JPH02214813A

JPH02214813A - ファラデー回転子装置及びこのファラデー回転子装置を用いた光学装置

Info

Publication number: JPH02214813A
Application number: JP3767189A
Authority: JP
Inventors: Shinji Iwatsuka; 信治岩塚; Masaaki Kobayashi; 正明小林
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1989-02-16
Filing date: 1989-02-16
Publication date: 1990-08-27

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は、光通信システムに適用されるファラデー回転
子装置及びこのファラデー回転子装置を用いた光学装置
に関する。

（従来の技術）光通信システムの一例として第４図に示すような構成が
知られている。１はレーザ光源、２は光学装置である光
アイソレータ、３はレンズ、４は光ファイバで、レーザ
光源１で発振された光は光アイソレータ２を介してレン
ズ３に入射され、ここで集光された後、光ファイバ４に
入射されて所望の通信先に送信される。

このような光通信システムで、送信されたレーザ光が何
らかの原因で外部から反射されて戻ってきてレーザ光源
１に入射されると、レーザ光源１の発振が不安定になり
、通信に支障を来たすようになる。このため、反射光の
入射を消光してレーザ光源１へこの反射光が戻るのを防
止して、安定なレーザ発振が行われるように光アイソレ
ータ２が用いられている。

従って、レーザ光源１に安定なレーザ発振を行わせるに
は、消光特性が重要なファクターとなる。

第５図は従来の光学装置の例として特開昭６２１１８３
１５号に示されている光アイソレータ２の構造を示すも
ので、５はプリズムから成る第１の偏光子、６はプリズ
ムから成る第２の偏光子、７は両者間に配置されたガー
ネット結晶等から成るファラデー回転子、８は第１の偏
光子５の偏光子ホルダ、９は第２の偏光子６の偏光子ホ
ルダ、１０はサマリウムコバルト等から成る永久磁石で
ある。

そして、永久磁石１０が組立ての基準の部材となり、フ
ァラデー回転子７はこの永久磁石１０に直接、接着剤で
接合されている。この接着剤による結合方法以外に、溶
接による方法がある。

第６図は、本出願人が特願昭６３−２６９０９８で提案
しているファラデー回転子の支持構造を示す断面図であ
る。

３４はステンレスから成るファラデー回転子ホルダ、３
５はステンレスから成る規制板である。

ファラデー回転子７はファラデー回転子ホルダ３４と規
制板３５とで挟持され・印で示す箇所でレーザ溶接によ
り結合されている。しかし、この方法では、溶接によっ
てファラデー回転子ホルダ３４又は規制板３５が歪んで
、ファラデー回転子７に亀裂が発生したり複屈折による
消光比劣化が発生することがある。従って、通常は、消
光比劣化防止を図る目的で、ファラデー回転子７に歪み
が発生するのを防止するため、ファラデー回転子７を支
持する方法には接着剤による方法が用いられている。

ところが、接着剤による方法には次の問題点がある。

（ａ）ファラデー回転子７とこのファラデー回転子７を
支持する部材との熱膨張差があるため温度変化に対して
ファラデー回転子７が歪み光軸がずれてしまう。

（ｂ）接着剤からの発生ガスにより偏光子５，６゜ファ
ラデー回転子７等の光学素子の表面がくもる。

（Ｃ）　　ファラデー回転子７は小型部品なので接着工
程に手間がかかる。

（発明が解決しようとする課題）このように、ファラデー回転子を直接支持する部材とフ
ァラデー回転子との接合方法には上述の問題があった。

そこで、本発明の目的は、上述の問題を解決した消光比
劣化のないファラデー回転子装置及びこのファラデー回
転子装置を用いた光学装置を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）本発明の請求項１記載の構成は、溶接結合された金属か
ら成る収納部材内に収納された板状のファラデー回転子
を光軸上に配置するファラデー回転子装置において、前
記ファラデー回転子と前記収納部材との間に溶接歪みの
逃げ空間を設けたことにある。

また、請求項２記載の構成は、請求項１記載のファラデ
ー回転子装置において、前記収納部材を前記ファラデー
回転子の光軸方向を規制し、かつ、光軸方向と直交する
方向を規制する段部を有した部材同士を向かい合わせて
組合わせることにより、前記溶接歪みの逃げ空間を光軸
方向に設けたことにある。

更に、請求項３記載の構成は、請求項１記載のファラデ
ー回転子装置において、前記収納部材を前記ファラデー
回転子の光軸方向を規制する部材と、前記ファラデー回
転子の光軸方向を規制し、かつ、光軸方向と直交する方
向を規制する段部及び前記部材を嵌合する段部を有する
部材とを組合わせることにより、前記溶接歪みの逃げ空
間を光軸方向に設けたことにある。

また更に、請求項４記載の構成は、光学装置において、
第１の偏光子と、第２の偏光子と、この両者間に配置さ
れ、かつ、溶接結合された金属から成る収納部材内に収
納された板状のファラデー回転子を光軸上に配置し前記
ファラデー回転子と前記収納部材との間に溶接歪みの逃
げ空間を設けたファラデー回転子装置とを有することに
ある。

（作　用）収納部材は金属からなるので溶接等により確実に収納部
材同士を結合することができるため、ファラデー回転子
が収納部材から外れることがない。また、溶接歪みの逃
げ空間を有しているため、溶接によって収納部材が歪ん
でもファラデー回転子が歪むことがない。従って、ファ
ラデー回転子の歪みにより発生する複屈折が生じないの
で消光比劣化を防げる。

また、ファラデー回転子は板状で光軸に直交するように
配置される。このファラデー回転子を収納する収納部材
も板状とすると、光学システムの小形化が図れるが、板
状の収納部材は、光軸方向である面外方向に歪みやすい
。そこで、溶接歪みの逃げ空間を光軸方向に設けると、
収納部材はこの溶接歪みの逃げ空間内で歪み、ファラデ
ー回転子には溶接歪みの力が加わることを防止すること
ができる。従って、このような場合、光学システムの小
形化も図れ、しかもファラデー回転子の歪みにより発生
する複屈折が生じないので消光比劣化を防げる。

（実施例）以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の第１の実施例のファラデー回転子装置
３０を示す図で、同図（ａ）は断面図、同図（ｂ）は同
図（ａ）のＡ矢視図である。また、第１図の・印はレー
ザ溶接による固定位置を示している。

７はファラデー回転角が４５度の例えば高格子定数のＧ
ＧＧ　（ガドリニウム・ガリウム・ガーネット：　Ｇ　
ｄ３　Ｇ　ａ５０１２）基板に液相エピタキシャル厚膜
（ＬＰＥ厚膜）が形成された板状のファラデー回転子１
．１４．１５はステンレスから成る部材で、１４はファ
ラデー回転子７を収納する収納部材であるファラデー回
転子ホルダ、１５はファラデー回転子７を収納する収納
板（収納部材）である。ファラデー回転子７は、ファラ
デー回転子ホルダ１４の段部１４ｄと収納板１５の段部
１５ｃに装着され、ファラデー回転子７と収納板１５と
の間に溶接歪みの逃げ空間１５ｂを光軸り方向に有して
収納されている。また、このファラデー回転子７はホル
ダ１４の内面部１４ａと収納板１５の内面部１５ａとに
よって光軸り方向が規制されている。そして、ファラデ
ー回転子装置３０は、光軸り上に配置され、ファラデー
回転子７は通常この光軸りに直交する方向に配置される
。

第２図は本発明の第２実施例の光学活性体装置であるフ
ァラデー回転子装置４０の断面図である。

２４はファラデー回転子ホルダ、２５は収納板で、２４
ｂは外面、２４ａはファラデー回転子７の光軸り方向を
規制する内面部、２４ｃは段部、２４ｄはファラデー回
転子７を装着する段部、２４ｅはファラデー回転子７と
収納板２５との間に溶接歪みの逃げ空間２５ｂを光軸り
方向に確保して、収納板２５を装着する段部、２５ｃは
ファラデー回転子ホルダ２４の段部２４ｅに装着される
外面、２５ａはファラデー回転子７の光軸り方向を規制
する内面部である。

ファラデー回転子７は前記段部２４ｄに装着された後、
前記収納板２５を前記段部２４ｅに装着した後、・印の
溶接箇所でレーザ溶接され組立てられる。

次に前記溶接歪みの逃げ空間１５ｂ、２５ｂの働きにつ
いて説明する。

収納部材であるファラデー回転子ホルダ１４゜２４と収
納部材である収納板１５．２５とでファラデー回転子７
を収納して第１回動び第２図の・印の箇所でレーザ溶接
すると、収納部材１４゜１５．２４．２５は溶接歪みの
逃げ空間１５ｂ。

２５ｂ内で歪む。特に、収納板１５．２５は板状である
ので光軸方向に歪み易いため前記溶接歪みの逃げ空間１
５ｂ、２５ｂは光軸方向に設けられている。ゆえに、フ
ァラデー回転子７に力が加わることがないため、ファラ
デー回転子７に亀裂が発生することがなく、また、ファ
ラデー回転子７のゆがみによる複屈折が発生することが
ない。従って、消光比が劣化しない。

ファラデー回転子７の寸法は長さが１乃至３ｍｍ程度、
厚さは０，１乃至０．６ｍｍ程度で、溶接歪みの逃げ空
間１５ｂ、２５ｂの光軸り方向の隙間は０、０３ｍｍ以
下であるので、傾いたとしても消光比の特性に変化はな
く光軸がわずかにずれる程度である。

第３図は本発明の第１図に示す第１実施例のファラデー
回転子装置を光学装置である光アイソレータに用いた場
合の断面図である。

５．６は例えばルチル偏光プリズムから成るもので、５
は第１の偏光子、６は前記第１の偏光子５と相対位置が
光軸りの回りに４５度異なる第２の偏光子、３０は前期
ファラデー回転子７を収納した本発明の第１実施例のフ
ァラデー回転子装置（第１図参照）、１０はサマリウム
コバルト等から成る磁場発生部である永久磁石、１１乃
至１６はステンレスから成る部材で、１１は第１の偏光
子５を支持する偏光子ホルダ、１２は第２の偏光子６を
支持する偏光子ホルダ、１３は第１の偏光子５をスリー
ブ１６に固定するベース、１４は前述したようにファラ
デー回転子７及び第２の偏光子６をスリーブ１６に固定
する収納部材であるファラデー回転子ホルダ、１５は前
述したようにファラデー回転子７を収納する収納板（収
納部材）である。そして、前記偏光子５，６．ファラデ
ー回転子７．永久磁石１０は、光軸り上に配置され、フ
ァラデー回転子７はこの光軸りに直交する方向に配置さ
れている。

第１の偏光子５は、断面直角三角形状のプリズムを２組
、傾斜面同士を接して偏光子ホルダ１１の内面部１１ａ
内に装着され、ゴム１７を介してベース１３に、図中・
印の溶接箇所で偏光子ホルダ１１とベース１３とが溶接
されて、固定されている。偏光子ホルダ１１の端部にあ
る凸部１１ｂとベース１３の内面部１３ａとによって第
１の偏光子５は外れることなくスリーブ１６に固定され
ている。更に、ベース１３はスリーブ１６の内面１６ａ
に装着されて固定されている。この内面１６ａは光学素
子である偏光子５，６．ファラデー回転子７．永久磁石
１０の組立ての基準面としている。

第２の偏光子６は、第１の偏光子５と同様に断面直角三
角形状のプリズムを２組、傾斜面同士を接して偏光子ホ
ルダ１２の内面部１２ａ内に装着され、この偏光子ホル
ダ１２はファラデー回転子ホルダ１４に固定されている
。第２の偏光子６はファラデー回転子ホルダ１４の内面
部１４ａと偏光子ホルダ１２の凸部１２ｂにより光軸り
方向が規制されている。そして、ファラデー回転子ホル
ダ１４の外周部１４ｂはスリーブ１６の内面１６ａに装
着され固定されている。また、ファラデー回転子ホルダ
１４の段部１４ｃは永久磁石１０の中心に設けられた中
空部である内面１０ａに装着されている。

このように各光学素子５．　６．　７．　１０はスリー
ブの内面１６ａを基準面として内面１６ａの内側に配置
されているので、これら光学素子５，６゜７．１０の中
心は光軸りと一致し、しかも光軸Ｃに対し傾くことなく
配置される。

次に、上述した溶接構造を有する光アイソレータ２０の
全体的作用について説明する。

第３図の光アイソレータ２０において、例えば左側から
の順方向にレーザ光源から第１の偏光子５に光軸りに沿
って光が入射されると、この入射光は光軸りに対して一
定の偏光面を持った光成分だけが通過される。第２の偏
光子〇に対して逆方向に反射光が入射されたときも同様
に偏光成分のみが通過される。これら両偏光成分はファ
ラデー回転子７によってその偏光面の方位が４５度回転
され、この回転方向は光の進行方向に対して非可逆とな
るので順方向と逆方向ではファラデー回転子７を出射し
た同じ偏光成分の偏光面は９０度異なるようになる。従
って、第１及び第２の偏光子５，６において逆方向から
の光は入射光方向には戻らず、光軸りに対して傾斜した
方向に散乱される。よって順方向の偏光成分のみが出射
されて光ファイバに入射され、逆方向では両方の偏光と
も入射光方向には戻らないようになる。

以上本発明は構成されているので以下の効果を奏する。

（ａ）部材１１乃至１６をレーザ溶接によって、結合し
ているので組立作業の工程が短縮できる。

（ｂ）各光学素子５，６，７．１０はスリーブ１６の基
準面１６ａに対して組立てる構造となっているので、各
光学素子５．６，７．１０の中心は光軸Ｈに対し芯ずれ
や傾斜することがないので消光特性が安定する。

（Ｃ）ファラデー回転子７を収納する収納部材の結合に
接着剤を用いていないので接着剤からの発生ガスによる
光学素子５，６．７の表面がくもることがない。

（ｄ）ファラデー回転子ホルダ１４．２４と収納板１５
．２５はレーザ溶接により溶接されているので温度変化
に対して光軸がずれることがない。

（ｅ）溶接歪みの逃げ空間１５ｂ、２５ｂを有している
ので、溶接歪みによってファラデー回転子７に力が加わ
ることがないので、ファラデー回転子７に亀裂が発生す
ることがなく、また、ファラデー回転子７のゆがみによ
る複屈折が発生することがないため、消光比が劣化しな
い。

（ｆ）収納板１５．２５の板形状に合わせて溶接歪みの
逃げ空間を光軸り方向に設けているので、収納板１５．
２５が光軸方向に歪んでもファラデー回転子７に力が加
わらない。

このように、本実施例のファラデー回転子装置及びこの
ファラデー回転子装置を用いた光アイソレータでは、特
に光学素子の支持部材１１乃至１６を溶接によって結合
する例で示したが、第１図乃至第３図のように・印にお
いて、ろう付けによって固定することもできる。

第１及び第２の偏光子５，６、ファラデー回転子７等の
材料については一例を示したが、これに限らずこの目的
に用いられる材料ならば任意のものを選択することがで
きる。

また、第１図及び第３図において、溶接歪みの逃げ空間
１５ｂ、２５ｂは光軸り方向に設けられているが光軸り
と直交方向にも設けてもよい。

以上、光学装置として光アイソレータについて説明した
が、例えば光スィッチ、光サーキュレータ、エリプソメ
ータ等としても同様に消光比劣化のない光学装置とする
ことができる。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、溶接によって収納部
材を結合しても溶接歪みの逃げ空間を有しているので、
溶接により収納部材が歪んでも、ファラデー回転子が歪
むことがないので消光比劣化のないファラデー回転子装
置及びこのファラデー回転子装置を用いた光学装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例のファラデー回転子装置を
示す図で、第１図（ａ）は断面図、第１図（ｂ）は第１
図（ａ）のＡ矢視図、第２図は本発明の第２実施例のフ
ァラデー回転子装置の断面図、第３図は本発明の一実施
例の光学装置の断面図、第４図は光通信システムの一例
を示すブロック図、第５図は従来の光学装置の断面図、
第６図はファラデー回転子装置の一例を示す断面図であ
る。５・・・第１の偏光子、　６・・・第２の偏光子、７・
・・ファラデー回転子、１４２４・・・ファラデー回転子ホルダ（収納部材）、
１４ｄ　１５ｃ　２４ｄ、　２４ｅ　・・・段部、１５
、２５・・・収納板（収納部材）、１５ｂ、　２５ｂ・
・・溶接歪みの逃げ空間、２０・・・光アイソレータ（
光学装置）、３０４０・・・ファラデー回転子装置、Ｌ
・・・光軸。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）溶接結合された金属から成る収納部材内に収納さ
れた板状のファラデー回転子を光軸上に配置するファラ
デー回転子装置において、前記ファラデー回転子と前記
収納部材との間に溶接歪みの逃げ空間を設けたことを特
徴とするファラデー回転子装置。
（２）前記収納部材を、前記ファラデー回転子の光軸方
向を規制し、かつ、光軸方向と直交する方向を規制する
段部を有した部材同士を向かい合わせて組合わせること
により、前記溶接歪みの逃げ空間を光軸方向に設けた請
求項１記載のファラデー回転子装置。
（３）前記収納部材を、前記ファラデー回転子の光軸方
向を規制する部材と、前記ファラデー回転子の光軸方向
を規制し、かつ、光軸方向と直交する方向を規制する段
部及び前記部材を嵌合する段部を有する部材とを組合わ
せることにより、前記溶接歪みの逃げ空間を光軸方向に
設けた請求項１記載のファラデー回転子装置。
（４）第１の偏光子と、第２の偏光子と、この両者間に
配置され、かつ、溶接結合された金属から成る収納部材
内に収納された板状のファラデー回転子を光軸上に配置
し前記ファラデー回転子と前記収納部材との間に溶接歪
みの逃げ空間を設けたファラデー回転子装置を用いた光
学装置。