JPH0267516A - 磁気光学スイッチ用ファラデー回転子及びその電滋石作製方法 - Google Patents

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】 〔概　要〕 光ファイバと組合わせて使用する磁気光学スイッチ、特
にそのファラデー回転子用電磁石に関し、ファラデー回
転子用電磁石の磁界発生効率の向上及び作製の容易化を
目的とし、 膜面に垂直方向の磁気異方性を有する磁性ガーネット膜
と、該ガーネット膜の膜面に対し垂直方向の外部磁界を
印加する電磁手段とを有する磁気光学スイッチ用ファラ
デー回転子において、上記電磁手段は、円柱状半硬質磁
性材料で一辺にギャップを有する矩形枠状に形成された
磁心と、そのギャップを挾んで対向する２面に接着され
た補助磁極と、磁心に巻かれたコイルとよりなり、前記
補助磁極は半硬質又は軟質の磁性材料で形成された平板
状で且つ光ビーム通過用の孔を有し、両補助磁極間に磁
性ガーネット膜が配置されるように構成する。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、光ファイバと組合わせて使用する磁気光学ス
イッチに関し、特にそのファラデー回転子用電磁石に関
する。

従来より光フアイバ回線切換用の光スィッチには可動部
を有する機械式スイッチが用いられているが、最近では
これに代わりファラデー回転子を利用した磁気光学スイ
ッチの開発が進められている。

磁気光学スイッチは第５図に示すように、それぞれ偏光
分離膜１を有する第１のプリズム２と第２のプリズム３
とが対向して配置され、その間の光路４，５に１７２波
長板６とファラデー回転子７゜７′が挿入配置されたも
のであり、第１のプリズム２のＡ方向から入射された光
は、偏光分離膜１で異なった偏光面を有する２つの偏光
に分離されその一方は偏光分離膜１で反射されて光路４
へ、他方は偏光分離膜ｌを通過して光路５へ導かれる。

この２つの偏光は１ノ２波長板６で偏光面を４５゜回転
され、さらに印加磁界方向によりファラデー回転子７，
７′で偏光面を＋４５°又は−４５″回転されて第２の
プリズム３に入り、例えば光路４からの光が偏光分離膜
１で反射される場合は光路５からの光は偏光分離膜ｌを
通過し光路４からの光と合わさってＣ方向に出射する。

一方フアラデー回転子７．７′を通った光路４からの光
が偏光分離膜１を通過した場合は、光路５からの光は偏
光分離膜１で反射されて共にＤ方向に出射する。

このようにして第１プリズム２のＡ方向から入射した光
をファラデー回転子７．７′の作用により第２のプリズ
ム３から出射する光をＣ又はＤ方向に切換えることがで
きる。なお第１のプリズム２のＢ方向から入射した光も
同様にして第２のプリズム３から出射する光をＣ又はＤ
方向に切換えることができる。

このような磁気光学スイッチにおいては、磁気効率がす
ぐれ且つ安価なファラデー回転子が要求されている。

［従来の技術］ 第６図は本発明の発明者らが開発した従来のファラデー
回転子を示す図である。これは半硬質磁性材料子＋Ｆｉ
Ｃ幅４　ｍｍ、厚さ０．２　＋ｕ＋）を用いてリング状
で且つ両端が平行平板状磁極７，７′となった磁心８を
形成し、該磁極７，７′に孔９．９′を設け、且つリン
グ状部分にコイル１０を巻回し、さらに平行平板状磁極
７．７′間に磁性ガーネット膜１１を配設した構造とな
っている。そして光ビームＢが両磁極７．７′の孔９，
９′を通過しているとき、両磁極７，７′により矢印ａ
ｔ力方向磁界が作用している状態から、コイル１０への
通電方向を切り換えて矢印ａ、方向に磁界Ｈが発生する
ようにすると、磁性ガーネット膜１１の磁化の向きが反
転し、光ビームの偏光面を回転させ、光スイツチ作用が
行われる。この場合、磁心８に半硬質磁性材料を用いて
いるため、その残留磁化により磁性ガーネット膜１１の
磁化方向を保持することができ、自己保持機能を有する
ことになる。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来のファラデー回転子は、その平板リング状の磁
心８の断面積が小さく、且つ形状異方性により磁極先端
方向へ向かう磁界に比し磁極に直角方向には磁界が発生
しにくいため、磁性ガーネット膜１１へ印加するのに必
要な磁界を発生させるための磁界発生効率が悪いという
問題がある。

また磁心の形状からコイル１０の自動巻きが困難であり
、コスト高になるという問題があった。

本発明は磁界発生効率が良く、且つ作製が容易な磁気光
学スイッチ用ファラデー回転子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］ 上記目的を達成するために、本発明の磁気光学スイッチ
用ファラデー回転子は、膜面に垂直方向の磁気異方性を
有する磁性ガーネット膜と、該ガーネット膜の膜面に対
し垂直方向の外部磁界を印加する電磁手段とを有する磁
気光学スイッチ用ファラデー回転子において、上記電磁
手段は、円柱状半硬’！磁性材料で一辺にギャップを存
する矩形枠状に形成された磁心２０と、そのギャップＧ
を挾んで対向する２面に接着された補助磁極２１゜２１
′　と、磁心２０に巻回されたコイル２３とよりなり、
前記補助磁極２１　、２１’は半硬質又は軟質の磁性材
料で形成された平板状で且つ光ビーム通過用の孔２２を
有し、両補助磁極２１　、２１’間に磁性ガーネット膜
２４が配置されることを特徴とする。

また上記目的を達成するために本発明の磁気光学スイッ
チ用ファラデー回転子の電磁石作製方法は、円柱状半硬
質磁性材料をコの字状に折曲して磁心２０ａを形成し、
その中央部に巻線してコイル２３を形成した後、前記コ
の字状に形成した磁心２０ａの両端にそれぞれ所定長さ
の円柱状半硬質磁性材料で形成した磁心２０ｂ、２０ｃ
をギャップＧを設けて接着固定することを特徴とする。

〔作　用〕

本発明のファラデー回転子は電磁石の磁心２０を円柱状
半硬質磁性材料で形成したことにより、断面積が大きく
でき、且つその端面に補助磁極２１　、２１’を取り付
けた構造とすることにより、補助磁極間の磁界発生が容
易となり、磁界発生効率が向上する。従って磁心に巻く
コイル２３の巻数を減らすことができ、作業の容易化、
消費電力の低減化ができる。

また本発明のファラデー回転子の電磁石作製方法は、先
ずコの字状の磁心２０ａを作製し、コイル２３を巻いた
後、両端に直線状の磁心２０ｂ、２０ｃを接着すること
により、コイル２３はコの字状の磁心２０ａに巻けば良
いのでその作業は極めて容易となる。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す図であり、（ａ）は正面
図、（ｂ）は側面図である。

同図において、２０は磁心であり、円柱状の半硬質磁性
材料（例えばＴＦＣ（Ｆｅ−Ｇｏ−Ｍｏ合金））でギャ
ップＧを有する矩形枠状に形成され、そのギャップＧを
挾む両端に半硬質磁性材料（例えばニブコロイ（Ｃｏ−
Ｆｅ−Ｎｂ合金））で形成された平板状の補助磁極２１
　、２１’が接着されている。この補助磁極２１　、２
１’には光ビームを通過させる孔２２が設けられている
。そして磁心２０にはコイル２３が巻かれ、補助磁極２
１　、２１’間には磁性ガーネット膜２４が配置される
。

このように構成された本実施例は、第６図の従来例で説
明したと同様に、孔２２に光ビームを通過させた状態で
コイル２３により磁心２０の磁化方向を変えることによ
り光ビームの偏光面を回転させ、それにより光スィッチ
として作用させることができる。

以上の本実施例によれば、磁心２０に円柱状の磁性材料
を用いることにより断面積を大きくとることができ、且
つその形状異方性により補助磁極２１　、２１’間に磁
界を発生し易くしているため、磁界発生効率が向上する
。また磁界発生効率の向上によりコイル巻数を従来に比
して節減することができる。−例によれば従来例の磁心
（幅４ＩＩＩＩ＋、厚さ０．２　ａｖ＋）を用いた電磁
石のコイルが巻数１０００回を要したものが、本実施例
では直径２１１ＩＩｌのＴＦＣ（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｏ合金
）の磁心を用いて５００回と半減できた。また残留磁界
は第２図のヒステリシス特性に示すように従来（曲線Ａ
で示す）の１６００ｅに対して本実施例（曲線Ｂで示す
）は４０００ｅと改善されている。またファラデー回転
子の駆動特性として電磁石へ印加する電圧及び電流の値
は、−例として従来（７）１５Ｖ、０．２Ａに対し、２
．２Ｖ。

０、３　Ａと改善された。

次に本発明のファラデー回転子用の電磁石作製方法の実
施例を第３図により説明する。

本実施例は先ず第３図（ａ）に示すように円柱状半硬質
磁性材料（例えばＴＦＣ（Ｆｅ−Ｃｏ−Ｍｏ合金））を
用いコの字状に折曲し、その両端を内側に４５゜の傾斜
を付して磁心２０ａを形成する。次にこの磁心２０ａに
（ｂ）図の如く巻線してコイル２３を形成する。次いで
、（ｃ）図に示すようにコの字状の磁心２０ａの両端に
所定長さで且つ一端を４５゜に形成した円柱状半硬質磁
性材料の磁心２０ｂ。

２０ｃをギャップＧを設けて接着剤（例えばエポキシ系
）で接着する。最後に（ｄ）及び（ｅ）図に示すように
磁心２０ｂ及び２０ｃのギャップＧを挾んで対向する面
に、光ビーム通過用の孔２２を有する補助磁極２１　、
２１’を接着して電磁石を完成する。この電磁石はさら
に補助磁極２１　、２１’間に磁性ガーネット膜２４を
配置することによりファラデー回転子を構成することが
できる。

本実施例は、磁心がコの字状のときにコイル２３を巻回
するので、その作業は極めて容易であり、自動巻線機で
巻線することも可能となる。

なお補助磁極２１　、２１’は第４図に示すように、磁
心の左右に光ビーム通過用の孔２２が配置されるように
設けることもできる。

〔発明の効果〕

以上説明した様に、本発明によれば、磁心の断面積を大
きくし、且つその形状異方性により磁界発生が容易とな
るようにしたことにより磁界発生効率を向上することが
でき、またそれによりコイルの巻線を減少して低消費電
力化が可能となる。

また電磁石の磁心を複数個に分割し、コイルを巻回して
から組立てることにより作製が極めて容易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のファラデー回転子の実施例を示す図、 第２図は本発明の実施例のヒステリシス特性を従来例と
比較して示す図、 第３図は本発明のファラデー回転子用の電磁石作製方法
の実施例を説明するための図、第４図は第３図の変形例
を示す図、 第５図は従来の磁気光学スイッチを示す図、第６図は従
来のファラデー回転子を示す図である。 図において、 ２０　、２０ａ　、　２０ｂ　、　２０ｃは磁心、２１
　、２１　’は補助磁極、 ２２は光ビーム通過用の孔、 ２３はコイル、 ２４は磁性ガーネット膜、 を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．膜面に垂直方向の磁気異方性を有する磁性ガーネッ
   ト膜と、該ガーネット膜の膜面に対し垂直方向の外部磁
   界を印加する電磁手段とを有する磁気光学スイッチ用フ
   ァラデー回転子において、上記電磁手段は、円柱状半硬
   質磁性材料で一辺にギャップ（Ｇ）を有する矩形枠状に
   形成された磁心（２０）と、そのギャップ（Ｇ）を挾ん
   で対向する２面に接着された補助磁極（２１，２１′）
   と、磁心（２０）に巻かれたコイル（２３）とよりなり
   、前記補助磁極（２１，２１′）は半硬質又は軟質の磁
   性材料で形成された平板状で且つ光ビーム通過用の孔（
   ２２）を有し、両補助磁極（２１，２１′）間に磁性ガ
   ーネット膜（２４）が配置されることを特徴とする磁気
   光学スイッチ用ファラデー回転子。
2. ２．円柱状半硬質磁性材料をコの字状に折曲して磁心（
   ２０ａ）を形成し、その中央部に巻線してコイル（２３
   ）を形成した後、前記コの字状に形成した磁心（２０ａ
   ）の両端にそれぞれ所定長さの円柱状半硬質磁性材料で
   形成した磁心（２０ｂ，２０ｃ）をギャップ（Ｇ）を設
   けて接着固定することを特徴とする磁気光学スイッチ用
   ファラデー回転子の電磁石作製方法。