JPH0277717A - 磁気光学結晶と永久磁石の配置構造 - 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 光アイソレータ及び光サーキュレータ等の光デバイスに
おける磁気光学結晶と永久磁石の配置構造に関し、 磁気光学結晶に効率よく磁界を加えることができ小型化
に適した配置構造の提供を目的とし、中空状の永久磁石
の中空部に磁気光学結晶を配置する構造において、永久
磁石に偏心中空部を設け、該偏心中空部における上記永
久磁石の厚みが大きい方の側に沿って磁気光学結晶を配
置して構成する。

産業上の利用分野 本発明は光アイソレータ及び光サーキュレータ等の光デ
バイスにおける磁気光学結晶と永久磁石の配置構造に関
する。

例えば光アイソレータは、人力部から出力部へは光を伝
えるが出力部から人力部へは光を伝えない光デバイスで
あり、光伝送又は光計測の分野において、光源から光伝
送路に送出された光による反射帰還光が光源に戻らない
ようにするために使用される。この種の光アイソレータ
は、磁気光学結晶に磁界を加えたときに生じるファラデ
ー効果による非相反性の偏光面の回転を利用して構成さ
れており、装置の小型化等の面で、磁気光学結晶と該磁
気光学結晶に磁界を加えるための永久磁石との配置構造
の最適化が模索されている。

従来の技術 従来の一般的な光アイソレータは、第６図（ａ）に示す
ように、光軸○Ａ上に偏光子４１、磁気光学結晶４２及
び検光子４３をこの順で配置し、磁気光学結晶４２に磁
界を加えるために永久磁石４４を設けて構成されている
。永久磁石としては、同図（ｂ）に示すように、中空円
筒状の永久磁石４４が用いられ、その中空部４４ａに各
光学部材を配置することによって、例えばコの字型永久
磁石の空隙部に形成される磁界中に磁気光学結晶を配置
する構成と比較して、磁気光学結晶に効率よく磁界を加
え、装置全体を小型化するようにしている。

発明が解決しようとする課題 第７図（ａ）に示すように、永久磁石４４の中心軸方向
をｘ、ｘに垂直な方向をｙとするときに、Ｘ方向及びＸ
方向の磁束密度の分布をそれぞれ同図（ｂ）及び（Ｃ）
に示す。Ｘ方向については、永久磁石４４の長平方向の
中央部で磁束密度が最も高いが、Ｘ方向では、中心軸に
対応する部分で磁束密度が最も低くなっている。このた
め、磁気光学結晶を中空部の中央部に配置する構造は、
磁気光学結晶に効率よく磁界を加える上で最適化されて
いると言うことはできない。

本発明はこのような事情に鑑みて創作されたもので、磁
気光学結晶に効率よく磁界を加えることができ小型化に
適した磁気光学結晶と永久磁石の配置構造の提供を目的
としている。

課題を解決するための手段 第１図は本発明の原理図である。

中空状の永久磁石の中空部に磁気光学結晶を配置する構
造において、永久磁石１に偏心中空部２を設け、該偏心
中空部２における上記永久磁石１の厚みが大きい方の側
に沿って磁気光学結晶３を配置したものである。

作　　　用 本発明の構成において、中空部を永久磁石の外形に対し
て偏心させているのは、中空部を偏心させていないとき
に得ることができる中空部における最大の磁束密度より
も高い磁束密度を得るためである。また、偏心中空部に
おける永久磁石の厚みが大きい方の側に沿って磁気光学
結晶を配置しているのは、上記高い磁束密度を得ること
ができる位置に磁気光学結晶を配置するためである。

このように、本発明の構成によれば、永久磁石の外形形
状及び中空部形状並びに磁化の程度が同等であれば従来
構成と比較して大きな磁束中に磁気光学結晶を配置する
ことができ、あるいは、磁気光学結晶に加える磁界が同
等であれば永久磁石の外形形状を小型にすることができ
る。

実　　施　　例 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第２図は本発明′を適用して構晟される光アイソレータ
の断面図である。主要構成部材である偏光子１１、ＹＩ
Ｇ等の磁気光学結晶１２及び検光子１３はホルダ１４に
固定されており、このホルダ１４は、永久磁石２０の偏
心中空部２０ａに挿入固定されている。ここで、ホルダ
１４の形状は、磁気光学結晶１２が永久磁石の偏心中空
部２０Ｈにおける永久磁石の厚みが大きい方の側に近づ
くような形状とされている。そして、各光学部品が所定
の位置関係で偏心中空部に固定された永久磁石２０は、
ハウジング１７内に収容されている。

入力端及び出力側の光ファイバ１５．１５は、ハウジン
グ１７に固定されたフェルール１６．１６に挿入固定さ
れており、ファイバ端面間には、偏光子１１及び検光子
１３の両側に設けられたレンズ１８．１８により、平行
光ビーム系が構成されている。

この光アイソレータの動作を説明する。図示しない光フ
ァイバの端面から出射された光は、ロッドレンズ１５に
より平行光ビームとされ、この平行光ビームの特定の偏
光成分のみが偏光子１１を透過し、他は反射除去される
。磁気光学結晶１２には旋光角について飽和に近い磁界
が加えられており、また、その厚みは４５°旋光するよ
うに設定されているから、偏光子１１を透過した偏光は
、磁気光学結晶１２から偏光面が４５°回転して出射さ
れる。この偏光面が４５°回転した偏光は、検光子１３
を透過し、ロッドレンズ１６により集束されて図示しな
い光ファイバに導入される。−方、ロッドレンズ１６に
より平行光ビームとされた反射帰還光は、検光子１３に
より偏光子１１に対して４５°回転した偏光のみが透過
される。検光子１４を透過した偏光は、磁気光学結晶１
２により偏光面が更に４５°回転して出射される。従っ
て、偏光子１１に対して９０’回転した偏光が出射され
ることになり、偏光子１１で反射除去されるようになっ
ている。このように、順方向の光は進み、逆方向の光は
除去される。

旋光角について飽和に近い磁界を磁気光学結晶１２に加
えるためには、永久磁石２０により効率的に磁界を加え
る必要がある。このため本実施例では、第３図に正面図
（ａ）及び側面図（ｂ）を示すような形状の永久磁石２
０を用いている。即ち、永久磁石２０の外形を円柱状と
し、偏心中空部２０Ｈの壁面を円柱状とし、偏心中空部
２０ａの中心軸Ｏ′を永久磁石２０の中心軸０と異なら
せることによって偏心中空部２０ａを永久磁石２０の外
形に対して偏心させ、この永久磁石２０を軸方向に磁化
させている。

第４図は、永久磁石２０の軸方向（長手方向）中央部に
おける、肉厚の大きい部分Ａから肉厚の小さい部分まで
の、偏心中空部２Ｏａ内の磁束密度の分布を示すグラフ
（実線）である。Ａ部分において最も大きい磁束密度Ｂ
、　　となり、この値は、同図中破線で示される偏心し
ていないときの磁束密度の分布における最大磁束密度Ｂ
２　よりも大きくなっている。つまり、永久磁石におけ
る外形及び偏心中空部の形状並びに磁化の程度が同等で
あれば、中空部を偏心させた方がより高い磁束密度を中
空部に形成することができる。このように本実施例では
磁気光学結晶に効率よく磁界を加えるようにしているの
で、外形が小さな永久磁石を使用することができ、装置
全体を小型化することが可能になる。

上記実施例では、円柱外形の永久磁石に円柱形状の偏心
中空部を設けているが、本発明はこの構成に限定されず
、第５図（ａ）に示すように直方体外形の永久磁石３１
に直方体形状の偏心中空部３１ａを形成してもよいし、
同図（ｂ）に示すように、楕円柱外形の永久磁石３２に
円柱形状の偏心中空部３２ａを形成してもよいし、同図
（Ｃ）に示すように、円柱外形の永久磁石３３に直方体
形状の偏心中空部３３ａを設けてもよい。

発明の効果 以上詳述したように、本発明によれば、磁気光学結晶に
効率よく磁界を加えることができ、小型な光デバイスを
構成することが可能になるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 ＝９− 第２図は本発明の実施例を示す光アイソレータの断面図
、 第３図は第２図に示される永久磁石の正面図（ａ）及び
側面図（ｂ）、 第４図は偏心中空部における磁束密度の分布を示すグラ
フ、 第５図は本発明の他の実施例を示す永久磁石の斜視図、 第６図は従来技術の説明図、 第７図は従来技術の問題点説明図である。 １．２０，３１，３２．３３・・・永久磁石、２．２０
ａ、３１ａ、３２ａ、３３ａ ・・・偏心中空部。 ３．１２・・・磁気光学結晶。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 中空状の永久磁石の中空部に磁気光学結晶を配置する構
   造において、 永久磁石（１）に偏心中空部（２）を設け、該偏心中空
   部（２）における上記永久磁石（１）の厚みが大きい方
   の側に沿って磁気光学結晶（３）を配置したことを特徴
   とする磁気光学結晶と永久磁石の配置構造。