV curable).
  • a reflective mirror 204 having a multilayer dielectric force adjusted so that the reflectivity is 99% or more is placed on the surface of a transparent member made of glass or the like through an optical adhesive 208a (acrylic ultraviolet curing type).
  • the Faraday rotator 203 By mounting on the Faraday rotator 203, the Faraday rotator 203 with the reflecting mirror 204 was fabricated. Next, before this optical adhesive is cured, the optical fiber 202 is adjusted so that the ratio of incident light to reflected light, that is, the insertion loss is 0.7 dB or less, and then irradiated with ultraviolet rays to irradiate the optical adhesive. The adhesive was cured. Thereafter, the magnet 205 was bonded to one end of the ferrule 206 so that the Faraday rotator 203 was disposed in the inner hole.
  • a protective agent 209 is formed by molding a resinous agent made of epoxy resin containing 25% by mass of silica gel as a hygroscopic agent using a dispenser so as to cover the surface of the optical adhesive 208 (208a, 208b).
  • the Faraday rotator mirror 1 was obtained.
  • the Faraday rotating mirror according to Example 7 of the present invention the Faraday rotating mirror 230 shown in FIG. 18 was produced. A specific manufacturing method will be described below.
  • the polarization direction of the emitted light is set to rotate by 45 degrees, and an AR coating is formed with a predetermined thickness as an antireflection film on one main surface.
  • the Faraday rotator 203 obtained by cutting the Faraday rotator mother board into about 0.8 mm square is mounted on the end surface of the ferrule with a fiber via an optical adhesive 208b (acrylic UV curing type).
  • a Faraday rotator is placed on the surface of a transparent member made of glass, etc., with a reflective mirror 204 made of a multilayer dielectric adjusted so that the reflectivity is 99% or more via an optical adhesive 208a (acrylic UV curable).
  • the Faraday rotator 230 with the reflection mirror 204 was produced by mounting the above.
  • the optical adhesive is adjusted by irradiating it with ultraviolet light after adjusting the ratio of the light emitted from the optical fiber 202 to the reflected light, that is, the insertion loss is 0.7 dB or less. Cured.
  • a magnet 205 was disposed and adhered to the sleeve 207 so as to cover the optical adhesives 208a and 208b joining the Faraday rotator 203 and the reflecting mirror 204, respectively.
  • a grease agent made of epoxy resin containing 25% by mass of silica gel as a hygroscopic agent was prepared.
  • this grease agent is molded into a tablet shape, and after setting the grease agent on the mold so as to cover one end of the Faraday rotator 203, the reflection mirror 204, the magnet 205, and the sleeve, injection molding is performed. As a result, a Faraday rotating mirror 230 on which the protective member 209 was formed was obtained.
  • a Faraday rotating mirror in a form not including the Faraday rotating mirror protective member 209 according to Example 6 of the present invention was manufactured.
  • the members used for the Faraday rotation mirror of this comparative example optical fiber, Faraday rotator, reflection mirror, etc.
  • Environmental test 1 is a test in which a Faraday rotating mirror is placed in, for example, a thermal shock test apparatus capable of controlling the internal temperature, and a temperature cycle of ⁇ 40 85 ° C is performed 100 times.
  • the true insertion loss is the value obtained by subtracting the insertion loss of the second port and third port of the circuit measured in advance from the insertion loss measured by the optical receiver. Then, before and after the environmental test described above, the insertion loss of the Faraday rotation mirrors of Examples 6 and 7 of the present invention and Comparative Example 2 of the present invention was measured, and the difference ⁇ before and after the test is shown in Table 4. .
  • a return loss measuring device (Precision Reflectometer 8504B manufactured by Agilent Technologies) was used.
  • the light source was selected as 1550 nm, and the Faraday rotating mirror 200 single mode fiber was connected to the output port of the measuring instrument.
  • This measuring instrument can measure the amount of reflected light at each position in the optical axis direction. Since the amount of other reflected light is very small compared to the amount of light reflected by the reflecting mirror 204, if the amount of light reflected by the reflecting mirror 204 is the total amount of reflected light, the ratio of the amount of reflected light at each reflection point to the amount of light reflected by the reflecting mirror 204 Can be defined as a return loss.
  • the return loss of the Faraday rotating mirrors of Examples 6 and 7 of the present invention and Comparative Example 2 of the present invention were measured, and the difference ⁇ before and after the test is shown in Table 4. It was.
  • the Faraday rotating mirror according to Examples 6 and 7 of the present invention is formed by attaching a protective member containing a hygroscopic agent to the surface of the optical adhesive, so that the reflection attenuation before and after the temperature cycle test is performed. It was confirmed that the characteristics could be improved by reducing the amount and insertion loss, and the difference in insertion loss before and after the high-temperature and high-humidity test.

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Abstract

　小型で、製作作業性や信頼性、結合効率に優れたファラデー回転ミラーを提供する。 　そのファラデー回転ミラーは、グレーデッドインデックスファイバと、ファラデー回転子と、反射ミラーとを備え、グレーデッドインデックスファイバを介して入射される光がファラデー回転子を通過して反射ミラーで反射され、その反射光がファラデー回転子を通過してグレーデッドインデックスファイバを介して出射される。

Description

明 細 書
ファラデー回転ミラーおよびその製造方法
技術分野
[0001] 本発明は、光ファイバセンサシステムや光増幅システムなどの動作をより安定させる ために適用される光受動部品のファラデー回転ミラーおよびその製造方法に関する ものである。
背景技術
[0002] 光ファイバセンサは、系の経路が主として光ファイバで構成され且つ検知要素を光 ファイバの光路のいずれかの部分に持つものである。ここで、検知要素とは、検知対 象力 検知されるべき量に応じて光学的な特性変化を受けるものである。例えば、振 動、圧力、温度、電界、磁界、音波などの外力を検知すべくシングルモードファイバ を検知要素として用いる場合、これらの外力によるシングルモードファイバの光路長 の変化がファイバ干渉計によって検出される。
[0003] しかしながら、このような光ファイバセンサにおいては、光ファイバ中の複屈折による 光の偏波状態の偶発的な変化に起因して、出力干渉縞のゆらぎや信号の消滅が起 こることが問題となる。
[0004] この問題に対して、非特許文献 1ではファイバ干渉計の一部にファラデー回転ミラ 一を使用することが提案されている。このファラデー回転ミラーは、光ファイバ中の複 屈折により発生する偏波状態の変動を抑制し、任意の入力偏波状態を維持する機 能を担う光部品である。
[0005] 図 20は、従来のファラデー回転ミラー 321の構成を模式的に表す断面図である。こ のファラデー回転ミラー 321は、光ファイバ 322、結合用レンズ 323、ファラデー回転 子 325、反射ミラー 326、磁石 327を用いて構成されている。
[0006] 光ファイバ 322はシングルモードファイバである。結合用レンズ 323は、後述の反射 ミラー 326で反射した光を光ファイバ 322に効率よく結合するための部材であり、光フ アイバ 322の一端部と対向するように配設されている。ファラデー回転子 325は、所 定の磁界を印加することにより、入射される光の偏波方向を所定角度回転させる機 能を担う部材であり、例えばビスマス置換ガーネット結晶により構成される。このファラ デ一回転子 325の厚さは、例えば入射される光の偏波方向が 45度回転するように設 定される。反射ミラー 326は、光ファイバ 322から出射された光を反射するための部 材であり、結合用レンズ 323およびファラデー回転子 325を介して光ファイバ 322の 一端部と対向するように配設されている。磁石 27は、ファラデー回転子 325に所定（ 例えば、ビスマス置換ガーネット結晶の飽和磁界強度以上）の磁界を印加するため の部材である。
[0007] 図 21は、光ファイバ 322の方向から見た、ファラデー回転ミラー 321内における光 の偏波状態を説明するための図である。以下、図 21を参照しつつ、ファラデー回転ミ ラー 321の動作原理について説明する。なお、便宜上、光ファイバ 322から出射した 光を入射光、反射ミラー 326で反射された光を反射光と称するとともに、入射光の進 行方向を順方向、反射光の進行方向を逆方向と称する。また、入射偏波方向を一直 線偏波としたが、本説明はこれに限ることなぐ任意の偏波方向にも適応される。
[0008] まず、光ファイバ 322から出射した入射光（図 21の a)は、ファラデー回転子 325を 透過し、その偏波方向が順方向から見て時計回りに 45度回転させられる（図 21の b) 。その後、反射ミラー 326で反射された反射光（図 21の c)は、再び逆方向からファラ デ一回転子 325に入射する。ファラデー回転子 325を逆方向に透過した反射光はさ らにその偏波方向を順方向から見て時計回りに 45度回転させられ（図 21の d)、光フ アイバ 322に入射する。その結果、ファラデー回転ミラー 321の反射光は、入射光に 対して直交する偏波方向となり、入射光が受けたのとちようど逆の複屈折を受けるた め、任意の入力偏波状態に対して出力偏波状態はそれと直交する状態に安定化さ れる。
[0009] 図 20に示すようなファラデー回転ミラー 321は、光ファイバセンサシステムの他、光 ファイバ増幅システムにも応用されている。光ファイバ増幅システムでは、一般的にェ ルビゥムをドープしたシングルモードファイバ（長さ：数 10〜数 100m)を用いているた め、光ファイバ中の複屈折により偏波状態が変化するという問題、さらには長距離光 ファイバ通信システムで信号波形劣化をもたらす偏波モード分散という問題がある。 しかしながら、ファラデー回転ミラー 321を用いることにより、それらが補償されるため 、より安定した出力を得ることができる。
[0010] また、特許文献 1では、小型化を図るベぐ結合用レンズに代えて、コア拡大フアイ ノ《(光ファイバと外径が同じ)を用いている。さらに、工程数の削減や組立の簡素化を 図るベぐファラデー回転子の一端面に反射ミラー膜を形成させたり、コア拡大フアイ ノ とファラデー回転子とを光学接着剤を介して密着させたりする提案がされている。
[0011] 図 22Aは、特許文献 1のファラデー回転ミラー 331の構成を表す断面図である。フ ァラデー回転ミラー 331は、コア拡大ファイバ 333、ファラデー回転子 335、反射ミラ 一膜 336、円筒型磁石 337、光学接着剤 338を用いて構成されている。
[0012] コア拡大ファイバ 333は、図 22Bに示すように、コア 333aとクラッド 333bよりなる。コ ァ拡大ファイバ 333は、一般的なシングルモードファイバを局所的に加熱することに より作製される。このような加熱を行うと、コア 333aにドープされた Geなどが熱拡散す るため、コア 333aが拡大するのである。ファラデー回転子 335は、上述のファラデー 回転子 325と同様の構成を有する部材である。反射ミラー膜 336は、多層誘電体か らなり、ファラデー回転子 335の一端面に直接形成されている。反射ミラー膜 336は 、光の損失が小さぐ高反射率 (例えば 99%以上)を有する。円筒型磁石 337は、上 述の磁石 327と同様の機能を担う部材である。
[0013] 一般的に、光ファイバからの放射ビームの発散角はコア径が大きくなるほど小さくな り、平行光に近づいていく。したがって、発散角が大きい場合、反射光はコア拡大フ アイバ 333に結合し難くなる。特許文献 1ではコア径を 3〜4倍に拡大することで結合 効率の低下、すなわち挿入損失の増加を抑制している。一方、コア拡大ファイバ 333 の端面力も反射ミラー膜 336までの距離が長くなるほど放射ビームは発散し、結合効 率の低下を招くため、ファラデー回転子 335はコア拡大ファイバ 333に密着させて実 装される。特許文献 1では、光学接着剤 338の厚さは極めて小さぐ 10 /z m以下に設 定されている。
[0014] さらに特許文献 2ではコア拡大ファイバを用い、台形状のファラデー回転子を用い ることで不要反射光の戻り光を抑制することが提案されている（図 23)。
[0015] 特許文献 2のファラデー回転ミラー 341は、コア拡大ファイバ 343、ファラデー回転 子 345、反射ミラー膜 346、円筒型磁石 347、光学接着剤 348よりなる。 [0016] コア拡大ファイバ 343は、その一端面 (ファラデー回転子 345との対向面）が光軸の 垂直軸に対して傾斜している点において、特許文献 1のファラデー回転ミラーと相違 している。特許文献 2のファラデー回転ミラー 341において、ファラデー回転子 45は、 その一端面においてコア拡大ファイバ 343と接続した状態で、その他端面が光軸に 対して垂直となるような形状（図 23では台形状）に構成されて 、る。
非特許文献 1 : Electronics Letter 14th March 1991 vol27 No6
特許文献 1：特許第 3548283号
特許文献 2 :特許第 3602891号
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0017] し力しながら、図 20に示す、結合用レンズ 323を用いるファラデー回転ミラー 321に おいては、結合用レンズ 323の径が 2mm程度の大きさであるのに加え、結合用レン ズ 323を他の構成部品と接合するための金具等を含めると φ 5mm程度と大きくにな つてしまうことから、小型にできな 、と!/、う問題があった。
[0018] また、ファラデー回転ミラー 321では、光ファイバ 322、結合用レンズ 323および反 射ミラー 326を高精度で光学調整する必要がある。したがって、ファラデー回転ミラー
321では、工程数が多くなるのに加え、組立が煩雑となるため、製作時間がかかって しまうという問題があった。
[0019] 一方、図 22に示すファラデー回転ミラー 331では、コア拡大ファイバ 333の作製時 にシングルモードファイバのコア径を 3〜4倍に拡大すベぐ高温（例えば 1200°C)で 長時間（例えば 12時間）の加熱が必要であるため、作業性が悪ぐ製作時間の短縮 が図れな!/ゝと!、う問題があった。
また、ファラデー回転ミラー 331では、高温で長時間の熱処理を行うことに起因して 信頼性が低下してしまう場合があるという問題があった。
さらに、ファラデー回転ミラー 331では、ファラデー回転子 335の端面で発生する不 要反射光 (戻り光）がコア拡大ファイバ 333に結合してしまう問題があった。
[0020] またさらに、ファラデー回転ミラー 341では、台形状のファラデー回転子 345を採用 することにより不要反射光を抑制することが可能であるが、他の問題は解決できない [0021] 本発明は、このような従来の問題を解決して、小型で、製作作業性や信頼性、結合 効率に優れたファラデー回転ミラーを提供することを、目的とする。
課題を解決するための手段
[0022] 以上の目的を達成するために、本発明に係るファラデー回転ミラーは、グレーデッ ドインデックスファイバと、ファラデー回転子と、反射ミラーとを備え、前記グレーデッド インデックスファイバを介して入射される光がファラデー回転子を通過して前記反射ミ ラーで反射され、その反射光が前記ファラデー回転子を通過して前記グレーデッドィ ンデッタスファイバを介して出射されることを特徴とする。
[0023] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにぉ 、て、前記グレーデッドインデックスフ アイバの長さは、該グレーデッドインデックスファイバを伝搬する光の一周期に相当す る長さの 0. 31〜0. 5倍に設定されることが好ましい。
[0024] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにぉ 、て、前記グレーデッドインデックスフ アイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファラデー回転子と前記反射ミラ 一との間の少なくとも一方に、光学接着剤を介在させることが好ましい。
また、その光学接着剤の厚さは、 10 m以上であることがさらに好ましい。
[0025] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、前記ファラデー回転子と前記 反射ミラーの間に、前記ファラデー回転子に対向する第 1面と、前記反射ミラーが対 向する第 2面とを有するスぺーサ部材を備えて 、ることが好ま 、。
そのスぺーサ部材は、熱可塑性榭脂を含む透光性材料で構成されて ヽることがさ らに好ましい。
[0026] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、前記ファラデー回転子は、前 記グレーデッドインデックスファイバの長手方向に対して傾斜して配置されて 、ること が好ましい。
[0027] さらに、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、前記グレーデッドインデックス ファイバに対向する一端面と、前記ファラデー回転子に対向する傾斜した他端面を 有するコアレスファイバを備えて 、てもよ 、。
[0028] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにぉ 、て、前記グレーデッドインデックスフ アイバと前記ファラデー回転子との間に、コアレスファイバを含んでいてもよい。
[0029] さらに、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、前記反射ミラーは、前記ファ ラデー回転子に直接成膜されていてもよい。
[0030] またさらに、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、前記グレーデッドインデ ックスファイバに光を入射するシングルモードファイバと貫通孔を有するフエルールと をさらに含み、前記貫通孔内に前記グレーデッドインデックスファイバと前記シングル モードファイバとが配されて 、てもよ 、。
[0031] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、前記反射ミラーは前記ファラデ 一回転子に対向し、その対向面における、前記グレーデッドインデックスファイバの 光軸方向の前記反射ミラーの投影力 前記対向面に含まれるようにすることが好まし い。
[0032] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、前記対向面と前記投影とは正 方形であり、前記対向面の一辺と前記投影の対角線とが平行であることが好ましい。
[0033] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、吸湿剤を含んでなり、前記光学 接着剤の外周を覆う保護部材をさらに含むことが好ましい。
前記保護部材は、前記ファラデー回転子および Zまたは前記反射ミラーの外周を さらに覆っていてもよい。
前記保護部材は、前記吸湿剤を 0. 1〜50質量％含んでなることが好ましい。 前記吸湿剤は、シリカゲル、ゼォライト、またはポリアクリル酸塩系のポリマー材料の うち少なくとも 1種以上含むことが好ましい。
[0034] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、吸湿剤と、前記光学接着剤、 前記ファラデー回転子および前記反射ミラーの外周を覆う保護部材をさらに含み、前 記保護部材は、前記フエルールの一端に接合されて ヽることが好ま ヽ。
[0035] また、本発明に係るファラデー回転ミラーの製造方法は、グレーデッドインデックス ファイバと、ファラデー回転子と、反射ミラーとを配置し、前記グレーデッドインデックス ファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファラデー回転子と前記反射ミ ラーとの間の少なくとも一方に、光学接着剤を介在させる工程と、
配置された前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子と前記反 射ミラーによる光学系の光学特性に基づいて、前記光学接着剤の厚さを調整するェ 程と、光学接着剤を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
発明の効果
[0036] 以上の本発明に係るファラデー回転ミラーは、従来のレンズ若しくはコア拡大フアイ バに代えて、前記グレーデッドインデックスファイバを用いて構成されているので、小 型でかつ結合効率を高くでき、し力も容易に製作できる。
[0037] また、本発明に係るファラデー回転ミラーにおいて、前記光学接着剤又はスぺーサ 部材を含むことにより、例えば、光学接着剤の厚さ又はスぺーサ部材の形状を調節 することにより、グレーデッドインデックスファイバの長さやファラデー回転子の厚さに おける加工バラツキに起因するファラデー回転ミラーの特性 (挿入損失など)の悪ィ匕 を抑制することができる。
[0038] さらに、本ファラデー回転ミラーにおいて、光学接着剤の表面が吸湿剤を含む保護 部材により被着されることにより、例えば高温高湿などの環境下であっても、光学接 着剤中に浸入する水分を抑制できる。これにより、光学接着剤の水分による劣化を低 減できるため、例えば光ファイバ、ファラデー回転子、および反射ミラーの位置ずれ による光挿入損失の悪ィ匕を抑制することができる。
以上のように、本発明によれば、小型で、製作作業性や信頼性、結合効率に優れ たファラデー回転ミラーを提供することができる。
図面の簡単な説明
[0039] [図 1]本発明に係る実施形態 1のファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す断 面図である。
[図 2A]グレーデッドインデックスファイバの断面とその屈折率分布を示す図である。
[図 2B]グレーデッドインデックスファイバの蛇行周期を模式的に示す図である。
[図 3]グレーデッドインデックスファイバの長さ (GIF長)とその最適結合距離との関係 を示すグラフである。
圆 4]グレーデッドインデックスファイバの長さを規定するピッチと反射減衰量との関係 を示すグラフである。
[図 5]本発明に係る実施形態 2に係るファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表 す断面図である。
[図 6]加工角度と反射減衰量との関係を示すグラフである。
圆 7]本発明に係る実施形態 3に係るファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表 す断面図である。
圆 8A]本発明に係るファラデー回転ミラーにおけるファラデー回転子と反射ミラーと の間の好ま Uヽ配設関係（1)を示す側面図である。
[図 8B]図 8Aの平面図である。
圆 8C]本発明に係るファラデー回転ミラーにおけるファラデー回転子と反射ミラーと の間の好ま Uヽ配設関係（2)を示す側面図である。
[図 8D]図 8Cの平面図である。
圆 9]本発明に係る実施形態 4のファラデー回転ミラーの断面図である。
[図 10]コアレスファイバの研磨角度と反射減衰量との関係を示すグラフである。 圆 11]実施形態 4の変形例に係るファラデー回転ミラーの断面図である。
圆 12]ファラデー回転ミラーの光学調整を行うための光学系を示す概略図である。 圆 13]実施形態 4における反射ミラーの配置角度とファラデー回転ミラーの挿入損失 値との関係を示すグラフである。
圆 14]実施形態 4におけるスぺーサ部材の体積変化と楔角度変化との関連を示す模 式図である。
圆 15]実施形態 4における反射ミラーの配置角度変化量とファラデー回転ミラーの挿 入損失増加量との関係を示すグラフである。
圆 16]実施形態 4のファラデー回転ミラーの光学調整方法を示す断面図である。 圆 17]本発明の実施形態 5に係るファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す 断面図である。
圆 18]本発明の実施形態 6に係るファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す 断面図である。
圆 19]本発明の実施形態 7に係るファラデー回転ミラーの要部構造を模式的に表す 断面図である。
[図 20]従来のファラデー回転ミラー 321の構成を模式的に表す断面図である。 [図 21]ファラデー回転ミラー内における光の偏波状態を説明するための図である。
[図 22A]特許文献 1のファラデー回転ミラーの構成を表す断面図である。
[図 22B]コア拡大ファイバの断面図である。
[図 23]特許文献 2のファラデー回転ミラーの構成を表す断面図である。
符号の説明
[0040] 1, 11, 12, 100, 150, 200, 230, 260 ファラデー回転ミラー、
2, 101a, 202a シングルモードファイノく、
3, 101b, 202b グレーデッドインデックスファイバ、
4, 101c, 202c コアレスファイバ、
5. 102, 203 ファラデー回転子、
6. 103, 204 反射ミラー、
7. 104, 205 磁石、
8a, 8b、 105, 208a, 208b 光学接着剤、
10 光軸、
13, 206 フエルール、
110 キヤビラリ、
111, 207 スリーブ、
202 · "光ファイバ、
209 · · ·保護部材。
発明を実施するための最良の形態
[0041] 以下、本発明に係る実施の形態のファラデー回転ミラーについて説明する。
[0042] 実施形態 1.
図 1は、本発明の実施形態 1に係るファラデー回転ミラー 1の構成を模式的に示す 断面図である。このファラデー回転ミラー 1は、シングルモードファイバ 2、グレーデッ ドインデックスファイバ（GIF) 3、コアレスファイバ 4、ファラデー回転子 5、反射ミラー 6
、磁石 7、光学接着剤 8a、 8bを含んで構成される。
[0043] 光ファイバ 2は、光を導くためのものであり、その一端部から入射した光をその他端 部から出射する。光ファイバ 2を構成する材料としては、石英ガラス、多成分系ガラス 、プラスチックなどが挙げられる。
[0044] グレーデッドインデックスファイバ 3は、図 2Aに示すように、光ファイバ内の屈折率 分布を中心力 外周部に向力ぃ、段階的、または連続的に低下させていったもので あり、これを透過する光線は、図 2Bに示すように、周期性を持って蛇行し (蛇行周期） 、透過する。従って、グレーデッドインデックスファイバ 3を適当な長さに切断すること により、光を収束させたり、平行光にしたりすることができ、レンズとして機能する。ダレ 一デッドインデックスファイバ 3を透過する光の蛇行周期は、通常、波長依存性はなく 一定である。図 2Bでは、グレーデッドインデックスファイバ 3の長さがサインカーブの 1 周期分に相当する場合の状態が示されており、この長さを 1ピッチと規定する。なお、 本発明では、グレーデッドインデックスファイバ 3がレンズ機能を適切に担うベぐダレ 一デッドインデックスファイバ 3の出射角度が絞られる範囲（ピッチが 0. 25-0. 5の 範囲）でグレーデッドインデックスファイバ 3の長さが設定される。ピッチが 0. 25の場 合、最適結合距離は理論上無限大であり、ピッチが 0. 5の場合、最適結合距離は理 論上ゼロとなる。
[0045] 図 3は、グレーデッドインデックスファイバ 3の長さ（GIF長）とその最適結合距離との 関係を示す。図 3によく表れているように、グレーデッドインデックスファイバ 3の長さが 長くなるにつれて、最適結合距離は短くなる。この最適結合距離とファラデー回転子 5の厚さとの差が小さい（例えば 300 m以下の）場合、コアレスファイノ を省略して もよい。ここで、最適結合距離とは、シングルモードファイバ 2の出射端から出射され た光がグレーデッドインデックスファイバ 3により結像する点と、グレーデッドインデック スファイバ 3の端面との間の距離を意味している。従って、この結像点に反射ミラー 6 を配設すると、反射光はシングルモードファイバ 2の出射端 (反射光にとっては入射 端）に結像するため、シングルモードファイバ 2に入射される反射光が最大となり、結 合度が最大になる。なお、本実施形態 1における最適結合距離は、コアレスファイバ 4の長さと、ファラデー回転子 5の厚さと、光学接着剤 8a, 8bの厚さとの総和に実質 的に等しい。但し、ファラデー回転子 5の厚さとは、物理的な厚さではなぐシングル モードファイバ 2、グレーデッドインデックスファイバ 3、コアレスファイバ 4、光学接着 剤 8a、 8bと同等の屈折率 (例えば 1. 46)を持つとして換算された、光学的長さを示 す。例えば、ファラデー回転子 5がビスマス置換ガーネットの場合、その屈折率は 2. 34であるから、光学的な長さは物理的な長さに 1. 46/2. 34を掛けた値となる。
[0046] 図 4は、グレーデッドインデックスファイバ 3の長さを規定するピッチ (pitch)と反射減 衰量との関係を示す。図 4によく表れているように、ピッチが 0. 31を超えると、反射減 衰量は— 30dB未満となる。ここで、反射減衰量とは、ファラデー回転ミラー 1の全反 射量に対する、反射ミラー 6以外の反射点の反射量の比である。反射ミラー 6以外の 反射点は図 1に示す各構成部材の界面において発生し、その発生量は屈折率差に 起因する。特に、屈折率差の大きいファラデー回転子 5の界面は反射減衰量が大き くなる。
これら反射ミラー 6以外の反射点の内、ファラデー回転子 5を透過しない反射光は、 偏波状態が回転された光ではないので、ノイズ成分となる。また、「― 30dB」とは、「1 0 X log (1/1000)」で与えられる数値であり、全反射量に対し 1Z1000の反射量（ 0. 1%のノイズ)を示すものである。したがって、「反射減衰量— 30dB未満」とは、ノ ィズ成分を 0. 1%未満にすることを意味する。
[0047] コアレスファイバ 4は、光学的な結合距離を調整するための部材であり、屈折率分 布を実質的に持たない均質な構成を有する。すなわち、コアレスファイバは屈折率の 異なるコアを持たず、石英などの単一材料で作られた屈折率が一様な光ファイバで ある。
[0048] ファラデー回転子 5は、例えば所定の磁界を印加することにより、入射される光の偏 波方向を所定角度回転させる機能を担う部材であり、ビスマス置換ガーネット結晶な どにより構成される。ファラデー回転子 5の厚さは、例えば入射される光の偏波方向 が 45度回転するように設定される。具体的には、入射する光の波長により異なるが 1 550nmの場合、 350〜500 m (物理的な厚さ）である。なお、ファラデー回転子 5 は、その表面に光の反射を防止するための反射防止膜 (図示せず)を施すことが好ま しい。この反射防止膜としては、例えば ARコートが挙げられ、その形成位置としては 、例えばファラデー回転子 5の一方の主面に反射ミラー 6が形成される場合、他方の 主面が挙げられる。このような反射防止膜をファラデー回転子 5の表面に施すことに より、ファラデー回転ミラー 1の不要反射 (反射戻り光)を低減することができる。なお、 ファラデー回転子 5は平板であるため、そのファラデー回転角は光線の通過する場 所によらず一定の値をとる。したがって、ファラデー回転ミラーの順方向光に対して逆 方向光の偏波方向は常に垂直とすることが可能となる。
[0049] ここで、ファラデー回転子 5の製造方法の一例にっ 、て説明する。まず、大判（例え ば、 10mm角以上）の平板に対して研磨力卩ェを施す。次に、必要に応じて研磨カロェ を施した表面の所定箇所に反射防止膜を施す。次に、反射防止膜を施した平板をダ イシングカットなどにより所定の大きさ（例えば、 1mm角以下）に裁断する。以上のよう にして、一つの大判の平板から 100個以上のファラデー回転子 5を取り出す。このよう な製造方法は、個々に加工する必要がなくなるため、製作作業性や量産性に優れて いる。
反射ミラー 6は、光を実質的に全反射させるための部材であり、ガラス体 (ガラス基 板やコアレスファイバなど）の主面やファラデー回転子 5の主面に形成されている。反 射ミラー 6としては、例えば誘電体多層膜自体、ガラスなど力もなる基板に誘電体多 層膜を蒸着させた多層誘電体、該基板に反射率の高!ヽ金属 (アルミニウムなど)を蒸 着させたもの、およびアルミニウム板などが挙げられる力 高反射率 (例えば 99%以 上)および低光損失の観点力も誘電体多層膜や多層誘電体が好ま 、。誘電体多 層膜の材質としては、たとえば高屈折率材料として TiO、 ZrO、 Ta O、 Si N、低
2 2 2 5 3 4 屈折率材料として SiOが用いられる。
2
[0050] 磁石 7は、ファラデー回転子 5に所定の磁界 (光軸 10と平行な磁界）を印加するた めの部材であり、本実施形態では円筒形である。なお、ファラデー回転子 5として磁 界の印加を必要としないものを採用する場合、磁石 7は省略することができる。例え ば、ファラデー回転子 5として自己バイアス型のファラデー回転子 5を用いれば磁石 7 による磁界の印加は必要ない。
[0051] 光学接着剤 8a, 8bは、グレーデッドインデックスファイバ 3と反射ミラー 6との間の離 間距離を調整する機能を担う部材である。光学接着剤 8a, 8bとしては、エポキシ系 やアクリル系の透光性榭脂が挙げられ、特に屈折率がコアレスファイバ 4とほぼ同等（ 例えば 1. 45〜： L 5)のものが好適である。また、光学接着剤 8a, 8bとしては、作業 性の観点から可視光や紫外線や熱に対して硬化性を有するものが好適である。光学 接着剤 8a, 8bによるグレーデッドインデックスファイバ 3と反射ミラー 6との間の離間距 離の調整は、光学接着剤 8aおよび光学接着剤 8bの少なくとも一方の厚さを変化さ せることにより行うことができる。具体的には、まず、ファラデー回転子 5と反射ミラー 6 とを密着させた状態 (例えば両者間の間隔が 10 μ m以下の状態)で光学接着剤 8b を硬化させることにより、ファラデー回転子 5と反射ミラー 6とを一体化する。次に、結 合状態を確認するために挿入損失を計測しつつ、所定の厚さ (例えば 30 m以上） で且つ非硬化の状態 (流動性のある状態)で介在させた光学接着剤 8aの厚さを適宜 変化させる。挿入損失の計測は、光源 (例えば、アジレント'テクノロジー株式会社製 の商品名： Laser Source 81553SM、；)の出射光を光サーキユレータ（例えば、株式会 社応用光電研究室製の型番： PICA-1550-S、 )を介してファラデー回転ミラー 1に入 射し、その反射光を再度光サーキユレータ (例えば、株式会社応用光電研究室製の 型番: PICA-1550-S、）を介して、受光器 (例えば、アジレント'テクノロジー株式会社 製の商品名： Optical Head 81521B、）で受けることにより行うことができる。次に、所望 の厚さ (例えば最適結合距離に応じて決定される厚さ）に変化させた光学接着剤 8a を紫外線や熱などにより硬化させる。以上のようにして、光の結合度が大きくなるよう に、光学距離の調整を行うことができる。なお、上記調整後、必要に応じて磁石 7を 所定の位置に配設する。このようにして、ファラデー回転ミラー 1を得ることができる。
[0052] 以上のように構成された実施形態 1に係るファラデー回転ミラー 1は、グレーデッドィ ンデッタスファイバ 3を用いて構成されているので、小型でかつ結合効率を高くでき、 製作が容易であるという特徴を有する。
すなわち、グレーデッドインデックスファイバ 3は、外径の太い母材を作製して母材 を引き延ばすことにより大量に生産することが可能である。
また、グレーデッドインデックスファイバは、一般の光ファイバと同様に劈開により力 ットすることができ、例えばファイバカッターにより容易に切断することができるため、 加工作業性に優れている。
したがって、グレーデッドインデックスファイバ 3を用いて構成されるレンズは、コア拡 大ファイバに比較して製作が容易で、極めて生産性が高いという特徴がある。
[0053] また、上述したように、グレーデッドインデックスファイバは、長さによってレンズ性能 が変化するため、ファイバ長を高精度に調節する必要があるが、本実施形態 1では、 光学接着剤を用いることにより、レンズ性能の変化を調整している。
すなわち、グレーデッドインデックスファイバ 3とファラデー回転子 5との間、および、 ファラデー回転子 5と反射ミラー 6との間に、光学距離の調整が可能な厚さに、光学 接着剤 8a, 8bが介在している。そのため、実施形態 1のファラデー回転ミラー 1では、 光学接着剤 8a, 8bの厚さを調節することにより、グレーデッドインデックスファイバ 3の 長さやファラデー回転子 5の厚さにおける加工バラツキに起因するファラデー回転ミ ラー 1の特性 (挿入損失など）の悪ィ匕を抑制することができる。これにより、光学特性 や製作作業性を悪ィ匕させることなぐグレーテッドインデックスファイノ 3を適用するこ とが可能となる。
例えば、ファイバカッターのような設備によりグレーデッドインデックスファイバをカツ トすると、例えば、数十 mの長さバラツキが生じてしまう。このグレーデッドインデック スファイバの長さのバラツキにより、結合距離が変化するため、充分な結合が得られ ない場合がある。
し力しながら、本実施形態 1では、グレーデッドインデックスファイバ 3と反射ミラー 6 との間の離間距離を調整する機能を担う光学接着剤を用いて構成しているので、例 えば、ファイバカッターのような設備によりグレーデッドインデックスファイバをカットし た場合であっても、所望の結合度が容易に得られる。
[0054] 従って、本実施形態 1のファラデー回転ミラーによれば、小型で、製作作業性や信 頼性、結合効率に優れたファラデー回転ミラーを提供することが可能になる。
[0055] さらに、ファラデー回転ミラー 1では、図 23に示すような加工が難しい台形上のファ ラデー回転子 45を用いることなぐ加工が簡素な平板状のファラデー回転子 5を用い て、ピッチを調整することで反射減衰量の低減を図ることができる。
[0056] ここで、実施形態 1のファラデー回転ミラー 1において、光学接着剤 8bの厚さは 10 m以上であることが好ましい。最適結合距離は、コアレスファイバ 4の長さと、ファラ デ一回転子 5の光学的な厚さと、光学接着剤 8a, 8bの厚さとの総和に実質的に等し いが、コアレスファイノく 4やファラデー回転子 5は、その製造上数十/ z m単位のバラッ キが生じるため、数/ z m単位の調整では有意な効果を得ることができない場合がある 。したがって、ファラデー回転ミラー 1において、光学接着剤 8bの厚さを 10 /z m以上 とすることで、有意なバラツキ調整を行うことが可能となる。
[0057] さらに、実施形態 1のファラデー回転ミラー 1は、コアレスファイバ 4をさらに含んでい るので、光学接着剤 8aの厚さを不必要に大きくしないで構成できる。光学接着剤 8a は、通常数％の硬化収縮率を有するため、光学接着剤 8aの厚さが不要に大きくなる と、その分硬化時におけるファラデー回転子 5の光軸方向の移動が大きくなつてしま う場合があるが、コアレスファイバ 4を用いて光学接着剤 8aの厚さを必要以上に大きく しな 、ようにすると、そのような移動を抑制することができる。
[0058] 実施形態 2.
図 5は、本発明の実施形態 2に係るファラデー回転ミラー 11の構成を模式的に示す 断面図である。
実施形態 2のファラデー回転ミラー 11は、以下の点で、実施形態 1のファラデー回 転ミラー 1とは異なっている。
(1)コアレスファイバ 4のファラデー回転子 5との対向面を、光軸 10に直交する平面に 対して傾斜させ、そのコアレスファイバ 4の傾斜面に、光学接着剤 8aを介してファラデ 一回転子 5を密着させて 、る。
その結果、ファラデー回転子 5も光軸 10に直交する平面に対して傾斜して設けられ る。
(2)また、光学接着剤 8bを楔型に形成することにより、光軸 10に対して主面 (反射面 )が垂直となるように反射ミラー 6を配設し、かつ光学接着剤 8bによりグレーデッドイン デックスファイバ 3などの加工バラツキを調整している。
実施形態 2において、以上の（1)及び (2)以外は、実施形態 1のファラデー回転ミラ 一 1と同様に構成される。
[0059] 図 6は、実施形態 2のファラデー回転ミラー 11における、傾斜面の加工角度と反射 減衰量との関係を示す。図 6によく表れているように、加工角度が大きくなるにつれ、 反射減衰量が小さくなる。したがって、ファラデー回転ミラー 11は、より高い減衰効果 を得ることができるので、反射減衰量の観点で、実施形態 1のファラデー回転ミラー 1 より優れている。 [0060] 実施形態 3.
図 7は、本発明の実施形態 3に係るファラデー回転ミラー 12の構成を模式的に示す 断面図である。本実施形態 3のファラデー回転ミラー 12は、シングルモードファイバ 2 、グレーデッドインデックスファイバ 3およびコアレスファイバ 4がフエルール 13により 保持される構成とした点で、ファラデー回転ミラー 11と異なる他は、実施形態 2のファ ラデー回転ミラー 11と同様に構成される。
[0061] ファラデー回転ミラー 12では、例えば各ファイバ 2〜4の直径（例えば 125 μ m)が ファラデー回転子 5の物理的な厚さ（例えば 350〜500 μ m)より小さくても、フェルー ル 13におけるファラデー回転子 5の実装面を最適な大きさ（ファラデー回転子 5の物 理的な厚さに応じて決定される）に調整することにより、構造的により安定なものとす ることができる。また、ファラデー回転ミラー 12では、コアレスファイバ 4に上記傾斜面 を形成する際に、フエルール 13ごと研磨カ卩ェすることが可能となるため、コアレスファ ィバ 4のみを研磨カ卩ェする場合や劈開によるカットする場合に比べてカ卩工バラツキを 低減することができる。
[0062] ファラデー回転ミラー 1, 11, 12では、ファラデー回転子 5と反射ミラー 6との間にコ アレスファイバを介在させてもよい。このような構成においても、同様の効果を奏する
[0063] 図 8A〜Dは、ファラデー回転子 5と反射ミラー 6との位置関係および大きさの関係 を表す。ファラデー回転ミラー 1, 11, 12では、反射ミラー 6の大きさをファラデー回転 子 5の大きさ (例えば外寸)と同等もしくは小さく設定するのが好ましい。反射ミラー 6 力 Sファラデー回転子 5より大きいと、光学接着剤 8a, 8bがファラデー回転子 5の側面 に回り込むことがあるが、反射ミラー 6をファラデー回転子 5と同等もしくは小さく設定 すると、光学接着剤 8a, 8bがファラデー回転子 5の側面に回り込むことが防止でき、 又は側面に回り込んだ場合におけるその回り込み量を抑制することができる。
[0064] また、ファラデー回転ミラー 1, 11, 12では、図 8A, Bに示すように、平面視でファラ デ一回転子 5の中央に位置するように反射ミラー 6を接着するのが好ま 、。このよう な構成によると、反射ミラー 6の側面に付着する光学接着剤 8bの付着量がほぼ均等 となるため、結合性能をより高めることができる。 [0065] ファラデー回転ミラー 1, 11, 12では、図 8C, Dに示すように、ファラデー回転子 5 に対して反射ミラー 6を、光軸を軸心として 45度回転させてもよい。このような構成に よると、反射ミラー 6の側面に付着する光学接着剤 8bの付着量を均等にするうえで好 適であるのに加え、光学接着剤 8bの表面張力により反射ミラー 6の位置ずれを自発 的に修正されるため量産安定性に優れている。
[0066] ファラデー回転ミラー 12では、フエルール 13に代えてキヤビラリを採用してもよい。
このような構成においても、フェルール 13を採用する場合と同様の効果を奏する。
[0067] 実施形態 4.
まず、本発明の実施形態 4のファラデー回転ミラー 100を図 9にて説明する。ファラ デ一回転ミラー 100は、シングルモードファイバ 101a、グレーデッドインデックスファ ィバ 101b、およびコアレスファイバ 101cからなる光ファイバ 101、ファラデー回転子 102、反射ミラー 103、磁石 104、光学接着剤 105、スぺーサ部材 106を含んで構成 される。
ここで、特に、実施形態 4のファラデー回転ミラー 100は、主として、スぺーサ部材 1 06によって、グレーデッドインデックスファイバ 101bの長さのバラツキを補償して、結 合調整した点が、実施形態 1〜3とは異なっている。
[0068] 実施形態 4のファラデー回転ミラー 100において、コアレスファイバ 101cの端面は 所定の角度で研磨され、ここにファラデー回転子 102を接着固定することによって、 実施形態 2と同様に、不要反射がファイバに再結合することを防止している。図 10は 、コアレスファイバ 101cの端面の研磨角度に対し、不要反射が光ファイバ 101へ再 結合する際の結合効率を算出した結果である。ここで示したように、コアレスファイバ 端面は 2度以上の角度に研磨すれば、結合効率は— lOOdBを下回るため、不要反 射は十分に抑制されることになる。
[0069] 反射ミラー 106として、例えば、ガラスなど力もなる基板に誘電体多層膜を蒸着させ た多層誘電体、該基板に反射率の高い金属 (アルミニウムなど）を蒸着させたもの、 およびアルミニウム板などが、たとえば光学接着剤を用いてスぺーサ部材 106先端 に接着固定をされている。また、図 16に示すように、スぺーサ部材 106の一主面を鏡 面状に仕上げた上で、この鏡面状態にある主面に誘電体多層膜や反射率の高い金 属（アルミニウムなど）を蒸着することにより、スぺーサ部材 106に直接反射ミラー 103 を形成してもよい。この場合、ファラデー回転ミラー 1を構成する部材が減るため、より 低価格で信頼性の高!、製品を供給することが可能となる。誘電体多層膜の材質とし ては、たとえば高屈折率材料として TiO
2、 ZrO
2、 Ta O
2 5、 Si N、低屈折率材料とし 3 4
て SiOが用いられる。
2
[0070] スぺーサ部材 106は反射ミラー 103を支持するものであり、比較的透光性が高い材 料 (透光性材料)で構成されることが好ましく、特に透光性のある熱可塑性榭脂を材 料とすることが好ましい。この透光性材料は、少なくとも使用する光の波長帯 (たとえ ば 1550nm)において、光の損失が実質的に問題のない程度（0. 05dB以下）に低 い材料である。この熱可塑性榭脂としては、たとえばポリカーボネートやフッ素榭脂、 スチレン系榭脂等が挙げられ、特に屈折率がシングルモードファイバ 101aのコア屈 折率と同等のもの、具体的には、 1. 47程度が好適である。スぺーサ部材 106は、フ ァラデー回転子 102と反射ミラー 103との間に介在され、透光性のある光学接着剤を 用いて接着固定される。なお、上述したスぺーサ部材 106の表面に反射ミラー 103 が直接形成される場合には、光学接着剤は不要となる。
[0071] また、実施形態 4にお 、て、スぺーサ部材 106は、グレーデッドインデックスファイバ 101bと反射ミラー 103との間の離間距離や、光軸に対する反射ミラー 103の傾斜角 度を調整する機能を担う部材である。スぺーサ部材 106による調整は、ファラデー回 転ミラー 100の挿入損失値を測定しつつ行う。具体的には、まず図 12に示すように、 光源 115、光サーキユレータ 116、受光器 117、及び調整を行うファラデー回転ミラ 一 100の接続を行う。この光学系によれば、光源 115からの入射光は光サーキユレ ータ 116を介して光ファラデー回転ミラー 100に入射され、その反射光は再度光サー キユレータ 116を介して受光器 114で受光される。なお、ファラデー回転ミラー 100の コアレスファイバ 101cの端部にはファラデー回転子 102、スぺーサ部材 106、および 反射ミラー 103をあら力じめ光学接着剤 105を用いて固定しておく。次に、スぺーサ 部材 106をその軟ィ匕点以上に加熱し流動性を持たせた後、反射光強度が最適とな るよう、反射ミラー 103の位置を適宜変化させる。その後、スぺーサ部材 106の加熱 を中断し、軟ィ匕点以下に冷却することで、反射ミラー 103の位置を固定する。 [0072] このように、光学調整後において、スぺーサ部材 106は楔状に成形されるため、あ らカじめファラデー回転子 102へ接着を行う前に楔状に成形加工しておけば、光学 調整の工数を削減することが可能となる。また、スぺーサ部材 106の加熱を熱風等に より行うと、光ファイバ 101の被覆も同時に加熱されてしまい、変形等の不具合が生じ る力 反射ミラー 103を加熱し、これを介してスぺーサ部材 106を加熱することでこの ような不具合を回避することができる。
[0073] また、図 11に示したようにスぺーサ部材 106に直接反射ミラー 103を施す場合は、 ファラデー回転ミラー 110のコアレスファイバ 101cの端面にファラデー回転子 102、 及びスぺーサ部材 106のみを光学接着剤 105を用いて固定しておく。次に、スぺー サ部材 106をその軟ィ匕点以上に加熱し流動性を持たせた後、鏡面研磨された金属 板等をスぺーサ部材 106に押しつけ、反射光強度が最適となるよう、金属板の位置 を適宜変化させる。その後、スぺーサ部材 106の加熱を中断し、軟ィ匕点以下に冷却 する。金属板はスぺーサ部材 106に接着固定されていないためスぺーサ部材の冷 却後にこれを剥がす事ができ、スぺーサ部材 106の表面は鏡面状態を得ることがで きる。その後、鏡面状態にあるスぺーサ部材 106の表面に誘電体多層膜や反射率の 高い金属を蒸着することで反射ミラー 103が形成される。
[0074] この反射ミラー 103は、その反射面が平面状で形成されているのであれば、光が伝 播する光ファイバ 101の光軸に対して垂直に配置することが必要となる。図 13は反 射ミラー 103の反射面と光軸とのなす角度 Θとファラデー回転ミラー 100の挿入損失 の変化量との関係を示した。この際、反射ミラー 103はグレーデッドインデックスフアイ ノ 101bからの出射光の最適結合距離に配置されていることとし、このときのビームゥ ェストの径は 40 mであるこことした。図 13によれば、反射ミラー 103は、角度 Θが大 きくなるに従いファラデー回転ミラー 1の挿入損失量は増加し、 0. 2度傾斜しただけ でも ldB弱の損失となる。すなわち、反射ミラー 103を、光が伝播する光ファイバ 101 の光軸に対して垂直に配置することが如何に重要かわかる。
[0075] その点、本実施形態 4の構成では、反射ミラー 103を、高い精度で光軸に対して垂 直に配置することができる。
例えば、スぺーサ部材 106の材料としてポリカーボネートを選択した場合、その線 膨張係数は 7. 0 X 10— 6 (1Z°C)であり、軟ィ匕温度は 135°Cである。従って、前述のよ うに、ファラデー回転ミラー 100の光学調整を行った後、室温 (25°C)に冷却した場合 、その温度変化は 110°Cとなり、その温度差における線形収縮は 0. 077%となる。な お、実施形態 4のファラデー回転ミラー 100では、スぺーサ部材 106をファラデー回 転子 102、及び反射ミラー 103間に介在させる際に光学接着剤を用いて固定を行う 力 ここでの光学接着剤は、ファラデー回転ミラー 100の光学調整作業前に硬化させ るため、光学接着剤の硬化収縮は反射ミラー 103の配置角度に変化を及ぼさな!/、。
[0076] 次に、上記収縮が生じた際、反射ミラー 103、 23の配置角度の変化量から、ファラ デ一回転ミラー 100、 200の挿入損失変化量を検証する。
[0077] 本実施形態 4のファラデー回転ミラー 100において、不要反射を抑制するためにコ アレスファイバ 10 lcの先端を光ファイバ 101の光軸に対して直交する平面に対して、 2度傾斜させて研磨すれば、スぺーサ部材 106も 2度の楔状に成形されることとなる。
[0078] ここで、ファラデー回転ミラー 100におけるスぺーサ部材 106を図 14に示したような 楔形状であるとし、この形状を微小領域 dVで分割すると考える。この際、図 14で示 すように微小領域の体積 dvは近似的に、 dV=dx'dy'L (式 1)で表される。これに上 記収縮 (線形収縮率を α %とする）が生じると、微小体積 dVは、 dV=dx-dy-L- (1 — α ΖΐΟΟ) 3 (式 2)で表される。一方、スぺーサ部材 106は上下をファラデー回転 子 102と反射ミラー 103で保持され、微小体積の上下面の面積 dx'dyは変化しない と考えられる。このため、上記収縮により L値は、 L' =L- (1— α ΖΐΟΟ) 3 (式 3)のよう に L'値として近似される。よって、上記収縮により楔角度 0力 0だけ変化したとす ると、 Δ 0は、 Δ 0 = 1— (1— α /100) 3 (式 4)のように表される。
[0079] 前述した計算式を鑑みると、楔角度が 2度である場合、スぺーサ部材 106の線形収 縮率は 0. 077%であるから、その角度変化は、 4. 6 X 10—3度となる。
[0080] また、図 15には反射ミラー 103の配置角度の変化量 Δ Θとファラデー回転ミラー 1 00の挿入損失変化量との関係を示した。なお、反射ミラー 103はグレーデッドインデ ックスファイバ 101bからの出射光の最適結合距離に配置されていることとし、このとき のビームウェストの径は 40 /z mとした。図 15に示されるように、ファラデー回転ミラー 1 00は、反射ミラー 103の配置角度変化量が大きくなるにしたがって挿入損失量は増 加する。挿入損失の増加量は線形収縮率が 1. 5%であった場合 0. 147dB、線形 収縮率が 0. 077%であった場合の角度変化は—4. 0 X 10_4dBとなる。
以上説明したように、このように、実施形態 4では、スぺーサ部材 106の材料として、 軟ィ匕点から室温に下げたときに収縮率の小さい材料を選択することで、挿入損失の 増加量を極めて小さくすることが可能になる。
[0081] このように、ファラデー回転子 102と反射ミラー 103間に熱可塑性榭脂からなるスぺ 一サ部材 106を配置することで、光学調整時に生じるスぺーサ部材 106の収縮によ つても挿入損失は増加することなぐ安定した挿入損失値を持つファラデー回転ミラ 一 100を提供することが可能となる。
[0082] また、スぺーサ部材 106を構成する熱可塑性榭脂の例として、ポリカーボネートを 挙げたが、このポリカーボネートの吸水率は、 0. 25%程度であり、吸水率が非常に 小さいという点において他の材料より優れている。すなわち、ポリカーボネートを用い ると、高温高湿の条件下において、スぺーサ部材の膨潤による体積変化が少ないた め、反射ミラー 103の角度変化量、また挿入損失の変化量も小さくすることができる。 したがって、ファラデー回転ミラー 1
は、高温高湿の条件下における信頼性を高くできる。
[0083] 実施形態 5.
図 17は、本発明に係る実施形態 5のファラデー回転ミラー 200の構成を模式的に 示す断面図である。ファラデー回転ミラー 200は、シングルモードファイバ 202a、グレ 一デッドインデックスファイノく（GIF) 202b、コアレスファイバ 202c、 2a〜2cを融着し て成る光ファイバ 202とファラデー回転子 203、反射ミラー 204、磁石 205、筒体 (以 下、フエルール） 206、スリーブ 207、光学接着剤 208a、 208b,保護部材 209、とを 備えるように構成される。
この実施の形態 5のファラデー回転ミラー 200は、グレーデッドインデックスファイバ (GIF) 202b等の長さのバラツキを光学接着剤 208a、 208bにより補償し、さらに、保 護部材 209を備えたことを特徴として 、る。
[0084] 実施形態 5において、フエルール (筒体） 206は、光ファイバ 202を保持するための 部材であり、例えば円筒形で構成され、その内孔内で光ファイバ 202を保持する機 能を有する。このフエルール 206は、例えばアルミナ、ジルコユア等のセラミックス、結 晶化ガラス等のガラス、ステンレス等の金属、または金属を混合して精度や強度を向 上させた榭脂等で構成される。このフエルール 206は、セラミックスで構成されるので あれば、例えば、押し出し成形等で所望の形状で作製された成形体を焼成すること で得られ、一方、金属で構成されるのであれば、例えば切削加工で所望の形状に作 製すればよい。
[0085] スリーブ 207は、フ ルール 206を保持するための部材であり、例えば円筒形で構 成され、その内孔内でフエルール 206を保持する機能を有する。このスリーブ 207は 、例えばアルミナ、ジルコユア等のセラミックス、ステンレス等の金属で構成され、セラ ミックスであれば、例えば押し出し成形等で所望の形状で作製された成形体を焼成 することで得られ、一方、金属であれば、例えば切削加工で所望の形状に作製すれ ばよい。なお、本実施形態 5のファラデー回転ミラーでは、光ファイバを保持するため のフエルール 206、およびフエルール 206を保持するためのスリーブ 207が用いられ ているが、このフエルール 206およびスリーブ 207については、ファラデー回転ミラー の機能を発揮する構成であれば、フエルール 206およびスリーブ 207を有さな 、形 態であってもよい。
[0086] 光学接着剤 208aと 208bは、グレーデッドインデックスファイバ 202b、と反射ミラー 204との間の離間距離の調整、および反射ミラー 204の取り付け角度の調整を行い 光結合のピークに設定するとともに、光ファイバ 202、ファラデー回転子 203、および 反射ミラー 204を互いに接着固定する機能を担う部材である。具体的には、実施の 形態 1等と同様に構成され、光学接着剤 208による光結合のピークの調整も、実施の 形態 1と同様、光学接着剤 208a及び Z又は光学接着剤 208bの厚さを変化させると ともに反射ミラー 204の角度を変化させることにより行う。以下、光学接着剤 208a、 2 08bはまとめて光学接着剤 208とする。
[0087] 保護部材 209は、光学接着剤 208の表面に被着されて該光学接着剤 208を保護 する機能を担う部材である。この保護部材 209は、主に水分を吸収するための吸湿 剤を含んでなり、例えば外部から水分が浸入しても、保護部材 209内にある吸湿剤 が水分を吸収するため、光学接着剤 208の水分による劣化を抑制するための部材で ある。
[0088] 保護部材 209は、主として榭脂で構成され、その材質には例えばエポキシ榭脂、ポ リイミド榭脂、ポリアミド榭脂、ポリアミドイミド榭脂等が挙げられる。
[0089] また、保護部材 209に含有される吸湿剤としては、例えばシリカゲル、ゼォライト等 の無機物もしくは高い吸水性を有するポリアクリル酸塩系ポリマーなどの有機物が挙 げられる。この吸湿剤は、保護部材 209中に 0. 1乃至 50. 0質量％含有されているこ とが好ましい。これは、吸湿剤が 0. 1質量％未満であると光学接着剤 208に対する 水分の浸入を抑制する効果が弱ぐ一方で、 50.0質量％を超えると保護部材 209を 主として構成する榭脂の流動性の悪ィ匕に伴う樹脂の成型性が悪くなるため、所定の 形状に保護部材を成形することが困難になる場合がある。
[0090] 以下に保護部材 209の形成方法について説明する。光ファイバ 202 (コアレスファ ィバ 202c)、ファラデー回転子 203、および反射ミラー 204をそれぞれ光学接着剤 2 08で接着固定した状態で、例えば金型内に配置する。次に、金型内で光学接着剤 2 08の表面に吸湿剤を含有させた榭脂を流し込み、該榭脂を加熱もしくは紫外線照射 によって硬化させることにより、光学接着剤 208の表面に保護部材 209を形成する。 また、磁石が実装されている場合は、例えばディスペンサーを用いて磁石 205内径 部に吸湿剤を含有する榭脂を光学接着剤 208の表面を被覆するように充填させて硬 化させてもよい。
[0091] 実施の形態 6.
次に、本発明の実施形態 6に係るファラデー回転ミラー 230の構成について図 18 を用いて説明する。なお、以下の説明において、本発明の実施形態 5と同じ部材に 関しては、同符号を付してある。
[0092] ファラデー回転ミラー 230では、図 18に示すように、保護部材 209が光学接着剤 2 08の表面に被着されるとともに、ファラデー回転子 203および反射ミラー 204も保護 するように配されている。このように、保護部材 209がファラデー回転子 203および反 射ミラー 204も保護するように形成されていれば、ファラデー回転子 203および反射 ミラー 204に浸入する水分を抑制してこれら光学部品の耐湿性を向上させることがで きるとともにこれらの部材の位置ずれを抑制することができる。なお、図 18では、ファ ラデー回転子 203および反射ミラー 204の両方が保護部材 209により保護されてい る力 どちらか一方が保護されている形態でもよぐまた、図 18に示すように、磁石 20 5も保護するような形態であってもよい。このとき用いられる保護部材 209の材質とし ては、光学部品（ファラデー回転子 203、反射ミラー 204)、磁石 205等に近い比較 的低い熱膨張係数 (6 X 10_6Z°C乃至 10 X 10_6Z°C)を有するエポキシ榭脂を主 成分とすることが好ましい。
[0093] このファラデー回転ミラー 230は、光ファイバ 202 (コアレスファイバ 202c)、ファラデ 一回転子 203、および反射ミラー 204をそれぞれ光学接着剤 208で接着固定した状 態で、例えば金型内に配置し、保護部材 209を形成する所定の位置に吸湿剤を含 有する榭脂を充填し、トランスファーモールドすることで得ることができる。
[0094] 実施形態 7.
次に、本発明の実施形態 7に係るファラデー回転ミラー 260の構成について図 19 を用いて説明する。なお、以下の説明において、本発明の実施形態 5と同じ部材に 関しては、同符号を付してある。
[0095] ファラデー回転ミラー 260では、保護部材 209がファラデー回転子 203および反射 ミラー 204を覆うとともに光ファイバ 202を保持するフエルール 206の一端と接合され ている。このファラデー回転ミラー 201では、このファラデー回転ミラー 201では、保 護部材 209がフエルール 206の一端と接合されているため、光ファイバ 202、ファラ デ一回転子、および反射ミラー 204を互いに一体的に固定することができる、そのた め、例えばファラデー回転ミラー 260に外力が作用しても、光ファイバ 202、ファラデ 一回転子、および反射ミラー 204の位置ずれを抑制することができる。
[0096] このようなファラデー回転ミラー 260は、光ファイバ 202 (コアレスファイバ 202c)、フ ァラデー回転子 203、および反射ミラー 204をそれぞれ光学接着剤 208で接着固定 した状態で、例えば金型内に配置し、保護部材 209を形成する所定の位置に吸湿 剤を含有する榭脂を充填し、トランスファーモールドすることで得ることができる。
[0097] なお、以上の実施形態は本発明の一実施例であり、本発明の技術思想又は原理 に沿っていれば、上述の実施形態に種々の変更、材料変更などを施しても良い。 実施例 [0098] 次に、本発明の実施例および比較例について説明する。
[0099] 実施例 1.
<ファラデー回転ミラーの作製 >本発明の実施例 1に係るファラデー回転ミラーとし て、図 1に示したファラデー回転ミラー 1を作製した。具体的な作製方法について、以 下に説明する。まず、 1550nm用のシングルモードファイバ 2と、比屈折率差 1. 5% で厚さ約 540 m (0. 35ピッチ）のグレーデッドインデックスファイバ 3と、ファイバ長 力 S約 40 mで、添加物のない純石英からなるコアレスファイバ 4とを、外形調芯しつ っ融着接続して、各ファイバ 2〜4からなる融着接続体を作製した。次に、入射光の 波長が 1550nmの場合に該入射光の偏波方向が 45度回転するように物理的厚さが 約 380 μ m (光学的長さ： 240 μ m)に設定され且つ一方の主面に反射防止膜として ARコートを所定の厚さで形成した 10mm角のファラデー回転子母板を 0. 8mm角に 裁断加工することにより得られるファラデー回転子 5の他方の主面に、反射率が 99% 以上となるように調整された多層誘電体からなる反射ミラー 6を、アクリル系紫外線硬 化型光学接着剤を介して密着接続することにより、反射ミラー 6付きファラデー回転 子 5を作製した。次に、上記融着接続体におけるコアレスファイバ 4の端面に、アタリ ル系紫外線硬化型光学接着剤を介して反射ミラー 6付きファラデー回転子 5を接着し た。次に、この
アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化させる前に挿入損失 (シングルモードファ ィバ 2の入射光と反射光の比）が 0. 7dB以下となるように調芯したうえで、紫外線を 照射することによりアクリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化した。本実施例におけ るファラデー回転ミラーを 5個作製した。
[0100] く挿入損失の測定 >波長 1550nmの光源（商品名： Laser Source 81553SM、アジレ ント ·テクノロジー株式会社製)を用い、その出射光を光サーキユレータ (型番： PICA- 1550-S、株式会社応用光電研究室）の第 1のポートに入射し、第 2のポートを介して、 ファラデー回転ミラー 1に入射し、その反射光を再度上記光サーキユレ一タの第 2の ポートに入射し、第 3のポートを受光器（商品名： Optical Head 81521B、アジレント'テ クノロジー株式会社製）に接続した評価系で行った。挿入損失は、光サーキユレータ の第 2のポートの出射光を直接受光器に接続し計測した後、第 2のポートをファラデ 一回転ミラー 1に接続して反射光の光量を受光器で計測することにより、光サーキュ レータの第 2のポートにおける出射光と反射光の比として導出した。なお、受光器で 計測した挿入損失から、予め計測したサーキユレ一タの第 2のポートと第 3のポートの 挿入損失を差し引 、た値が真の挿入損失である。
(表 1)
ファラデー回転ミラーの特性 (n= 5)
Figure imgf000028_0001
実施例 2.
<ファラデー回転ミラーの作製 >本発明の実施例 2に係るファラデー回転ミラーとし て、図 5に示したファラデー回転ミラー 11を作製した。具体的な作製方法について、 以下に説明する。まず、 1550nm用のシングルモードファイバ 2と、比屈折率差 1. 5 %で厚さ約 540 /ζ πι (0. 35ピッチ）のグレーデッドインデックスファイバ 3と、ファイバ 長が約 40 /z mで、端面の設定加工角度が 4度 ± 1度で、添加物のない純石英からな るコアレスファイバ 4とを、外形調芯しつつ融着接続して、各ファイバ 2〜4からなる融 着接続体を作製した。次に、上記融着接続体におけるコアレスファイバ 4の端面に、 アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して、入射光の波長が 1550nmの場合に 該入射光の偏波方向が 45度回転するように物理的厚さが約 380 μ m (光学的長さ： 240 ^ m)に設定され且つ一方の主面に反射防止膜として ARコートを所定の厚さで 形成した 10mm角のファラデー回転子母板を 0. 8mm角に裁断加工することにより 得られるファラデー回転子 5を密着接続した。次に、ファラデー回転子 5の他方の主 面に、反射率が 99%以上となるように調整された多層誘電体力もなる反射ミラー 6を 、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して接着した。次に、このアクリル系紫外 線硬化型光学接着剤を硬化させる前に挿入損失 (シングルモードファイバ 2の入射 光と反射光の比）が 0. 7dB以下となるように調芯したうえで、紫外線を照射することに よりアクリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化した。このようにして、本実施例にお けるファラデー回転ミラーを 5個作製した。 [0102] <反射減衰量の測定 >光軸方向における所定位置の反射光量を測定することが可 能な反射減衰量測定器 (商品名：プレシジョン'リフレクトメータ 8504B、アジレント' テクノロジー株式会社製）を用いて行った。波長 1550nmの光源（商品名： Laser Sou rce 81553SM、アジレント'テクノロジー株式会社製)を選択し、測定器の出力ポートに ファラデー回転ミラー 1におけるシングルモードファイバ 2を接続して測定を行った。 反射ミラー 6の反射光量と比較して他の反射光量は非常に小さいため、反射ミラー 6 における光量を全反射光量として、反射ミラー 6の光量に対する、各々反射点での反 射光量の比を反射減衰量とした。
[0103] 実施例 3.
<ファラデー回転ミラーの作製 >本発明の実施例 3に係るファラデー回転ミラーとし て、図 7に示したファラデー回転ミラー 12を作製した。具体的な作製方法について、 以下に説明する。まず、 1550nm用のシングルモードファイバ 2と、比屈折率差 1. 5 %で厚さ約 540 /ζ πι (0. 35ピッチ）のグレーデッドインデックスファイバ 3と、ファイバ 長力約 40 mで、添加物のない純石英からなるコアレスファイバ 4とを、外形調芯し つつ融着接続して、各ファイバ 2〜4からなる融着接続体を作製した。次に、フェルー ル 13 (外径： 2. 5mm、内径： 0. 125mm (公差 0. 001mm) )の貫通孔にエポキシ系 熱硬化型接着剤を用いて挿着した後、その端面を設定傾斜角度 4. 5度 ±0. 5度で 研磨カ卩ェした。次に、上記融着接続体を揷着済みのフエルール 13におけるコアレス ファイバ 4側の端面に、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して、入射光の波長 が 1550nmの場合に該入射光の偏波方向が 45度回転するように物理的厚さが約 3 80 m (光学的長さ： 240 μ m)に設定され且つ一方の主面に反射防止膜として AR コートを所定の厚さで形成した 10mm角のファラデー回転子母板を 0. 8mm角に裁 断加工することにより得られるファラデー回転子 5を密着接続した。次に、ファラデー 回転子 5の他方の主面に、反射率が 99%以上となるように調整された多層誘電体か らなる反射ミラー 6を、アクリル系紫外線硬化型光学接着剤を介して接着した。次に、 この光学接着剤を硬化させる前に挿入損失 (シングルモードファイバ 2の入射光と反 射光の比）が 0. 7dB以下となるように調芯したうえで、紫外線を照射することによりァ クリル系紫外線硬化型光学接着剤を硬化した。このようにして、本実施例におけるフ ァラデー回転ミラーを 5個作製した。
[0104] <傾斜角度の測定 >傾斜面に波長 650nmレーザーポインター（商品名：サシ 40 、コクョ株式会社製)を照射し、その反射位置により傾斜角度を計測した。シングルモ ードファイバ 2の光軸の延長線上、ファラデー回転ミラー 1から約 1. 5m離れた位置か ら、レーザーポインターを照射し、ファラデー回転ミラー 1から約 1. 4m離れた位置に 同心円状の受光版を配置し、その光軸からのズレ量 x (m)を計測した。この計測値を 数式「xZl . 4= tan θ」に当てはめて、傾斜角度を導出した。
[0105] <反射減衰量の測定 >実施例 2と同様の測定方法により反射減衰量を測定した。
[0106] 比較例 1.
<ファラデー回転ミラーの作製 >上記融着接続体におけるコアレスファイバ 4の端面 に、光学接着剤による位置調整を行うことなぐ光学接着剤により反射ミラー 6付きフ ァラデー回転子 5を密着接続した以外は、実施例 1と同様にして本比較例のファラデ 一回転ミラーを作製した。
[0107] く挿入損失の測定〉実施例 1と同様の測定方法により挿入損失を測定し、その結果 を表 1に示した。
[0108] <反射減衰量の測定 >実施例 2と同様の測定方法により反射減衰量を測定した。
[0109] <評価 >比較例 1のファラデー回転ミラーでは、挿入損失が最大 1. 3dBであり、充 分な特性を得ることができな力つたのに対して、実施例 1〜3のファラデー回転ミラー では、挿入損失が 0. 7dB以下であり、充分な特性を得ることができた。また、実施例 2のファラデー回転ミラーでは、挿入損失の低下に加え、反射減衰量が— 40dB未満 となり、より優れた特性を得ることができた。さらに、実施例 3のファラデー回転ミラーで は、傾斜角度のバラツキが ±0. 5度以内に収めることができるとともに、反射減衰量 も一 50dB未満となり、より優れた特性を得ることができた。したがって、本実施例 1〜 3に係るファラデー回転ミラーによると、小型で、製作作業性 (量産性)や信頼性に優 れて 、るグレーデッドインデックスファイバを採用しても、挿入損失の増加のな 、もの とすることができるのが確認された。
[0110] 実施例 4.
実施例 4では、図 9に示すファラデー回転ミラー 100を作製して評価した。まず、具 体的な作製方法を説明する。まず、光の使用波長が 1550nmのシングルモードファ ィバ 101aと、比屈折率差 1. 5%で厚さ約 540 m (0. 35ピッチ）のグレーデッドイン デッタスファイバ 101bと、ファイバ長が約 64 mで、純石英からなるコアレスファイバ 101cとを、外形調芯しつつ融着接続して、光ファイバ 101を作製した。
[0111] 次に、上記で作製された光ファイバ 101をファイバ保持部材 118に挿入し、光学接 着剤を用いて固定した。このファイバ保持部材 118はジルコユア製のキヤビラリ 110 ( φ 1400 m)をステンレス製スリーブ 111に圧入固定したものであり、光ファイバ 101 とキヤビラリ 10の先端位置が一致するよう固定を行った。次に、コアレスファイバ 101c 先端をキヤビラリ 10ごと加工角度 2度にて鏡面研磨した。なお、研磨の際はコアレス ファイバ 101cの長さも変化するため、キヤビラリ 10先端の未研磨部分の有無を確認 しつつ加工を行い、未研磨部分が無くなった時点で研磨を終了した。この加工により コアレスファイバ 101cは 24 μ m研磨され、最終的に長さは 40 μ mとなる。
[0112] 次に、キヤビラリ 10先端にファラデー回転子 102、スぺーサ部材 106、及び反射ミラ 一 103を光学接着剤を用いて固定した。このファラデー回転子 102は入射光の波長 が 1550nmの場合に該入射光の偏波方向が 45度回転するように、厚さを約 380 m (物理的厚さ：光学的長さは 240 /z m)に設定するとともにファラデー回転子 102の 両端面には、反射防止膜として ARコートを施した。
[0113] スぺーサ部材 106は、ポリカーボネート製とし、あら力じめ楔角度を 2度として成形 加工を行ったものを使用した。このスぺーサ部材 106をファラデー回転子 102に被着 して固定する際には、反射ミラー 103の搭載面 (反射面）が光ファイバ 101の光軸に 対してほぼ垂直になるよう、キヤビラリ 10の研磨方向とスぺーサ部材 106の傾斜方向 を目視にて一致させた。
[0114] また、反射ミラー 103は BK7からなるガラス平板に TiO膜と SiO膜とが交互に積層
2 2
されてなる誘電体多層膜を蒸着して施したものを用い、その誘電体多層膜が施され た面に屈折率約 1. 5からなる光学接着剤が塗布されることを想定し各誘電体膜の膜 厚を設定した。
[0115] 次に、図 12に示した光学系にファラデー回転ミラー 100を接続し、反射ミラー 103 の角度調整を行った。この際、図 16で示すように、反射ミラー 103をコレット 119によ り固定した。コレット 119には貫通孔が設けられており、真空ポンプにより負圧を印可 することで、反射ミラー 103を保持する。一方で、コレット 119にはヒーター 120が備わ り、コレット 119及び反射ミラー 103を介してスぺーサ部材 106を加熱して軟ィ匕させる 機能を有している。反射ミラー 103の角度調整は、図 12に示した受光器 117による 受光強度が最大となるように、反射ミラー 103の角度、位置を調整した後、ヒーター 1 20を止めスぺーサ部材 106を軟ィ匕温度以下に冷却した。このときコレット 119による 反射ミラー 103の固定は引き続き行うこととした。その後、リング状磁石 104を接着剤 にて固定し、ファラデー回転ミラー 100を完成させた。
[0116] 実施例 5.
さらに本発明に係る実施例 5のファラデー回転ミラーとして、図 16に示したファラデ 一回転ミラー 110を作製した。作製作業に関しては、キヤビラリ 10の先端にファラデ 一回転子 102、及びスぺーサ部材 106を固定する構成、及び光学調整のための光 学系までは本発明の実施例一によるものと同一とし、反射ミラー 103の角度、位置調 整及び固定に関する構成のみ次のように変更した。
[0117] 先ず、図 16に示すように、コレット 19に端面を鏡面研磨したステンレス板を真空ポ ンプにより負圧を印可することによって保持し、ヒーター 20によりステンレス板を加熱 した。次に、このステンレス板をファラデー回転子 102に被着されたスぺーサ部材 10 6に押しつけ、スぺーサ部材 106を加熱して軟ィ匕させた後、図 12に示した受光器に よる受光強度が最大となるように、ステンレス板の角度および位置を調整した。その 後、ステンレス板をスぺーサ部材 106に接触させた状態でヒーター 120による加熱を 止めてスぺーサ部材を軟ィ匕温度以下に冷却した。
[0118] 次に、上記ステンレス板をスぺーサ部材 106から取り外し、該ステンレス板が取り除 かれたスぺーサ部材 106の表面に TiO、及び SiOが交互に積層された誘電体多層
2 2
膜を蒸着して形成した。最後に、リング状磁石 104を接着剤にて固定し、ファラデー 回転ミラー 110を完成させた。
[0119] このような本発明の実施例 4、実施例 5に係るファラデー回転ミラー 100、 110をそ れぞれ 5個ずつ作製し、それぞれの挿入損失値を比較した。なお、挿入損失値の測 定は図 12に示す光学系を用いて行った。挿入損失値の測定は、光源 15として波長 1550nmのものを用い、その出射光を光サーキユレータ 16の第 1のポートに入射し、 第 2のポートを介して、ファラデー回転ミラー 100またはファラデー回転ミラー 110に 入射し、その反射光を再度光サーキユレータ 16の第 2のポートに入射し、第 3のポー トを受光器 17に接続した評価系で行った。また、挿入損失は光サーキユレータ 16の 第 2のポートにおける出射光と第 3のポートからの反射光の比である力 まず光サー キユレータ 16の第 2のポートの出射光を直接受光器に接続して計測した後、第 2のポ ートをファラデー回転ミラー 1に接続し、第 3のポートからの反射光の光量を受光器 1 7で計測した。なお、受光器 17で計測した挿入損失から、予め計測したサーキユレ一 タ 16の挿入損失を差し引いた値が真の挿入損失となる。この結果を表 2にまとめる。
(表 2)
Figure imgf000033_0001
[0120] 表 2に示したように、本発明の実施例 4および実施例 5によるファラデー回転ミラー 1 00 110は、挿入損失値が 0. 5dB以下と、ともに良好な挿入損失値を得ることが出 こ ο
[0121] 次に、本発明の実施例 4および実施例 5によるファラデー回転ミラー 100 110を高 温高湿下に一定期間投入し、その前後における挿入損失値の変化量を確認した。 なお、試験内容は Tercordia GR— 1221— COREに従い、雰囲気条件は温度 85 。C、湿度 85%、投入期間を 2000Hrとした。この結果を表 3にまとめる。
(表 3) サンプル 実施例 4 実施例 5
N o . 試験投入前 試験投入後 変化量 試験投入 iJ 試験投入後 変化量
( d B ) ( d B ) ( d B ) ( d B ) ( d B ) ( d B )
1 0. 242 0. 421 0, 179 0. 391 0. 028
2 0. 264 0. 393 0. 129 0. 419 0. 506 0. 087
3 0. 156 0. 329 0, 173 0. 429 0. 031
4 0. 287 0. 366 0. 079 0. 272 0. 361 0. 089
5 0. 174 0. 197 0. 388 0. 401 0. 013 平均値 0. 225 0. 376 0. 151 0. 368 0. 418 0. 050 o
[0122] ここで示すように、本発明の実施例 4、実施例 5によるファラデー回転ミラーともに挿 入損失値の変化量は 0. 2dB以内に収まり良好な結果が得られた。特に、本発明の 実施例 5に関しては変化量が 0. ldB以内と優れた結果が得られている力 これは光 学調整後に施した誘電体多層膜によってスぺーサ部材 106、及び光学接着剤が一 括してコーティングされ、その結果耐湿性が向上 pしたものと考えられる。
[0123] このように、本発明のファラデー回転ミラーでは、従来構成のファラデー回転ミラー に比較して、より挿入損失値が小さぐまた、高温高湿条件下においてもより信頼性 に優れている。
[0124] 実施例 6.
<ファラデー回転ミラーの作製 >
本発明の実施例 6に係るファラデー回転ミラーとして、図 17に示したファラデー回 転ミラー 200を作製した。具体的な作製方法について、以下に説明する。
[0125] まず、 1550nm用のシングルモードファイバ 202aと、比屈折率差 1. 5%のグレー デッドインデックスファイバ 202b、と、添カ卩物のない純石英からなるコアレスファイバ 2 02cとを、外形調芯しつつ融着接続して、各ファイバ 2a〜2cからなる光ファイバ 202 を作製した。これをセラミックなどカゝらなるフェルール 206に取り付け、端面を PC研磨 し、ファイバ付きフエルールを得る。このファイバ付きフエルールをステンレスなどから なるスリーブ 207に圧入取り付けを行う。次に、出射光の波長が 1550nmの場合に該 出射光の偏波方向が 45度回転するように設定され且つ一方の主面に反射防止膜と して ARコートを所定の厚さで形成したファラデー回転子母板を約 0. 8mm角に裁断 加工することにより得られるファラデー回転子 203をファイバーフエルール端面に光 学接着剤 208b (アクリル系紫外線硬化型)を介して実装する。次に、ガラスなどから なる透明部材の面に、反射率が 99%以上となるように調整された多層誘電体力もな る反射ミラー 204を光学接着剤 208a (アクリル系紫外線硬化型）を介してファラデー 回転子 203に実装することにより、反射ミラー 204付きファラデー回転子 203を作製 した。次に、この光学接着剤を硬化させる前に光ファイバ 202の入射光と反射光の比 、すなわち挿入損失が 0. 7dB以下となるように調芯したうえで、紫外線を照射するこ とにより光学接着剤を硬化した。その後、磁石 205をフエルール 206の一端に内孔内 にファラデー回転子 203が配されるように接着した。最後に、吸湿剤としてシリカゲル を 25質量％含有したエポキシ榭脂からなる榭脂剤を光学接着剤 208 (208a, 208b )の表面を覆うようにディスペンサーを用いてモールドして保護部材 209を形成し、フ ァラデー回転子ミラー 1を得た。
[0126] 実施例 7.
<ファラデー回転ミラーの作製 >
本発明の実施例 7に係るファラデー回転ミラーとして、図 18に示したファラデー回 転ミラー 230を作製した。具体的な作製方法について、以下に説明する。
[0127] まず、 1550nm用のシングルモードファイバ 202aと、比屈折率差 1. 5%のグレー デッドインデックスファイバ 202b、と、添カ卩物のない純石英からなるコアレスファイバ 2 02cとを、外形調芯しつつ融着接続して、各ファイバ 2a〜2cからなる光ファイバ 202 を作製した。これをセラミックなどカゝらなるフェルール 206に取り付け、端面を PC研磨 し、ファイバ付きフエルールを得る。このファイバ付きフエルールをステンレスなどから なるスリーブ 207に圧入取り付けを行う。次に、出射光の波長が 1550nmの場合に該 出射光の偏波方向が 45度回転するように設定され且つ一方の主面に反射防止膜と して ARコートを所定の厚さで形成したファラデー回転子母板を約 0. 8mm角に裁断 加工することにより得られるファラデー回転子 203をファイバ付きフエルール端面に光 学接着剤 208b (アクリル系紫外線硬化型)を介して実装する。ガラスなどからなる透 明部材の面に、反射率が 99%以上となるように調整された多層誘電体からなる反射 ミラー 204を光学接着剤 208a (アクリル系紫外線硬化型）を介してファラデー回転子 に実装することにより、反射ミラー 204付きファラデー回転子 230を作製した。次に、 この光学接着剤を硬化させる前に光ファイバ 202の出射光と反射光の比、すなわち 挿入損失が 0. 7dB以下となるように調芯したうえで、紫外線を照射することにより光 学接着剤を硬化した。その後、ファラデー回転子 203と反射ミラー 204と各々を接合 している光学接着剤 208aと 208bを覆うように磁石 205を配するとともにスリーブ 207 と接着した。次に、吸湿剤としてシリカゲルを 25質量％含有するエポキシ榭脂からな る榭脂剤を作製した。最後に、この榭脂剤をタブレット状に成形して、ファラデー回転 子 203、反射ミラー 204、磁石 205、およびスリーブの一端を覆うように榭脂剤を金型 にセットした後に、インジェクションモールド加工を施すことによって保護部材 209が 形成されたファラデー回転ミラー 230を得た。
[0128] 比較例 2.
本発明の比較例として、本発明の実施例 6に係るファラデー回転ミラーの保護部材 2 09を備えていない形態のファラデー回転ミラーを作製した。なお、この比較例のファ ラデー回転ミラーに使用された部材 (光ファイバ、ファラデー回転子、反射ミラー等） は、本発明の実施例 6に係るファラデー回転ミラーと同じ部材を用いた。
[0129] <環境試験 >
上記で得られた実施例 6、実施例 7、および比較例 2のファラデー回転ミラーに対し、 以下のような環境試験を行った後に下記に詳述する挿入損失および反射減衰量の 測定をした。（環境試験 1)環境試験 1は、ファラデー回転ミラーを例えば内部の温度 を制御可能な冷熱衝撃試験装置の中に配置し、— 40 85°Cの温度サイクルを 100 サイクルする試験である。
[0130] (環境試験 2)環境試験 2は、ファラデー回転ミラーを例えば内部の温度および湿度を 制御可能な高温高湿試験装置の中に配置し、温度を約 85°Cおよび湿度を約 85% に設定した環境下でファラデー回転ミラーを 2000時間まで晒した。
[0131] く挿入損失の測定 >波長 1550nmの光源（アジレント'テクノロジー製 Laser Sou rce 81553SM)を用い、その出射光を光サーキユレータ（(株)応用光電研究室）の 第 1のポートに入射し、第 2のポートを介して、ファラデー回転ミラー 200に入射し、そ の反射光を再度光サーキユレ一タの第 2のポートに入射し、第 3のポートを受光器 (ァ ジレント'テクノロジー製 Optical Head 8152 IB)に接続した評価系で行った。揷 入損失は光サーキユレ一タの第 2のポートにおける出射光と反射光の比である力 ま ず光サーキユレ一タの第 2のポートの出射光を直接受光器に接続し計測した後、第 2 のポートをファラデー回転ミラー 200に接続し、反射光の光量を受光器で計測した。 なお、受光器で計測した挿入損失から、予め計測したサーキユレ一タの第 2のポート と第 3のポートの挿入損失を差し引いた値が真の挿入損失となる。そして、上記に示 した環境試験の前後において本発明の実施例 6、 7および本発明の比較例 2のファラ デ一回転ミラーの挿入損失を測定し、試験前後の差 Δを表 4に示した。
く反射減衰量の測定 >反射減衰量測定器 (アジレント'テクノロジー製プレシジョン 'リフレクトメータ 8504B)を用いて行った。光源は 1550nmを選択し、測定器の出 力ポートにファラデー回転ミラー 200のシングルモードファイバを接続して行った。本 測定器は光軸方向の位置毎の反射光量を測定することが可能である。反射ミラー 20 4の反射光量と比較して他の反射光量は非常に小さいため、反射ミラー 204における 光量を全反射光量とすれば、反射ミラー 204の光量に対する、各々反射点の反射光 量の比を反射減衰量とできる。そして、上記に示した環境試験の前後において本発 明の実施例 6、 7および本発明の比較例 2のファラデー回転ミラーの反射減衰量を測 定し、試験前後の差 Δを表 4に示した。
(表 4)
Figure imgf000037_0001
<評価 >
表 4に示すように、本発明の実施例 6、 7に係るファラデー回転ミラーは、光学接着剤 の表面に吸湿剤を含む保護部材を被着させてなるため、温度サイクル試験前後の反 射減衰量と挿入損失、および高温高湿試験前後の挿入損失差を小さくして特性改 善することができることが確認された。

Claims

請求の範囲
[1] グレーデッドインデックスファイバと、ファラデー回転子と、反射ミラーとを備え、前記 グレーデッドインデックスファイバを介して入射される光がファラデー回転子を通過し て前記反射ミラーで反射され、その反射光が前記ファラデー回転子を通過して前記 グレーデッドインデックスファイバを介して出射されるファラデー回転ミラー。
[2] 前記グレーデッドインデックスファイバの長さは、該グレーデッドインデックスファイバ を伝搬する光の一周期に相当する長さの 0. 31-0. 5倍に設定された請求項 1に記 載のファラデー回転ミラー。
[3] 前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記 ファラデー回転子と前記反射ミラーとの間の少なくとも一方に、光学接着剤を介在さ せた請求項 1記載のファラデー回転ミラー。
[4] 前記光学接着剤の厚さは、 10 μ m以上である請求項 3に記載のファラデー回転ミ ラー。
[5] 前記ファラデー回転子と前記反射ミラーの間に、前記ファラデー回転子に対向する 第 1面と、前記反射ミラーが対向する第 2面とを有するスぺーサ部材を備えた請求項
1に記載のファラデー回転ミラー。
[6] 前記スぺーサ部材は、熱可塑性榭脂を含む透光性材料で構成されて ヽる請求項 5 に記載のファラデー回転ミラー。
[7] 前記ファラデー回転子は、前記グレーデッドインデックスファイバの長手方向に対し て傾斜して配置された請求項 1〜6のうちのいずれ力 1つに記載のファラデー回転ミ ラー。
[8] 前記グレーデッドインデックスファイバに対向する一端面と、前記ファラデー回転子 に対向する傾斜した他端面を有するコアレスファイバを備えた請求項 7記載のファラ デ一回転ミラー。
[9] 前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間に、コアレスフ アイバを含む請求項 1〜6のうちのいずれか 1つに記載のファラデー回転ミラー。
[10] 前記反射ミラーは、前記ファラデー回転子に直接成膜されている、請求項 1〜4のう ちのいずれか 1つに記載のファラデー回転ミラー。
[11] 前記グレーデッドインデックスファイバに光を入射するシングルモードファイバと貫 通孔を有するフエルールとをさらに含み、前記貫通孔内に前記グレーデッドインデッ タスファイバと前記シングルモードファイバとが配されている請求項 1〜6のうちのいず れか 1つに記載のファラデー回転ミラー。
[12] 前記反射ミラーは前記ファラデー回転子に対向し、その対向面における、前記ダレ 一デッドインデックスファイバの光軸方向の前記反射ミラーの投影が、前記対向面に 含まれる請求項 1〜6のうちのいずれか 1つに記載のファラデー回転ミラー。
[13] 前記対向面と前記投影とは正方形であり、前記対向面の一辺と前記投影の対角線 とが平行である請求項 12に記載のファラデー回転ミラー。
[14] 吸湿剤を含んでなり、前記光学接着剤の外周を覆う保護部材をさらに含む請求項
3または請求項 4に記載のファラデー回転ミラー。
[15] 前記保護部材は、前記ファラデー回転子および Zまたは前記反射ミラーの外周を さらに覆う請求項 14に記載のファラデー回転ミラー。
[16] 前記保護部材は、前記吸湿剤を 0. 1〜50質量％含んでなることを特徴とする請求 項 14に記載のファラデー回転ミラー。
[17] 前記吸湿剤は、シリカゲル、ゼォライト、またはポリアクリル酸塩系のポリマー材料の うち少なくとも 1種以上含む請求項 14に記載のファラデー回転ミラー。
[18] 吸湿剤を含んでなり、前記光学接着剤、前記ファラデー回転子および前記反射ミラ 一の外周を覆う保護部材をさらに含み、前記保護部材は、前記フエルールの一端に 接合されて 、ることを特徴とする請求項 11に記載のファラデー回転ミラー。
[19] グレーデッドインデックスファイバと、ファラデー回転子と、反射ミラーとを配置し、前 記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子との間、および、前記ファ ラデー回転子と前記反射ミラーとの間の少なくとも一方に、光学接着剤を介在させる 工程と、
配置された前記グレーデッドインデックスファイバと前記ファラデー回転子と前記反 射ミラーによる光学系の光学特性に基づいて、前記光学接着剤の厚さを調整するェ 程と、
光学接着剤を硬化させる工程と、を含む、ファラデー回転ミラーの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161729A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 住友金属鉱山株式会社 ファラデー回転子の製造方法
WO2022107431A1 (ja) * 2020-11-19 2022-05-27 シチズンファインデバイス株式会社 磁界センサヘッド及びその製造方法

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9102563B2 (en) * 2009-10-15 2015-08-11 Greg S. Laughlin Environmentally rugged free-space fiber waveguide connector and method of manufacture thereof
JP2012137597A (ja) * 2010-12-27 2012-07-19 Fujitsu Ltd 光デバイス、光送受信ユニットおよび光通信システム
US9983361B2 (en) * 2011-08-08 2018-05-29 Greg S. Laughlin GRIN-lensed, tuned wedge waveguide termination and method of reducing back reflection caused thereby
KR20210073703A (ko) * 2019-12-10 2021-06-21 삼성전자주식회사 광 변조 소자, 광 변조 소자를 포함한 광학 디바이스, 및 광학 디바이스를 포함하는 전자 장치
CN111624703B (zh) * 2020-05-10 2022-05-31 桂林电子科技大学 一种纤维集成傅里叶变换微光学系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0618639A (ja) * 1992-07-01 1994-01-28 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 反射型光磁界センサヘッド
JPH1164690A (ja) * 1997-08-25 1999-03-05 Kyocera Corp 光半導体装置
JP2002014253A (ja) * 2000-06-28 2002-01-18 Kyocera Corp 光ファイバ体及びそれを備えた光モジュール
JP2003279700A (ja) * 2002-03-25 2003-10-02 Ushio Inc 電子ビーム管ユニットおよび電子ビーム照射装置
JP3548283B2 (ja) * 1995-07-07 2004-07-28 京セラ株式会社 ファラデ回転ミラー
JP3602891B2 (ja) * 1995-07-11 2004-12-15 京セラ株式会社 ファラデ回転ミラー

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0577114A3 (en) 1992-07-01 1994-06-15 Mitsubishi Gas Chemical Co Reflection type magneto-optic sensor head
US6850655B2 (en) * 1997-06-16 2005-02-01 Novera Optics, Inc. Optical apparatus with faraday rotator, static gain flattening filter and variable optical attenuator
AU1215400A (en) * 1998-10-21 2000-05-08 Paul G. Duncan Methods and apparatus for optically measuring polarization rotation of optical wave fronts using rare earth iron garnets
US6212305B1 (en) * 1999-06-28 2001-04-03 E-Tek Dynamics, Inc. Highly miniaturized, folded reflection optical isolator
TW507876U (en) * 2001-07-04 2002-10-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Optical isolator
AU2002366076A1 (en) * 2001-11-15 2003-06-10 Airak, Inc. Sensor for optically measuring magnetic field
JP3906104B2 (ja) 2002-03-26 2007-04-18 京セラ株式会社 光デバイス
JP3517657B2 (ja) * 2002-07-03 2004-04-12 Ｔｄｋ株式会社 埋込型光非可逆回路装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0618639A (ja) * 1992-07-01 1994-01-28 Mitsubishi Gas Chem Co Inc 反射型光磁界センサヘッド
JP3548283B2 (ja) * 1995-07-07 2004-07-28 京セラ株式会社 ファラデ回転ミラー
JP3602891B2 (ja) * 1995-07-11 2004-12-15 京セラ株式会社 ファラデ回転ミラー
JPH1164690A (ja) * 1997-08-25 1999-03-05 Kyocera Corp 光半導体装置
JP2002014253A (ja) * 2000-06-28 2002-01-18 Kyocera Corp 光ファイバ体及びそれを備えた光モジュール
JP2003279700A (ja) * 2002-03-25 2003-10-02 Ushio Inc 電子ビーム管ユニットおよび電子ビーム照射装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015161729A (ja) * 2014-02-26 2015-09-07 住友金属鉱山株式会社 ファラデー回転子の製造方法
WO2022107431A1 (ja) * 2020-11-19 2022-05-27 シチズンファインデバイス株式会社 磁界センサヘッド及びその製造方法

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Publication number Publication date
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US7924493B2 (en) 2011-04-12

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