JPH04338916A - 光アイソレータ用素子及び該光アイソレータ用素子を用いた光アイソレータ,半導体レーザモジュール - Google Patents
光アイソレータ用素子及び該光アイソレータ用素子を用いた光アイソレータ,半導体レーザモジュールInfo
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- JPH04338916A JPH04338916A JP3138496A JP13849691A JPH04338916A JP H04338916 A JPH04338916 A JP H04338916A JP 3138496 A JP3138496 A JP 3138496A JP 13849691 A JP13849691 A JP 13849691A JP H04338916 A JPH04338916 A JP H04338916A
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- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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- G—PHYSICS
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光源から発射された光
を各種光学素子や光ファイバに導入した際に生じる戻り
光を除去するために用いる光アイソレータ用素子及び該
光アイソレータ用素子を用いた光アイソレータ,半導体
レーザモジュールに関するものである。
を各種光学素子や光ファイバに導入した際に生じる戻り
光を除去するために用いる光アイソレータ用素子及び該
光アイソレータ用素子を用いた光アイソレータ,半導体
レーザモジュールに関するものである。
【0002】
【従来技術】従来、レーザ光源等の光源から発射された
出射光は各種光学素子や光ファイバに入射されるが、該
入射光の内の一部は、該各種光学素子や光ファイバの端
面や内部で反射されたり散乱されたりする。そしてこの
反射,散乱された光の内の一部は戻り光として前記光源
に戻ろうとするが、この戻り光を防止するために光アイ
ソレータが用いられている。
出射光は各種光学素子や光ファイバに入射されるが、該
入射光の内の一部は、該各種光学素子や光ファイバの端
面や内部で反射されたり散乱されたりする。そしてこの
反射,散乱された光の内の一部は戻り光として前記光源
に戻ろうとするが、この戻り光を防止するために光アイ
ソレータが用いられている。
【0003】従来この種の光アイソレータは、平板状の
ファラデー回転子の両側にバルク状の偏光ビームスプリ
ッタからなる偏光子を設置し、これら3つの部品を円筒
状の磁石内に収納して構成されていた。ここで通常、フ
ァラデー回転子は飽和磁界内において所定の波長の光の
偏光面を45°回転する厚みに構成され、また2つの偏
光子はそれぞれの透過偏光方向が45°回転方向にずれ
るように回転調整される。
ファラデー回転子の両側にバルク状の偏光ビームスプリ
ッタからなる偏光子を設置し、これら3つの部品を円筒
状の磁石内に収納して構成されていた。ここで通常、フ
ァラデー回転子は飽和磁界内において所定の波長の光の
偏光面を45°回転する厚みに構成され、また2つの偏
光子はそれぞれの透過偏光方向が45°回転方向にずれ
るように回転調整される。
【0004】また従来、この種の光アイソレータを用い
て大きなアイソレーションを得るためには、該光アイソ
レータを複数組用意し、これらを直列に並べて使用する
手法が取られていた。
て大きなアイソレーションを得るためには、該光アイソ
レータを複数組用意し、これらを直列に並べて使用する
手法が取られていた。
【0005】一方上記構造の光アイソレータにおいては
、ファラデー回転子と2つの偏光子が別部品であり、そ
の組立て工程数が多くなるばかりか、各部品間の光学上
の調整作業が煩雑である。
、ファラデー回転子と2つの偏光子が別部品であり、そ
の組立て工程数が多くなるばかりか、各部品間の光学上
の調整作業が煩雑である。
【0006】このため、平板状のファラデー回転子の両
面にそれぞれ平板状(多層膜状)の偏光子を直接接着し
た構造の光アイソレータ用素子を、円筒状の磁石内に配
設した光アイソレータも提案されている。
面にそれぞれ平板状(多層膜状)の偏光子を直接接着し
た構造の光アイソレータ用素子を、円筒状の磁石内に配
設した光アイソレータも提案されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述のよ
うにファラデー回転子の両面に板状の偏光子を接着し一
体化した光アイソレータ素子を用いた光アイソレータに
おいても以下のような問題点があった。
うにファラデー回転子の両面に板状の偏光子を接着し一
体化した光アイソレータ素子を用いた光アイソレータに
おいても以下のような問題点があった。
【0008】■光アイソレータ用素子を円筒状の磁石内
に配設・固定するには、所定の固定治具が必要で、この
ため該光アイソレータを構成する部品点数が増大し、ま
た光アイソレータ用素子の磁石内への取り付け作業が煩
雑になる。
に配設・固定するには、所定の固定治具が必要で、この
ため該光アイソレータを構成する部品点数が増大し、ま
た光アイソレータ用素子の磁石内への取り付け作業が煩
雑になる。
【0009】■光アイソレータ用素子の光入出射面に対
して、光を垂直に入出射すると、偏光子やファラデー回
転子の端面による反射光が戻り光となって半導体レーザ
等の発光源に戻ってしまう。この現象を防止するために
は、光アイソレータ用素子の光入出射面が光の入射方向
に対して垂直とならないように、所定角度傾けて設置す
ればよい。しかしながら、光アイソレータ用素子を円筒
状の磁石内で斜めに配設・固定するには、光アイソレー
タ用素子の固定治具の構造が複雑になり、また光アイソ
レータ用素子の取り付け作業がさらに煩雑になる。
して、光を垂直に入出射すると、偏光子やファラデー回
転子の端面による反射光が戻り光となって半導体レーザ
等の発光源に戻ってしまう。この現象を防止するために
は、光アイソレータ用素子の光入出射面が光の入射方向
に対して垂直とならないように、所定角度傾けて設置す
ればよい。しかしながら、光アイソレータ用素子を円筒
状の磁石内で斜めに配設・固定するには、光アイソレー
タ用素子の固定治具の構造が複雑になり、また光アイソ
レータ用素子の取り付け作業がさらに煩雑になる。
【0010】■ファラデー回転子のファラデー回転角は
、温度或いは波長によって変化するので、1つの光アイ
ソレータのみによって構成された光アイソレータのアイ
ソレーションは所定の温度或いは波長でピークを持ち、
その温度或いは波長以外ではアイソレーションがかなり
悪くなる特性を有する。そして広い温度範囲或いは波長
範囲にわたって高いアイソレーションを有するように構
成するには、アイソレーションの異なる2以上の光アイ
ソレータを直列に並べて光アイソレータを構成すればよ
い。しかしながら2以上の光アイソレータを並べて設置
するため、部品点数が多くて組立て工数が多く、その光
軸調整も煩雑で量産性が悪い。また多段型でその光路長
が長いので、有効ビーム径が小さくなる。さらに多段型
でその光路長が長いので、光アイソレータの大きさが大
きくなってしまう。
、温度或いは波長によって変化するので、1つの光アイ
ソレータのみによって構成された光アイソレータのアイ
ソレーションは所定の温度或いは波長でピークを持ち、
その温度或いは波長以外ではアイソレーションがかなり
悪くなる特性を有する。そして広い温度範囲或いは波長
範囲にわたって高いアイソレーションを有するように構
成するには、アイソレーションの異なる2以上の光アイ
ソレータを直列に並べて光アイソレータを構成すればよ
い。しかしながら2以上の光アイソレータを並べて設置
するため、部品点数が多くて組立て工数が多く、その光
軸調整も煩雑で量産性が悪い。また多段型でその光路長
が長いので、有効ビーム径が小さくなる。さらに多段型
でその光路長が長いので、光アイソレータの大きさが大
きくなってしまう。
【0011】■また複数のレーザ活性層を近接させて1
列に配列した構造の半導体レーザアレイのそれぞれのレ
ーザ活性層に対応する位置に上記光アイソレータを配設
する場合、それぞれの光アイソレータには小型化の限界
がある。何故ならば、円筒状の磁石を小型化することが
困難であり、また磁石を小型化しようとすると、その磁
力が小さくなって前記ファラデー回転子に必要な磁界が
印加できなくなるからであり、また磁石を小さくすると
、該磁石の内部に収納されている各光学部品の有効径(
ビームが透過できる面積)も小さくなってしまうからで
ある。このためたとえ各レーザ活性層間の間隔が小さく
できても、これに対応して各光アイソレータ間の間隔が
小さくできず、結局半導体レーザアレイ全体の小型化が
図れなくなってしまう。
列に配列した構造の半導体レーザアレイのそれぞれのレ
ーザ活性層に対応する位置に上記光アイソレータを配設
する場合、それぞれの光アイソレータには小型化の限界
がある。何故ならば、円筒状の磁石を小型化することが
困難であり、また磁石を小型化しようとすると、その磁
力が小さくなって前記ファラデー回転子に必要な磁界が
印加できなくなるからであり、また磁石を小さくすると
、該磁石の内部に収納されている各光学部品の有効径(
ビームが透過できる面積)も小さくなってしまうからで
ある。このためたとえ各レーザ活性層間の間隔が小さく
できても、これに対応して各光アイソレータ間の間隔が
小さくできず、結局半導体レーザアレイ全体の小型化が
図れなくなってしまう。
【0012】■また上記光アイソレータの両側或いは片
側の光軸上に結合レンズを配置し、さらに該光軸上に半
導体レーザを配置することによって、半導体レーザから
発射されたレーザ光を結合レンズと光アイソレータを介
して、例えば光ファイバに集光するように構成された半
導体レーザモジュールがある。しかしながらこの種の従
来の半導体レーザモジュールにおいては、結合レンズが
光アイソレータとは別個に必要なため、部品点数が増加
するばかりか大型化し、また結合レンズと光軸の光学的
位置調整が必要なため、この半導体レーザモジュールの
組立作業が煩雑となり時間もかかる。
側の光軸上に結合レンズを配置し、さらに該光軸上に半
導体レーザを配置することによって、半導体レーザから
発射されたレーザ光を結合レンズと光アイソレータを介
して、例えば光ファイバに集光するように構成された半
導体レーザモジュールがある。しかしながらこの種の従
来の半導体レーザモジュールにおいては、結合レンズが
光アイソレータとは別個に必要なため、部品点数が増加
するばかりか大型化し、また結合レンズと光軸の光学的
位置調整が必要なため、この半導体レーザモジュールの
組立作業が煩雑となり時間もかかる。
【0013】本発明は上述の点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは以下の通りである。
あり、その目的とするところは以下の通りである。
【0014】■部品点数が少なくて済み、その組立作業
の容易な光アイソレータ用素子,光アイソレータ及び半
導体レーザモジュールを提供すること。
の容易な光アイソレータ用素子,光アイソレータ及び半
導体レーザモジュールを提供すること。
【0015】■光アイソレータ用素子の光入出射面でレ
ーザ光が反射しても、該反射光が戻り光として半導体レ
ーザに戻らず、しかもその構造が簡単な光アイソレータ
用素子,光アイソレータ及び半導体レーザモジュールを
提供すること。
ーザ光が反射しても、該反射光が戻り光として半導体レ
ーザに戻らず、しかもその構造が簡単な光アイソレータ
用素子,光アイソレータ及び半導体レーザモジュールを
提供すること。
【0016】■広い温度範囲或いは波長範囲にわたって
高いアイソレーションを有し、しかも部品点数が少なく
て組立て工数が少なく、且つその光軸調整も容易で量産
性の高い光アイソレータ用素子を提供すること。
高いアイソレーションを有し、しかも部品点数が少なく
て組立て工数が少なく、且つその光軸調整も容易で量産
性の高い光アイソレータ用素子を提供すること。
【0017】■半導体レーザアレイの各レーザ活性層の
間隔が小さくなってもこれに充分対応できる光アイソレ
ータ用素子を提供すること。
間隔が小さくなってもこれに充分対応できる光アイソレ
ータ用素子を提供すること。
【0018】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明は、1又は2以上の平板状のファラデー回転子
基板と2以上の平板状の偏光子基板を交互に接着して一
体化した後にこれを所定の形状にカットした光アイソレ
ータ用素子であって、該光アイソレータ用素子の外周側
面を、該外周側面を光軸に平行に設置した場合に光アイ
ソレータ用素子の光入出射面が光軸に対して垂直な位置
から所定角度傾斜するように、カットして光アイソレー
タ用素子を構成した。
め本発明は、1又は2以上の平板状のファラデー回転子
基板と2以上の平板状の偏光子基板を交互に接着して一
体化した後にこれを所定の形状にカットした光アイソレ
ータ用素子であって、該光アイソレータ用素子の外周側
面を、該外周側面を光軸に平行に設置した場合に光アイ
ソレータ用素子の光入出射面が光軸に対して垂直な位置
から所定角度傾斜するように、カットして光アイソレー
タ用素子を構成した。
【0019】また本発明は、上記光アイソレータ用素子
を磁界印加用の筒状の磁石の内部に収納固定した光アイ
ソレータであって、前記磁石の内周面と前記光アイソレ
ータ用素子の外周面とを、両者が面接触するようにほぼ
同一形状に構成した。
を磁界印加用の筒状の磁石の内部に収納固定した光アイ
ソレータであって、前記磁石の内周面と前記光アイソレ
ータ用素子の外周面とを、両者が面接触するようにほぼ
同一形状に構成した。
【0020】また本発明は、CANタイプのケース内に
半導体レーザを収納するとともに、該半導体レーザが発
射したレーザ光を外部に導出するケースの開口内に前記
光アイソレータ用素子を取り付けた半導体レーザモジュ
ールであって、前記ケースの内周面と前記光アイソレー
タ用素子の外周面とを、両者が面接触するようにほぼ同
一形状に構成した。
半導体レーザを収納するとともに、該半導体レーザが発
射したレーザ光を外部に導出するケースの開口内に前記
光アイソレータ用素子を取り付けた半導体レーザモジュ
ールであって、前記ケースの内周面と前記光アイソレー
タ用素子の外周面とを、両者が面接触するようにほぼ同
一形状に構成した。
【0021】また本発明は、1又は2以上の平板状のフ
ァラデー回転子と2以上の平板状の偏光子を交互に接着
して一体化した光アイソレータ用素子と、筒状であって
その内部に前記光アイソレータ用素子を収納する磁界印
加用の磁石とを具備し、前記磁石の内周面に、前記光ア
イソレータ用素子の外周面と面接触する挿入部と、該挿
入部の内径を若干小さくして該挿入部に挿入された光ア
イソレータ用素子の外周辺を係止する段部とを設けて光
アイソレータを構成した。
ァラデー回転子と2以上の平板状の偏光子を交互に接着
して一体化した光アイソレータ用素子と、筒状であって
その内部に前記光アイソレータ用素子を収納する磁界印
加用の磁石とを具備し、前記磁石の内周面に、前記光ア
イソレータ用素子の外周面と面接触する挿入部と、該挿
入部の内径を若干小さくして該挿入部に挿入された光ア
イソレータ用素子の外周辺を係止する段部とを設けて光
アイソレータを構成した。
【0022】また本発明は、それぞれ平板状に構成され
た第1の偏光子基板と第1のファラデー回転子基板と第
2の偏光子基板と第2のファラデー回転子基板と第3の
偏光子基板をこの順番に配列し、前記第1の偏光子基板
と前記第2の偏光子基板の透過偏光方向は前記第1のフ
ァラデー回転子基板に対する最適設定位置からさらにα
°相対的にずらせた位置に配置され、前記第2の偏光子
基板と第3の偏光子基板の透過偏光方向は前記第2のフ
ァラデー回転子基板に対する最適設定位置から逆方向に
α°相対的にずらせた位置に配置され、これら各基板間
を一体に接着し、該接着して一体化された基板を所定の
形状にカットして光アイソレータ用素子を構成した。こ
こで最適設定位置とは、この光アイソレータ用素子を光
アイソレータとして機能させた時、逆方向損失が最大と
なる偏光子の設定位置を意味する。
た第1の偏光子基板と第1のファラデー回転子基板と第
2の偏光子基板と第2のファラデー回転子基板と第3の
偏光子基板をこの順番に配列し、前記第1の偏光子基板
と前記第2の偏光子基板の透過偏光方向は前記第1のフ
ァラデー回転子基板に対する最適設定位置からさらにα
°相対的にずらせた位置に配置され、前記第2の偏光子
基板と第3の偏光子基板の透過偏光方向は前記第2のフ
ァラデー回転子基板に対する最適設定位置から逆方向に
α°相対的にずらせた位置に配置され、これら各基板間
を一体に接着し、該接着して一体化された基板を所定の
形状にカットして光アイソレータ用素子を構成した。こ
こで最適設定位置とは、この光アイソレータ用素子を光
アイソレータとして機能させた時、逆方向損失が最大と
なる偏光子の設定位置を意味する。
【0023】また本発明は、1又は2以上の平板状のフ
ァラデー回転子と2以上の平板状の偏光子を交互に接着
して一体化するとともに、該一体化したものをレーザア
レイのレーザ活性層の配列状態に合わせて横長形状にカ
ットしてレーザアレイ用の光アイソレータ用素子を構成
した。
ァラデー回転子と2以上の平板状の偏光子を交互に接着
して一体化するとともに、該一体化したものをレーザア
レイのレーザ活性層の配列状態に合わせて横長形状にカ
ットしてレーザアレイ用の光アイソレータ用素子を構成
した。
【0024】
【作用】上記の如く、光アイソレータ用素子を収納する
磁石或いはケースと該光アイソレータ用素子の外周面と
が直接面接触するように構成したので、光アイソレータ
用素子は直接磁石或いはケースに固定でき、このため磁
石或いはケース内で光アイソレータ用素子を固定する特
別な固定治具は不要となり部品点数が減少し、また光ア
イソレータ用素子の磁石或いはケース内への取り付け作
業が容易となるばかりか、有効開口径を大きく取ること
ができる。しかもファラデー回転子と偏光子を一体化し
た光アイソレータ用素子の外周側面は、該外周側面を光
軸に平行に設置した場合に光アイソレータ用素子の光入
出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角度傾斜する
ようにカットしたので、光アイソレータ用素子を磁石或
いはケース内に収納するだけで、光アイソレータはその
光入出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角度傾斜
する。従って、特別な治具を用いなくても該光アイソレ
ータ用素子自体による反射光は光源に戻らず、容易に除
去される。
磁石或いはケースと該光アイソレータ用素子の外周面と
が直接面接触するように構成したので、光アイソレータ
用素子は直接磁石或いはケースに固定でき、このため磁
石或いはケース内で光アイソレータ用素子を固定する特
別な固定治具は不要となり部品点数が減少し、また光ア
イソレータ用素子の磁石或いはケース内への取り付け作
業が容易となるばかりか、有効開口径を大きく取ること
ができる。しかもファラデー回転子と偏光子を一体化し
た光アイソレータ用素子の外周側面は、該外周側面を光
軸に平行に設置した場合に光アイソレータ用素子の光入
出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角度傾斜する
ようにカットしたので、光アイソレータ用素子を磁石或
いはケース内に収納するだけで、光アイソレータはその
光入出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角度傾斜
する。従って、特別な治具を用いなくても該光アイソレ
ータ用素子自体による反射光は光源に戻らず、容易に除
去される。
【0025】また光アイソレータ用素子を収納する筒状
磁石内に段部を設ければ、光アイソレータ用素子の磁石
内における収納位置が容易に一定となる。
磁石内に段部を設ければ、光アイソレータ用素子の磁石
内における収納位置が容易に一定となる。
【0026】また平板状の第1の偏光子と第1のファラ
デー回転子と第2の偏光子と第2のファラデー回転子と
第3の偏光子をこの順番に配列して一体化した光アイソ
レータ用素子であって、第1,第2の偏光子間の相対的
位置関係と、第2,第3の偏光子間の相対的位置関係を
、ファラデー回転子に対してそれぞれ最適な位置から±
α°ずつずらせば、第1の偏光子と第1のファラデー回
転子と第2の偏光子が構成する第1光アイソレータ機能
部によって生ずるアイソレーションのピーク位置と、第
2の偏光子と第2のファラデー回転子と第3の偏光子が
構成する第2光アイソレータ機能部によって生ずるアイ
ソレーションのピーク位置が異なり、これによってこの
光アイソレータ用素子全体のアイソレーションの温度依
存性或いは波長依存性が小さくなる。
デー回転子と第2の偏光子と第2のファラデー回転子と
第3の偏光子をこの順番に配列して一体化した光アイソ
レータ用素子であって、第1,第2の偏光子間の相対的
位置関係と、第2,第3の偏光子間の相対的位置関係を
、ファラデー回転子に対してそれぞれ最適な位置から±
α°ずつずらせば、第1の偏光子と第1のファラデー回
転子と第2の偏光子が構成する第1光アイソレータ機能
部によって生ずるアイソレーションのピーク位置と、第
2の偏光子と第2のファラデー回転子と第3の偏光子が
構成する第2光アイソレータ機能部によって生ずるアイ
ソレーションのピーク位置が異なり、これによってこの
光アイソレータ用素子全体のアイソレーションの温度依
存性或いは波長依存性が小さくなる。
【0027】さらに平板状のファラデー回転子と偏光子
を一体化した光アイソレータ用素子の形状をレーザアレ
イのレーザ活性層の配列状態に合わせて横長に形成すれ
ば、この光アイソレータ用素子1個でレーザアレイに設
けた多数のレーザ活性層に1度に対応できる。
を一体化した光アイソレータ用素子の形状をレーザアレ
イのレーザ活性層の配列状態に合わせて横長に形成すれ
ば、この光アイソレータ用素子1個でレーザアレイに設
けた多数のレーザ活性層に1度に対応できる。
【0028】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。図1は本発明にかかる光アイソレータ用素
子の1実施例を示す図で、同図(a)は斜視図、同図(
b)は側面図である。
に説明する。図1は本発明にかかる光アイソレータ用素
子の1実施例を示す図で、同図(a)は斜視図、同図(
b)は側面図である。
【0029】同図に示すようにこの光アイソレータ用素
子1は、平板状のファラデー回転子2の両面にそれぞれ
2枚の平板状の偏光子3,4を接着して構成されている
。またこの光アイソレータ用素子1の外周側面1aは光
アイソレータ用素子1の光入出射面m,nに垂直な面か
ら所定角度θだけ傾斜せしめた円周面でカットして構成
されている。言い替えれば、光アイソレータ用素子1の
外周側面1aは該外周側面1aを光軸Lに平行に設置し
た場合に光アイソレータ用素子1の光入出射面m,nが
光軸Lに対して垂直な位置から所定角度θだけ傾斜する
ような円周面でカットされている。
子1は、平板状のファラデー回転子2の両面にそれぞれ
2枚の平板状の偏光子3,4を接着して構成されている
。またこの光アイソレータ用素子1の外周側面1aは光
アイソレータ用素子1の光入出射面m,nに垂直な面か
ら所定角度θだけ傾斜せしめた円周面でカットして構成
されている。言い替えれば、光アイソレータ用素子1の
外周側面1aは該外周側面1aを光軸Lに平行に設置し
た場合に光アイソレータ用素子1の光入出射面m,nが
光軸Lに対して垂直な位置から所定角度θだけ傾斜する
ような円周面でカットされている。
【0030】以下各構成部品について説明する。ファラ
デー回転子2は、ビスマス置換ガーネット板を楕円板状
に形成して構成されている。またファラデー回転子2の
厚みは、該ファラデー回転子2に光軸L方向の飽和磁界
を印加した場合に該ファラデー回転子2に光軸L方向か
ら入射する光の偏光面が所定角度(この実施例では45
°)光軸回りに回転するに必要な厚みに構成されている
。
デー回転子2は、ビスマス置換ガーネット板を楕円板状
に形成して構成されている。またファラデー回転子2の
厚みは、該ファラデー回転子2に光軸L方向の飽和磁界
を印加した場合に該ファラデー回転子2に光軸L方向か
ら入射する光の偏光面が所定角度(この実施例では45
°)光軸回りに回転するに必要な厚みに構成されている
。
【0031】一方2枚の偏光子3,4も楕円板状に構成
されており、光軸L方向に入射する光の内の1方向の偏
光成分を吸収する機能を有する、複素誘電体媒質中に金
属分子を分散させた吸収型偏光子を用いる。即ち例えば
、ガラス中に銀,金,アルミニウム等を分散させたもの
、を用いる。
されており、光軸L方向に入射する光の内の1方向の偏
光成分を吸収する機能を有する、複素誘電体媒質中に金
属分子を分散させた吸収型偏光子を用いる。即ち例えば
、ガラス中に銀,金,アルミニウム等を分散させたもの
、を用いる。
【0032】ここで偏光子3と偏光子4はファラデー回
転子2の両面に接着されるが、両偏光子3,4のそれぞ
れの透過偏光方向は、所定角度(ファラデー回転子2に
よって光の偏光面が回転される角度であり、この実施例
では45°)光軸L回りにずらされている。
転子2の両面に接着されるが、両偏光子3,4のそれぞ
れの透過偏光方向は、所定角度(ファラデー回転子2に
よって光の偏光面が回転される角度であり、この実施例
では45°)光軸L回りにずらされている。
【0033】なお同図には示していないが、この光アイ
ソレータ用素子1の円周状の側面には、該側面からの光
の侵入を防いだり、耐久性を向上させるために、金属や
樹脂等をコートしておくことが望ましい。また筒状の金
属ケース内にこの光アイソレータ用素子1をその側面が
密着するように挿入してもよい。
ソレータ用素子1の円周状の側面には、該側面からの光
の侵入を防いだり、耐久性を向上させるために、金属や
樹脂等をコートしておくことが望ましい。また筒状の金
属ケース内にこの光アイソレータ用素子1をその側面が
密着するように挿入してもよい。
【0034】なお上記光アイソレータ用素子1の円周状
の側面にコートする樹脂を接着性の樹脂で構成すれば、
この光アイソレータ用素子1を直接他の部材に接着する
ことが可能となる。
の側面にコートする樹脂を接着性の樹脂で構成すれば、
この光アイソレータ用素子1を直接他の部材に接着する
ことが可能となる。
【0035】またこの光アイソレータ用素子1の円周状
の側面に金属をコートした場合は、この光アイソレータ
用素子1を直接他の金属部材にハンダ付け・溶接等する
ことが可能となる。
の側面に金属をコートした場合は、この光アイソレータ
用素子1を直接他の金属部材にハンダ付け・溶接等する
ことが可能となる。
【0036】また光アイソレータ用素子1の光入出射面
m,nにはARコートを施しておくことが望ましい。
m,nにはARコートを施しておくことが望ましい。
【0037】図2は上記光アイソレータ用素子1を円筒
状の磁石8内に挿入して構成した光アイソレータ10を
示す図であり、同図(a)は側断面図、同図(b)は正
面図である。
状の磁石8内に挿入して構成した光アイソレータ10を
示す図であり、同図(a)は側断面図、同図(b)は正
面図である。
【0038】ここで磁石8の内周面の形状は円周面形状
であり、同図(a)に示す磁石8の内部の左側の部分の
内径aは光アイソレータ用素子1の外径とほぼ同一に、
即ち光アイソレータ用素子1の外周面の形状とほぼ同一
形状の円周面形状に形成されている。なおこの内径aの
部分を光アイソレータ用素子1の挿入部とする。一方同
図(a)に示す磁石8の内部の右側の内径bは前記挿入
部の内径aよりも若干小さく構成され、これによって、
磁石8の内部に段部9を設けている。なおこの段部9は
、前記光アイソレータ用素子1を磁石8内に挿入したと
きに光アイソレータ用素子1の外周辺の全体が当接する
ように、楕円形状に構成されている。
であり、同図(a)に示す磁石8の内部の左側の部分の
内径aは光アイソレータ用素子1の外径とほぼ同一に、
即ち光アイソレータ用素子1の外周面の形状とほぼ同一
形状の円周面形状に形成されている。なおこの内径aの
部分を光アイソレータ用素子1の挿入部とする。一方同
図(a)に示す磁石8の内部の右側の内径bは前記挿入
部の内径aよりも若干小さく構成され、これによって、
磁石8の内部に段部9を設けている。なおこの段部9は
、前記光アイソレータ用素子1を磁石8内に挿入したと
きに光アイソレータ用素子1の外周辺の全体が当接する
ように、楕円形状に構成されている。
【0039】従ってこの磁石8の挿入部内に光アイソレ
ータ用素子1を挿入した場合、該光アイソレータ用素子
1の外周面と磁石8の内周面は面接触する。従って両者
の接触面を接着剤等で接着,固定するだけで、他の治具
等を用いなくとも、容易に光アイソレータ10が構成で
きる。なおこのとき光アイソレータ用素子1の両光入出
射面m,nは光軸Lに対して垂直な位置から所定角度θ
だけ傾いた位置に固定される。
ータ用素子1を挿入した場合、該光アイソレータ用素子
1の外周面と磁石8の内周面は面接触する。従って両者
の接触面を接着剤等で接着,固定するだけで、他の治具
等を用いなくとも、容易に光アイソレータ10が構成で
きる。なおこのとき光アイソレータ用素子1の両光入出
射面m,nは光軸Lに対して垂直な位置から所定角度θ
だけ傾いた位置に固定される。
【0040】さらにこの実施例においては磁石8内に段
部9を設けたので、磁石8内に光アイソレータ用素子1
を挿入したとき、その外周辺は該段部9に当接する。従
って、光アイソレータ用素子1の挿入位置がずれること
なく、確実に固定できる。なおこの光アイソレータ10
の有効開口径は同図(b)に示すようにその径がbとな
る。つまり、光アイソレータ用素子1のほとんど全部が
光アイソレータとして有効に使用できるので、効果的で
ある。
部9を設けたので、磁石8内に光アイソレータ用素子1
を挿入したとき、その外周辺は該段部9に当接する。従
って、光アイソレータ用素子1の挿入位置がずれること
なく、確実に固定できる。なおこの光アイソレータ10
の有効開口径は同図(b)に示すようにその径がbとな
る。つまり、光アイソレータ用素子1のほとんど全部が
光アイソレータとして有効に使用できるので、効果的で
ある。
【0041】なお上記実施例においては、段部9を設け
たが、この段部9は必ずしも必要でなく、磁石8の内径
を全て光アイソレータ用素子1の外径と一致させてもよ
い。
たが、この段部9は必ずしも必要でなく、磁石8の内径
を全て光アイソレータ用素子1の外径と一致させてもよ
い。
【0042】次にこの光アイソレータ10の作用につい
て説明する。図2(a)に示すように、光アイソレータ
10の磁石8内に左方向から光軸Lと平行に入射光(レ
ーザ光)を入射すると、該入射光の内、所定の偏波面を
有する光のみが偏光子3を通過する。
て説明する。図2(a)に示すように、光アイソレータ
10の磁石8内に左方向から光軸Lと平行に入射光(レ
ーザ光)を入射すると、該入射光の内、所定の偏波面を
有する光のみが偏光子3を通過する。
【0043】そしてこの光はファラデー回転子2におい
てその偏波面を45°回転された後に偏光子4に入射す
る。このとき偏光子3と偏光子4の透過偏光方向は相対
的に45°回転しているので、偏光子4に入射した入射
光はそのままこれを透過していく。
てその偏波面を45°回転された後に偏光子4に入射す
る。このとき偏光子3と偏光子4の透過偏光方向は相対
的に45°回転しているので、偏光子4に入射した入射
光はそのままこれを透過していく。
【0044】一方戻り光が偏光子4に入射してきた場合
は、所定の偏波面を有する光のみがこの偏光子4を通過
してファラデー回転子2に入射し、その偏波面がさらに
45°回転される。このため偏光子3に入射してくる戻
り光の偏波面は、偏光子3の透過偏光方向とは90°ず
れるので、結局この戻り光は偏光子3を透過できず、除
去されるのである。
は、所定の偏波面を有する光のみがこの偏光子4を通過
してファラデー回転子2に入射し、その偏波面がさらに
45°回転される。このため偏光子3に入射してくる戻
り光の偏波面は、偏光子3の透過偏光方向とは90°ず
れるので、結局この戻り光は偏光子3を透過できず、除
去されるのである。
【0045】また光アイソレータ10に光源側から入射
する入射光の一部は光アイソレータ用素子1の偏光子3
,4の端面やファラデー回転子2の端面によって反射さ
れるが、該端面は光軸に対して垂直な位置から所定角度
θだけ傾斜しているので、該反射光が光軸L方向に戻る
ことはない。
する入射光の一部は光アイソレータ用素子1の偏光子3
,4の端面やファラデー回転子2の端面によって反射さ
れるが、該端面は光軸に対して垂直な位置から所定角度
θだけ傾斜しているので、該反射光が光軸L方向に戻る
ことはない。
【0046】図3はこの光アイソレータ用素子1の製造
手順を示す図である。同図(a)に示すように、円柱状
のガラスの一方の面を斜めにカットしたくさび型カバー
ガラス12の傾斜面pに、円板状であってその直径の大
きい大型の偏光子基板7と、この偏光子基板7と同一直
径の大型のファラデー回転子基板5を接着する。このと
き偏光子基板7とファラデー回転子基板5の間の接着に
は、光学接着剤を用い、くさび型カバーガラス12と偏
光子基板7の間の接着には、前記光学接着剤が剥離しな
い溶剤で容易に剥離する接着剤(例えば鑞付け)を用い
る。なおくさび型カバーガラス12の傾斜面pの傾き角
度θは、図1に示す光アイソレータ用素子1の傾斜角度
θと同一に構成されている。
手順を示す図である。同図(a)に示すように、円柱状
のガラスの一方の面を斜めにカットしたくさび型カバー
ガラス12の傾斜面pに、円板状であってその直径の大
きい大型の偏光子基板7と、この偏光子基板7と同一直
径の大型のファラデー回転子基板5を接着する。このと
き偏光子基板7とファラデー回転子基板5の間の接着に
は、光学接着剤を用い、くさび型カバーガラス12と偏
光子基板7の間の接着には、前記光学接着剤が剥離しな
い溶剤で容易に剥離する接着剤(例えば鑞付け)を用い
る。なおくさび型カバーガラス12の傾斜面pの傾き角
度θは、図1に示す光アイソレータ用素子1の傾斜角度
θと同一に構成されている。
【0047】次に該ファラデー回転子基板5の上面に、
該ファラデー回転子基板5と同一の大きさの偏光子基板
6を光学接着剤を用いて接着する。なお偏光子基板6は
、その透過偏光方向が偏光子基板7の透過偏光方向に対
して光軸L回りに所定角度(この実施例においては45
°)相互に回転した位置に調整後接着される。
該ファラデー回転子基板5と同一の大きさの偏光子基板
6を光学接着剤を用いて接着する。なお偏光子基板6は
、その透過偏光方向が偏光子基板7の透過偏光方向に対
して光軸L回りに所定角度(この実施例においては45
°)相互に回転した位置に調整後接着される。
【0048】ここで偏光子基板6,7の厚みは前記図1
に示す偏光子3,4の厚みと同一であり、その材質も同
一である。またファラデー回転子基板5の厚みも前記図
1に示すファラデー回転子2の厚みと同一であり、その
材質も同一である。
に示す偏光子3,4の厚みと同一であり、その材質も同
一である。またファラデー回転子基板5の厚みも前記図
1に示すファラデー回転子2の厚みと同一であり、その
材質も同一である。
【0049】また、偏光子基板6とファラデー回転子基
板5の間の接着面及び偏光子基板7とファラデー回転子
基板5の間の接着面には、屈折率の違いによって生ずる
フレネル反射を防止するための反射防止膜をコートして
おくことが望ましい。
板5の間の接着面及び偏光子基板7とファラデー回転子
基板5の間の接着面には、屈折率の違いによって生ずる
フレネル反射を防止するための反射防止膜をコートして
おくことが望ましい。
【0050】そして同図(a)に示すように偏光子基板
6の上に円板状のカバーガラス13を、前記光学接着剤
が剥離しない溶剤で容易に剥離する接着剤(例えば鑞付
け)で接着する。このときの側面図を同図(b)に、平
面図を同図(c)に示す。
6の上に円板状のカバーガラス13を、前記光学接着剤
が剥離しない溶剤で容易に剥離する接着剤(例えば鑞付
け)で接着する。このときの側面図を同図(b)に、平
面図を同図(c)に示す。
【0051】そして同図(b),(c)に点線で示すよ
うに、この一体化された各基板5,6,7とカバーガラ
ス12,13を加工機を用いて任意の形(この実施例に
おいては円柱形)に多数個カッティングすれば、同図(
d)に示すような形状となる。
うに、この一体化された各基板5,6,7とカバーガラ
ス12,13を加工機を用いて任意の形(この実施例に
おいては円柱形)に多数個カッティングすれば、同図(
d)に示すような形状となる。
【0052】そして同図(e)に示すように、前記くさ
び型カバーガラス12とカバーガラス13を溶剤を用い
て剥離する。なおこの実施例ではカバーガラス12,1
3を剥離したが、カバーガラス12,13に所定の反射
防止膜をコートした上で該カバーガラス12,13を偏
光子基板6,7に光学接着剤で接着すれば、該カバーガ
ラス12,13を付けたままで光アイソレータ用素子と
して使用できる。この場合、端面反射を防止するため、
平板型のカバーガラス13側を光の入射側とする。
び型カバーガラス12とカバーガラス13を溶剤を用い
て剥離する。なおこの実施例ではカバーガラス12,1
3を剥離したが、カバーガラス12,13に所定の反射
防止膜をコートした上で該カバーガラス12,13を偏
光子基板6,7に光学接着剤で接着すれば、該カバーガ
ラス12,13を付けたままで光アイソレータ用素子と
して使用できる。この場合、端面反射を防止するため、
平板型のカバーガラス13側を光の入射側とする。
【0053】次に同図(f)に示すように、光アイソレ
ータ用素子1の円周状の外周側面全面に樹脂コート或い
は金属コートを施す。
ータ用素子1の円周状の外周側面全面に樹脂コート或い
は金属コートを施す。
【0054】以上のようにして光アイソレータ用素子1
を製造すれば、偏光子3と偏光子4の光軸L回りの調整
は、図3(a)に示す偏光子基板6と偏光子基板7をフ
ァラデー回転子基板5に接着するときに1度だけ行なえ
ばよく、各々の光アイソレータ用素子1毎に光学調整を
する必要がなく、その作業性は極めて良い。また所定角
度傾斜したくさび型カバーガラス12上に積層・一体化
した各基板5,6,7から多数個の光アイソレータ用素
子1をカッティングするので、光アイソレータ用素子1
の傾斜角度θは、くさび型カバーガラス12の傾斜面p
の傾き角度θと同じ傾斜角度θを持ち、またいずれの光
アイソレータ用素子1もその傾斜角度θが同一で、均一
な品質の光アイソレータ用素子1が多数個製造できる。
を製造すれば、偏光子3と偏光子4の光軸L回りの調整
は、図3(a)に示す偏光子基板6と偏光子基板7をフ
ァラデー回転子基板5に接着するときに1度だけ行なえ
ばよく、各々の光アイソレータ用素子1毎に光学調整を
する必要がなく、その作業性は極めて良い。また所定角
度傾斜したくさび型カバーガラス12上に積層・一体化
した各基板5,6,7から多数個の光アイソレータ用素
子1をカッティングするので、光アイソレータ用素子1
の傾斜角度θは、くさび型カバーガラス12の傾斜面p
の傾き角度θと同じ傾斜角度θを持ち、またいずれの光
アイソレータ用素子1もその傾斜角度θが同一で、均一
な品質の光アイソレータ用素子1が多数個製造できる。
【0055】図4は本発明にかかる光アイソレータ用素
子の他の実施例を示す斜視図である。同図に示すように
この光アイソレータ用素子15は、平板状の3枚のファ
ラデー回転子16,17,18と、平板状の3枚の複素
誘電体媒質中に金属分子を分散させた偏光子19,20
,21とを具備し、各ファラデー回転子16,17,1
8を各偏光子19,20,21と交互に接着して構成さ
れている。またこの光アイソレータ用素子15の外周側
面15aは、該外周面15aを光軸Lに平行に設置した
場合に、光アイソレータ用素子15の光入出射面o,q
が光軸Lに対して垂直な位置から所定角度θだけ傾斜す
るような円周面でカットされている。
子の他の実施例を示す斜視図である。同図に示すように
この光アイソレータ用素子15は、平板状の3枚のファ
ラデー回転子16,17,18と、平板状の3枚の複素
誘電体媒質中に金属分子を分散させた偏光子19,20
,21とを具備し、各ファラデー回転子16,17,1
8を各偏光子19,20,21と交互に接着して構成さ
れている。またこの光アイソレータ用素子15の外周側
面15aは、該外周面15aを光軸Lに平行に設置した
場合に、光アイソレータ用素子15の光入出射面o,q
が光軸Lに対して垂直な位置から所定角度θだけ傾斜す
るような円周面でカットされている。
【0056】以下各構成部品について説明する。ファラ
デー回転子16,17,18は図1に示すファラデー回
転子2と同様に、それぞれ楕円板状に形成されたビスマ
ス置換ガーネット板で構成され、またその厚みは該ファ
ラデー回転子16,17,18に光軸L方向に飽和磁界
を印加した場合に該ファラデー回転子16,17,18
に入射する光が所定角度(この実施例においてはそれぞ
れ45°)光軸L回りに回転するに必要な厚みに構成さ
れている。
デー回転子16,17,18は図1に示すファラデー回
転子2と同様に、それぞれ楕円板状に形成されたビスマ
ス置換ガーネット板で構成され、またその厚みは該ファ
ラデー回転子16,17,18に光軸L方向に飽和磁界
を印加した場合に該ファラデー回転子16,17,18
に入射する光が所定角度(この実施例においてはそれぞ
れ45°)光軸L回りに回転するに必要な厚みに構成さ
れている。
【0057】一方偏光子19,20,21も楕円板状に
構成されている。ここで偏光子19,20,21のそれ
ぞれの透過偏光方向は、所定角度ずつ(この実施例では
45°ずつ)光軸L回りにずらされている。
構成されている。ここで偏光子19,20,21のそれ
ぞれの透過偏光方向は、所定角度ずつ(この実施例では
45°ずつ)光軸L回りにずらされている。
【0058】この光アイソレータ用素子15のように、
偏光子とファラデー回転子を多段に積層すれば、多段の
光アイソレータが構成でき、上記図1に示す光アイソレ
ータ用素子1に比べて高いアイソレーションが得られる
。
偏光子とファラデー回転子を多段に積層すれば、多段の
光アイソレータが構成でき、上記図1に示す光アイソレ
ータ用素子1に比べて高いアイソレーションが得られる
。
【0059】図5はこの光アイソレータ用素子15の製
造手順を示す図である。同図に示すようにこの光アイソ
レータ用素子15を製造するには、まず偏光子基板23
とファラデー回転子基板24が接着された3枚の接着板
25,26,27を用意する。ここでこれら接着板25
,26,27はいずれも同一形状であり、たとえば1枚
のさらに大きな偏光子基板とファラデー回転子基板とを
接着しこれをカッティングすることによって製造される
。
造手順を示す図である。同図に示すようにこの光アイソ
レータ用素子15を製造するには、まず偏光子基板23
とファラデー回転子基板24が接着された3枚の接着板
25,26,27を用意する。ここでこれら接着板25
,26,27はいずれも同一形状であり、たとえば1枚
のさらに大きな偏光子基板とファラデー回転子基板とを
接着しこれをカッティングすることによって製造される
。
【0060】そしてこれら接着板25,26,27は順
次、くさび型カバーガラス12の傾斜面p上に接着され
、その上にカバーガラス13が接着される。このとき各
接着板25,26,27はそれぞれの偏光子基板23の
透過偏光方向が光軸Lに対して所定角度(この実施例に
おいては45°)相互に回転調整された位置で接着され
る。そしてこの接着一体化された積層板から図4に示す
光アイソレータ用素子15をカッティングする方法は前
記図3(b)乃至(f)の方法と同様なので、その説明
は省略する。
次、くさび型カバーガラス12の傾斜面p上に接着され
、その上にカバーガラス13が接着される。このとき各
接着板25,26,27はそれぞれの偏光子基板23の
透過偏光方向が光軸Lに対して所定角度(この実施例に
おいては45°)相互に回転調整された位置で接着され
る。そしてこの接着一体化された積層板から図4に示す
光アイソレータ用素子15をカッティングする方法は前
記図3(b)乃至(f)の方法と同様なので、その説明
は省略する。
【0061】なお上記実施例にかかる多段型の光アイソ
レータ用素子15は偏光子とファラデー回転子を3枚ず
つ重ね合わせて構成したが、本発明はこれに限られず、
2枚ずつでも良く、4枚以上(なお偏光子とファラデー
回転子の枚数を異ならせてもよい)で構成してもよい。
レータ用素子15は偏光子とファラデー回転子を3枚ず
つ重ね合わせて構成したが、本発明はこれに限られず、
2枚ずつでも良く、4枚以上(なお偏光子とファラデー
回転子の枚数を異ならせてもよい)で構成してもよい。
【0062】また上記各実施例においては、光アイソレ
ータ用素子の外周側面は、いずれも円筒形状の磁石の内
周面に密着するように、円周形状に構成されたが、この
形状は種々の変形が可能である。即ち要は光アイソレー
タ用素子の外周側面と磁石の内周面が面接触するように
、両者の形状をほぼ等しい形状に構成するものであれば
、どのような形状の組合せでもよい。
ータ用素子の外周側面は、いずれも円筒形状の磁石の内
周面に密着するように、円周形状に構成されたが、この
形状は種々の変形が可能である。即ち要は光アイソレー
タ用素子の外周側面と磁石の内周面が面接触するように
、両者の形状をほぼ等しい形状に構成するものであれば
、どのような形状の組合せでもよい。
【0063】図6は上記図1に示す光アイソレータ用素
子1にレンズを直接接着した光アイソレータ用素子の他
の実施例を示す図である。即ち光アイソレータ用素子1
(又は図4に示す光アイソレータ用素子15)の両面に
、図6(a)に示すような略半球状の半球レンズ29,
29を接着して光アイソレータ用素子30を構成しても
良いし、同図(b)に示すようなロッドレンズ31,3
1を接着して光アイソレータ用素子32を構成しても良
いし、同図(c)に示すようなフレネルレンズ33,3
3を接着して光アイソレータ用素子34を構成してもよ
いし(なおフレネルレンズは偏光子上に直接形成しても
よい)、同図(d)に示すような半凸レンズ35,35
を接着して光アイソレータ用素子36を構成しても良い
。いずれの場合もレンズの外周側面は光アイソレータ用
素子1の外周側面と同一の円周形状とされているので、
これらレンズを取り付けた光アイソレータ用素子を筒状
の磁石内に挿入したとき、該光アイソレータ用素子の外
周面は磁石の内周面に直接面接触させることができる。 このように構成すれば、光アイソレータ用素子自体がレ
ンズ機能を持つこととなり有効である。なおレンズは他
の構造のレンズを用いても良く、またレンズは光アイソ
レータ用素子1のいずれか一方の面のみに接着してもよ
い。
子1にレンズを直接接着した光アイソレータ用素子の他
の実施例を示す図である。即ち光アイソレータ用素子1
(又は図4に示す光アイソレータ用素子15)の両面に
、図6(a)に示すような略半球状の半球レンズ29,
29を接着して光アイソレータ用素子30を構成しても
良いし、同図(b)に示すようなロッドレンズ31,3
1を接着して光アイソレータ用素子32を構成しても良
いし、同図(c)に示すようなフレネルレンズ33,3
3を接着して光アイソレータ用素子34を構成してもよ
いし(なおフレネルレンズは偏光子上に直接形成しても
よい)、同図(d)に示すような半凸レンズ35,35
を接着して光アイソレータ用素子36を構成しても良い
。いずれの場合もレンズの外周側面は光アイソレータ用
素子1の外周側面と同一の円周形状とされているので、
これらレンズを取り付けた光アイソレータ用素子を筒状
の磁石内に挿入したとき、該光アイソレータ用素子の外
周面は磁石の内周面に直接面接触させることができる。 このように構成すれば、光アイソレータ用素子自体がレ
ンズ機能を持つこととなり有効である。なおレンズは他
の構造のレンズを用いても良く、またレンズは光アイソ
レータ用素子1のいずれか一方の面のみに接着してもよ
い。
【0064】このように光アイソレータ用素子の両面或
いは片面に直接レンズを接着すれば、この光アイソレー
タ用素子を磁石内部に組み込むような場合に、改めてレ
ンズ系の光学的位置調整をする必要がなく、組立てが容
易となり、しかも装置の小型化が図れる。
いは片面に直接レンズを接着すれば、この光アイソレー
タ用素子を磁石内部に組み込むような場合に、改めてレ
ンズ系の光学的位置調整をする必要がなく、組立てが容
易となり、しかも装置の小型化が図れる。
【0065】図7は図1に示す光アイソレータ用素子1
を用いて構成されたレンズ付きの光アイソレータを示す
側断面図である。図7(a)に示す光アイソレータ38
は、筒状の磁石39の内部に、図1に示す光アイソレー
タ用素子1と、球レンズ(なお他の構造のレンズを用い
ても良い)からなる結合レンズ40を挿入した構造とな
っている。なお磁石39の内周面には図2に示す磁石8
の場合と同様に、光アイソレータ用素子1の外径とほぼ
同一に形成された光アイソレータ用素子1の挿入部と、
光アイソレータ用素子1を当接する段部41が設けられ
ている。
を用いて構成されたレンズ付きの光アイソレータを示す
側断面図である。図7(a)に示す光アイソレータ38
は、筒状の磁石39の内部に、図1に示す光アイソレー
タ用素子1と、球レンズ(なお他の構造のレンズを用い
ても良い)からなる結合レンズ40を挿入した構造とな
っている。なお磁石39の内周面には図2に示す磁石8
の場合と同様に、光アイソレータ用素子1の外径とほぼ
同一に形成された光アイソレータ用素子1の挿入部と、
光アイソレータ用素子1を当接する段部41が設けられ
ている。
【0066】図7(b)に示す光アイソレータ42は、
筒状の磁石43(その内周面形状は光アイソレータ用素
子1の外周面形状と同じ)の内部に、光アイソレータ用
素子1を挿入すると共に、その両側に結合レンズ44,
44を挿入して構成されている。
筒状の磁石43(その内周面形状は光アイソレータ用素
子1の外周面形状と同じ)の内部に、光アイソレータ用
素子1を挿入すると共に、その両側に結合レンズ44,
44を挿入して構成されている。
【0067】また図7(c)に示す光アイソレータ45
は、筒状の磁石46内に、図6(a)に示す光アイソレ
ータ用素子30を挿入して構成されている。このように
構成すれば、光アイソレータはさらに小型化できる。
は、筒状の磁石46内に、図6(a)に示す光アイソレ
ータ用素子30を挿入して構成されている。このように
構成すれば、光アイソレータはさらに小型化できる。
【0068】上記光アイソレータ38,42,45のい
ずれの場合も、光アイソレータ用素子1の外周側面は磁
石39,43,46の内周面に面接触し、このため光ア
イソレータ用素子1の光入出射面は光軸に対して垂直な
位置から所定角度θだけ傾いて固定されている。
ずれの場合も、光アイソレータ用素子1の外周側面は磁
石39,43,46の内周面に面接触し、このため光ア
イソレータ用素子1の光入出射面は光軸に対して垂直な
位置から所定角度θだけ傾いて固定されている。
【0069】図8は上述の光アイソレータ38,42,
45を用いて構成された半導体レーザモジュール50を
示す図である。同図に示すように光アイソレータ38,
42,45の両側にそれぞれ半導体レーザ51と光ファ
イバ52を配設するだけで小型の半導体レーザモジュー
ル50が構成できる。
45を用いて構成された半導体レーザモジュール50を
示す図である。同図に示すように光アイソレータ38,
42,45の両側にそれぞれ半導体レーザ51と光ファ
イバ52を配設するだけで小型の半導体レーザモジュー
ル50が構成できる。
【0070】図9は図1に示す光アイソレータ用素子1
を用いたCANタイプの半導体レーザモジュール55を
示す図であり、同図(a)は分解斜視図、同図(b)は
斜視図である。
を用いたCANタイプの半導体レーザモジュール55を
示す図であり、同図(a)は分解斜視図、同図(b)は
斜視図である。
【0071】同図に示すように、この半導体レーザモジ
ュール55は、CANタイプのケース56の内部の下方
に半導体レーザチップ57を収納・固定し、その上部の
開口58を斜めにカットし、該開口58内に、図1に示
す構造の光アイソレータ用素子1を挿入し、該光アイソ
レータ用素子1の外周側面をケース56の内周面に直接
面接触させて接着して構成される。ここでケース56の
内周面形状と光アイソレータ用素子1の外周側面形状は
略同一に形成されているので、両面を密着するだけで、
光アイソレータ用素子1は所定角度傾けた状態にセット
できる。
ュール55は、CANタイプのケース56の内部の下方
に半導体レーザチップ57を収納・固定し、その上部の
開口58を斜めにカットし、該開口58内に、図1に示
す構造の光アイソレータ用素子1を挿入し、該光アイソ
レータ用素子1の外周側面をケース56の内周面に直接
面接触させて接着して構成される。ここでケース56の
内周面形状と光アイソレータ用素子1の外周側面形状は
略同一に形成されているので、両面を密着するだけで、
光アイソレータ用素子1は所定角度傾けた状態にセット
できる。
【0072】そして光アイソレータ用素子1に外部から
必要な磁界を印加しておけば、該光アイソレータ用素子
1は光アイソレータとして機能し、半導体レーザチップ
57への戻り光は遮断され、また該光アイソレータ用素
子1自体によって反射された反射光も半導体レーザチッ
プ57へは戻らない。
必要な磁界を印加しておけば、該光アイソレータ用素子
1は光アイソレータとして機能し、半導体レーザチップ
57への戻り光は遮断され、また該光アイソレータ用素
子1自体によって反射された反射光も半導体レーザチッ
プ57へは戻らない。
【0073】次に図10は他の構造のCANタイプの半
導体レーザモジュールを示す斜視図である。まず同図(
a)に示す半導体レーザモジュール61において、前記
図9に示す半導体レーザモジュール55と相違する点は
、そのケース56′自体を磁石で構成している点である
。このように構成すれば、別途磁石を取り付ける必要が
なくなる。なおこのケースは電磁石で構成してもよい。
導体レーザモジュールを示す斜視図である。まず同図(
a)に示す半導体レーザモジュール61において、前記
図9に示す半導体レーザモジュール55と相違する点は
、そのケース56′自体を磁石で構成している点である
。このように構成すれば、別途磁石を取り付ける必要が
なくなる。なおこのケースは電磁石で構成してもよい。
【0074】次に同図(b),(c)に示す半導体レー
ザモジュール63,65は、図9に示す光アイソレータ
用素子1の代わりに、図6に示すような、光アイソレー
タ用素子自体にレンズを接着したものを用いて構成され
た半導体レーザモジュールである。
ザモジュール63,65は、図9に示す光アイソレータ
用素子1の代わりに、図6に示すような、光アイソレー
タ用素子自体にレンズを接着したものを用いて構成され
た半導体レーザモジュールである。
【0075】即ち、同図(b)においては図1に示す光
アイソレータ用素子1の上面(両面でもよい)に図6(
a)に示すような半球レンズ29を貼り付けた光アイソ
レータ用素子64を用いており、また同図(c)におい
ては図1に示す光アイソレータ用素子1の上面(両面で
もよい)に図6(c)に示すようなフレネルレンズ33
を貼り付けた光アイソレータ用素子66を用いている。 なお同図(c)に示す半導体レーザモジュール65のケ
ース56″の上部の光アイソレータ用素子66を挿入す
る開口は斜めにカットされていないが、このように構成
してもよい。
アイソレータ用素子1の上面(両面でもよい)に図6(
a)に示すような半球レンズ29を貼り付けた光アイソ
レータ用素子64を用いており、また同図(c)におい
ては図1に示す光アイソレータ用素子1の上面(両面で
もよい)に図6(c)に示すようなフレネルレンズ33
を貼り付けた光アイソレータ用素子66を用いている。 なお同図(c)に示す半導体レーザモジュール65のケ
ース56″の上部の光アイソレータ用素子66を挿入す
る開口は斜めにカットされていないが、このように構成
してもよい。
【0076】同図(b),(c)のように構成すれば、
別途結合レンズを取り付けなくても良く、装置の小型軽
量化が図れ、また各光学部品間のアライメントが容易と
なる。
別途結合レンズを取り付けなくても良く、装置の小型軽
量化が図れ、また各光学部品間のアライメントが容易と
なる。
【0077】図11は本発明の他の実施例にかかる温度
依存性の少ない光アイソレータ用素子71を示す図であ
り、同図(a)は光アイソレータ用素子71の斜視図、
同図(b)は光アイソレータ用素子71の機能を示す説
明図である。
依存性の少ない光アイソレータ用素子71を示す図であ
り、同図(a)は光アイソレータ用素子71の斜視図、
同図(b)は光アイソレータ用素子71の機能を示す説
明図である。
【0078】同図(a)に示すようにこの光アイソレー
タ用素子71は、円板状の第1の偏光子72と、円板状
の第1のファラデー回転子73と、円板状の第2の偏光
子74と、円板状の第2のファラデー回転子75と、円
板状の第3の偏光子76とをこの順番で一体に接着して
構成されている。
タ用素子71は、円板状の第1の偏光子72と、円板状
の第1のファラデー回転子73と、円板状の第2の偏光
子74と、円板状の第2のファラデー回転子75と、円
板状の第3の偏光子76とをこの順番で一体に接着して
構成されている。
【0079】ここで第1のファラデー回転子73と第2
のファラデー回転子75は、ビスマス置換ガーネット板
を同一形状・同一厚みにして構成されており、いずれも
温度T=25°のときに光軸L(面に垂直な方向)に入
射する光を45°回転するに必要な厚みに構成されてい
る。
のファラデー回転子75は、ビスマス置換ガーネット板
を同一形状・同一厚みにして構成されており、いずれも
温度T=25°のときに光軸L(面に垂直な方向)に入
射する光を45°回転するに必要な厚みに構成されてい
る。
【0080】一方3枚の偏光子72,74,76は、い
ずれも同一形状・厚みの板状二色性偏光子、或いは複素
誘電体媒質中に金属分子を分散させた平板状の偏光子に
よって構成されている。
ずれも同一形状・厚みの板状二色性偏光子、或いは複素
誘電体媒質中に金属分子を分散させた平板状の偏光子に
よって構成されている。
【0081】ここで本発明においては、第1の偏光子7
2と第2の偏光子74は、両者の透過偏光方向が光軸に
対して(45−α)°だけ相対的にずれる位置となるよ
うに配置されている。また第2の偏光子74と第3の偏
光子76は、両者の透過偏光方向が光軸に対して(45
+α)°だけ相対的にずれる位置となるように配置され
ている。
2と第2の偏光子74は、両者の透過偏光方向が光軸に
対して(45−α)°だけ相対的にずれる位置となるよ
うに配置されている。また第2の偏光子74と第3の偏
光子76は、両者の透過偏光方向が光軸に対して(45
+α)°だけ相対的にずれる位置となるように配置され
ている。
【0082】なお図示していないが、この光アイソレー
タ用素子71の円周状の側面には、金属や樹脂等がコー
トされている。
タ用素子71の円周状の側面には、金属や樹脂等がコー
トされている。
【0083】次にこの光アイソレータ用素子71の作用
について図11(b)を用いて説明する。同図に示すよ
うにこの光アイソレータ用素子71においては第1の偏
光子72と第1のファラデー回転子73と第2の偏光子
74によって第1光アイソレータ機能部aが構成され、
第2の偏光子4と第2のファラデー回転子75と第3の
偏光子76によって第2光アイソレータ機能部bが構成
されている。なお図示していないが、この光アイソレー
タ用素子71には外部から光軸L方向に向かう磁界が印
加されている。またこの実施例にかかる光アイソレータ
用素子71の第1と第2のファラデー回転子73,75
のファラデー回転角の温度特性を図12(d)に示して
おく。
について図11(b)を用いて説明する。同図に示すよ
うにこの光アイソレータ用素子71においては第1の偏
光子72と第1のファラデー回転子73と第2の偏光子
74によって第1光アイソレータ機能部aが構成され、
第2の偏光子4と第2のファラデー回転子75と第3の
偏光子76によって第2光アイソレータ機能部bが構成
されている。なお図示していないが、この光アイソレー
タ用素子71には外部から光軸L方向に向かう磁界が印
加されている。またこの実施例にかかる光アイソレータ
用素子71の第1と第2のファラデー回転子73,75
のファラデー回転角の温度特性を図12(d)に示して
おく。
【0084】光軸Lと平行に第1の偏光子72に光を入
射すると、この入射光の内所定の偏波面を有する光のみ
が該第1の偏光子72を通過し、第1のファラデー回転
子73によってその偏波面を所定角度(温度T=25°
のときにθ1=45°)回転された後に第2の偏光子7
4に入射する。このとき第2の偏光子74は第1の偏光
子72に対してその透過偏光方向θ2が45°でなく、
θ2=(45−α)°だけ相対的にずれているので、こ
の第1光アイソレータ機能部aのアイソレーションは、
図12(a)に示すように、温度T=25°よりも高温
側にそのピークをもつ。
射すると、この入射光の内所定の偏波面を有する光のみ
が該第1の偏光子72を通過し、第1のファラデー回転
子73によってその偏波面を所定角度(温度T=25°
のときにθ1=45°)回転された後に第2の偏光子7
4に入射する。このとき第2の偏光子74は第1の偏光
子72に対してその透過偏光方向θ2が45°でなく、
θ2=(45−α)°だけ相対的にずれているので、こ
の第1光アイソレータ機能部aのアイソレーションは、
図12(a)に示すように、温度T=25°よりも高温
側にそのピークをもつ。
【0085】次に第2の偏光子74を透過した光は第2
のファラデー回転子75によってその偏波面が所定角度
〔温度T=25°のときに45°で、全体としてθ=(
90−α)°〕回転された後に第3の偏光子76に入射
する。このとき第3の偏光子76は第2の偏光子74に
対してその透過偏光方向が45°でなく、(45+α)
°だけ相対的にずれているので(全体としてθ4=90
°)、この第2光アイソレータ機能部bのアイソレーシ
ョンは、図12(b)に示すように、温度T=25°よ
りも低温側にそのピークをもつ。
のファラデー回転子75によってその偏波面が所定角度
〔温度T=25°のときに45°で、全体としてθ=(
90−α)°〕回転された後に第3の偏光子76に入射
する。このとき第3の偏光子76は第2の偏光子74に
対してその透過偏光方向が45°でなく、(45+α)
°だけ相対的にずれているので(全体としてθ4=90
°)、この第2光アイソレータ機能部bのアイソレーシ
ョンは、図12(b)に示すように、温度T=25°よ
りも低温側にそのピークをもつ。
【0086】従ってこれら第1,第2光アイソレータ機
能部a,b全体のアイソレーションは、図12(c)に
示すように、広い温度範囲にわたって高いアイソレーシ
ョンを有することとなる。
能部a,b全体のアイソレーションは、図12(c)に
示すように、広い温度範囲にわたって高いアイソレーシ
ョンを有することとなる。
【0087】次にこの光アイソレータ用素子71を製造
するには、まず図13(a)に示すように、円板状であ
って直径の大きい第1のファラデー回転子基板79と、
同一直径の円板状の第2の偏光子基板80を貼り合わせ
ると共に、同一直径の円板状の第2のファラデー回転子
基板81と第3の偏光子基板82を貼り合わせ、次に第
2の偏光子基板80と第3の偏光子基板82の透過偏光
方向が(45+α)°光軸L回りにずれるように調整し
て、これら4枚の基板を貼り合わせる。次に同図(b)
に示すように前記各基板と同一直径の第1の偏光子基板
78を用意し、該第1の偏光子基板78はその透過偏光
方向が前記第2の偏光子基板80の透過偏光方向よりも
(45−α)°ずれ且つ前記第3の偏光子基板14の透
過偏光方向よりも90°ずれるように調整して前記第1
のファラデー回転子基板79の面に貼り合わせる。これ
によって同図(c)に示す状態となる。なおこれらの光
学調整は室温25℃付近で行なう。
するには、まず図13(a)に示すように、円板状であ
って直径の大きい第1のファラデー回転子基板79と、
同一直径の円板状の第2の偏光子基板80を貼り合わせ
ると共に、同一直径の円板状の第2のファラデー回転子
基板81と第3の偏光子基板82を貼り合わせ、次に第
2の偏光子基板80と第3の偏光子基板82の透過偏光
方向が(45+α)°光軸L回りにずれるように調整し
て、これら4枚の基板を貼り合わせる。次に同図(b)
に示すように前記各基板と同一直径の第1の偏光子基板
78を用意し、該第1の偏光子基板78はその透過偏光
方向が前記第2の偏光子基板80の透過偏光方向よりも
(45−α)°ずれ且つ前記第3の偏光子基板14の透
過偏光方向よりも90°ずれるように調整して前記第1
のファラデー回転子基板79の面に貼り合わせる。これ
によって同図(c)に示す状態となる。なおこれらの光
学調整は室温25℃付近で行なう。
【0088】次に同図(d)に示すようにこの一体化さ
れた基板をカッティングして光アイソレータ用素子71
を多数個作成し、次に同図(e)に示すように光アイソ
レータ用素子71の外周側面全面に樹脂コート或いは金
属コートを施す。そして同図(f)に示すように該光ア
イソレータ用素子71を円筒状の磁石83内に挿入して
固定すれば、光アイソレータ84が完成する。
れた基板をカッティングして光アイソレータ用素子71
を多数個作成し、次に同図(e)に示すように光アイソ
レータ用素子71の外周側面全面に樹脂コート或いは金
属コートを施す。そして同図(f)に示すように該光ア
イソレータ用素子71を円筒状の磁石83内に挿入して
固定すれば、光アイソレータ84が完成する。
【0089】なお本発明は温度特性に限らず、波長依存
性を平坦化する場合に用いても良い。この場合は例えば
第1光アイソレータ機能部aを所定の波長よりも低い波
長のときにアイソレーションのピークが来るように、且
つ第2光アイソレータ機能部bを所定の波長よりも高い
波長のときにアイソレーションのピークが来るように、
第1,第2,第3の偏光子78,80,82の透過偏光
方向を調整すればよい。
性を平坦化する場合に用いても良い。この場合は例えば
第1光アイソレータ機能部aを所定の波長よりも低い波
長のときにアイソレーションのピークが来るように、且
つ第2光アイソレータ機能部bを所定の波長よりも高い
波長のときにアイソレーションのピークが来るように、
第1,第2,第3の偏光子78,80,82の透過偏光
方向を調整すればよい。
【0090】なおこの光アイソレータ用素子71の外周
側面も、図1や図4に示すように、該外周側面を光軸に
平行に設置した場合に光アイソレータ用素子71の光入
出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角度傾斜する
ようにカットしてもよい。
側面も、図1や図4に示すように、該外周側面を光軸に
平行に設置した場合に光アイソレータ用素子71の光入
出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角度傾斜する
ようにカットしてもよい。
【0091】図14は本発明にかかる光アイソレータ用
素子を用いた半導体レーザアレイモジュール90を示す
図であり、同図(a)は側断面図、同図(b)は同図(
a)のA−A線上断面図、同図(c)は半導体レーザア
レイモジュール90の主要部分の平面図である。
素子を用いた半導体レーザアレイモジュール90を示す
図であり、同図(a)は側断面図、同図(b)は同図(
a)のA−A線上断面図、同図(c)は半導体レーザア
レイモジュール90の主要部分の平面図である。
【0092】同図に示すようにこの半導体レーザアレイ
モジュール90は、ケース91内に半導体レーザアレイ
92と、球レンズ93と、光アイソレータ用素子100
と、球レンズ94と、光ファイバ95とを1直線に配列
するとともに、前記光アイソレータ用素子100の周囲
に磁石96を配設して構成されている。以下各構成部品
について説明する。
モジュール90は、ケース91内に半導体レーザアレイ
92と、球レンズ93と、光アイソレータ用素子100
と、球レンズ94と、光ファイバ95とを1直線に配列
するとともに、前記光アイソレータ用素子100の周囲
に磁石96を配設して構成されている。以下各構成部品
について説明する。
【0093】ここで図15は半導体レーザアレイ92の
一部を示す斜視図である。同図及び図14に示すように
半導体レーザアレイ92は、6個のレーザ活性層92a
を近接させて1列に配列した構造を有している。
一部を示す斜視図である。同図及び図14に示すように
半導体レーザアレイ92は、6個のレーザ活性層92a
を近接させて1列に配列した構造を有している。
【0094】次に球レンズ93,94は、図14に示す
ように、それぞれ6個ずつ並列に配列され、前記半導体
レーザアレイ92の6個のレーザ活性層92aに対応す
るようにそれぞれ配設されている。
ように、それぞれ6個ずつ並列に配列され、前記半導体
レーザアレイ92の6個のレーザ活性層92aに対応す
るようにそれぞれ配設されている。
【0095】図16は光アイソレータ用素子100を示
す斜視図である。同図に示すように光アイソレータ用素
子100は、横長平板状のファラデー回転子101の両
面に、これと同様な横長平板状の2枚の偏光子102,
103をそれぞれ貼り付けて一体化して構成されている
。
す斜視図である。同図に示すように光アイソレータ用素
子100は、横長平板状のファラデー回転子101の両
面に、これと同様な横長平板状の2枚の偏光子102,
103をそれぞれ貼り付けて一体化して構成されている
。
【0096】ここでファラデー回転子101の材質と厚
み、及び2枚の偏光子102,103の材質は、前記図
1に示すファラデー回転子2と2枚の偏光子3,4と同
等のものが用いられているのでその詳細な説明は省略す
る。また2枚の偏光子102,103は、それぞれの透
過偏光方向が所定角度(この実施例では45°)光軸回
りにずらされた位置でファラデー回転子101に接着さ
れている。
み、及び2枚の偏光子102,103の材質は、前記図
1に示すファラデー回転子2と2枚の偏光子3,4と同
等のものが用いられているのでその詳細な説明は省略す
る。また2枚の偏光子102,103は、それぞれの透
過偏光方向が所定角度(この実施例では45°)光軸回
りにずらされた位置でファラデー回転子101に接着さ
れている。
【0097】なお前記光アイソレータ用素子100の外
周側面の形状は、磁石96の内周面に密着する形状とす
る。
周側面の形状は、磁石96の内周面に密着する形状とす
る。
【0098】図17はこの光アイソレータ用素子100
を製造する手順を示す図である。まず同図(a)に示す
ように平板状の大きな面積を有する2枚の偏光子基板1
04,105をそれぞれファラデー回転子基板106の
両側に接着する。このとき2枚の偏光子基板104,1
05は、両者の透過偏光方向が所定角度(この実施例で
は45°)相互に回転した位置で接着される。そして同
図(b)に示すように、この接着一体化された板をカッ
ティングして前記図16に示すような形状の光アイソレ
ータ用素子100を多数個切り出せばよい。
を製造する手順を示す図である。まず同図(a)に示す
ように平板状の大きな面積を有する2枚の偏光子基板1
04,105をそれぞれファラデー回転子基板106の
両側に接着する。このとき2枚の偏光子基板104,1
05は、両者の透過偏光方向が所定角度(この実施例で
は45°)相互に回転した位置で接着される。そして同
図(b)に示すように、この接着一体化された板をカッ
ティングして前記図16に示すような形状の光アイソレ
ータ用素子100を多数個切り出せばよい。
【0099】次に磁石96は、図14に示すように、前
記光アイソレータ用素子100を囲むように配設されて
いる。そしてこの磁石96は前記ファラデー回転子10
1に磁界を印加する。
記光アイソレータ用素子100を囲むように配設されて
いる。そしてこの磁石96は前記ファラデー回転子10
1に磁界を印加する。
【0100】次に6本の光ファイバ95は、図14に示
すように、その端部がケース91に並列に取り付けられ
ている。なお図14に示す97は、モニタ用PDである
。
すように、その端部がケース91に並列に取り付けられ
ている。なお図14に示す97は、モニタ用PDである
。
【0101】次にこの半導体レーザアレイモジュール9
0の動作を説明する。まず半導体レーザアレイ92の各
レーザ活性層92aから発射されたレーザ光は、それぞ
れ球レンズ93で平行光とされ、光アイソレータ用素子
100に入射し、所定の直線偏光のみが該光アイソレー
タ用素子100を透過していく。そして該透過光は球レ
ンズ94によって再び集光されて、光ファイバ95のコ
ア内に導入される。
0の動作を説明する。まず半導体レーザアレイ92の各
レーザ活性層92aから発射されたレーザ光は、それぞ
れ球レンズ93で平行光とされ、光アイソレータ用素子
100に入射し、所定の直線偏光のみが該光アイソレー
タ用素子100を透過していく。そして該透過光は球レ
ンズ94によって再び集光されて、光ファイバ95のコ
ア内に導入される。
【0102】一方光ファイバ95の端面や、伝送路中の
光学素子端面,コネクタ等で反射された光の一部は、光
アイソレータ用素子100に戻って来る。そしてこの戻
り光は光アイソレータ用素子100を透過できずに除去
されるため、レーザ活性層92aには戻らない。
光学素子端面,コネクタ等で反射された光の一部は、光
アイソレータ用素子100に戻って来る。そしてこの戻
り光は光アイソレータ用素子100を透過できずに除去
されるため、レーザ活性層92aには戻らない。
【0103】以上のように構成すれば、1つの光アイソ
レータ用素子100のみで多数個のレーザ活性層92a
に対応でき、半導体レーザアレイモジュール90の小型
化が図れる。
レータ用素子100のみで多数個のレーザ活性層92a
に対応でき、半導体レーザアレイモジュール90の小型
化が図れる。
【0104】図18は上記光アイソレータ用素子100
を用いた他の構造の半導体レーザアレイモジュール11
0を示す図であり、同図(a)は側断面図、同図(b)
は同図(a)のB−B線上断面図である。
を用いた他の構造の半導体レーザアレイモジュール11
0を示す図であり、同図(a)は側断面図、同図(b)
は同図(a)のB−B線上断面図である。
【0105】同図に示す実施例において、上記半導体レ
ーザアレイモジュール90と相違する点は、磁石96を
ケース92の外側に配設した点と、球レンズ94を用い
ずに球レンズ93によってレーザ活性層92aから発射
されたレーザ光を直接光ファイバ95のコアに集光せし
めた点である。
ーザアレイモジュール90と相違する点は、磁石96を
ケース92の外側に配設した点と、球レンズ94を用い
ずに球レンズ93によってレーザ活性層92aから発射
されたレーザ光を直接光ファイバ95のコアに集光せし
めた点である。
【0106】なおこのとき同図に示すように、光アイソ
レータ用素子100の外周側面は、ケース91の内周面
に密着する形状に構成しておく。
レータ用素子100の外周側面は、ケース91の内周面
に密着する形状に構成しておく。
【0107】光アイソレータ用素子100は、図14,
図18に示すように、その外周側面を磁石96或いはケ
ース91の内周面に直接面接触させるように構成したの
で、両者の接触面を接着剤等で接着するだけで、他の治
具を用いなくても、両者は容易に固定できる。
図18に示すように、その外周側面を磁石96或いはケ
ース91の内周面に直接面接触させるように構成したの
で、両者の接触面を接着剤等で接着するだけで、他の治
具を用いなくても、両者は容易に固定できる。
【0108】図19は本発明にかかる光アイソレータ用
素子の他の実施例を示す斜視図である。同図に示すよう
にこの光アイソレータ用素子115は、横長平板状の3
枚のファラデー回転子116と、これと同様な横長平板
状の3枚の偏光子117とを交互に張り合わせて一体化
されて構成されている。
素子の他の実施例を示す斜視図である。同図に示すよう
にこの光アイソレータ用素子115は、横長平板状の3
枚のファラデー回転子116と、これと同様な横長平板
状の3枚の偏光子117とを交互に張り合わせて一体化
されて構成されている。
【0109】ここで3枚のファラデー回転子116の厚
みは、所定の磁界を印加したときに該ファラデー回転子
116に入射する光の偏光面が45°光軸回りに回転す
るに必要な厚みに構成されている。また3枚の偏光子1
17は、それぞれその透過偏光方向が45°ずつ光軸回
りにずらされて貼り付けられている。
みは、所定の磁界を印加したときに該ファラデー回転子
116に入射する光の偏光面が45°光軸回りに回転す
るに必要な厚みに構成されている。また3枚の偏光子1
17は、それぞれその透過偏光方向が45°ずつ光軸回
りにずらされて貼り付けられている。
【0110】このように偏光子とファラデー回転子を多
段に積層すれば、図16に示す光アイソレータ用素子1
00に比べて高いアイソレーションが得られる。
段に積層すれば、図16に示す光アイソレータ用素子1
00に比べて高いアイソレーションが得られる。
【0111】図20はこの光アイソレータ用素子115
の製造手順を示す図である。まず同図(a)に示すよう
に平板状の大型の偏光子基板118とファラデー回転子
基板119とが接着された3枚の接着板120を用意し
、同図(b)に示すようにこれら各接着板120を接着
して積層する。
の製造手順を示す図である。まず同図(a)に示すよう
に平板状の大型の偏光子基板118とファラデー回転子
基板119とが接着された3枚の接着板120を用意し
、同図(b)に示すようにこれら各接着板120を接着
して積層する。
【0112】このとき各接着板120の各偏光子基板1
18はそれぞれの偏光面が45°ずつ相互に回転した位
置で接着される。
18はそれぞれの偏光面が45°ずつ相互に回転した位
置で接着される。
【0113】そして同図(c)に示すように、該接着さ
れた積層板から図19に示す光アイソレータ用素子11
5をカッティングすれば、該光アイソレータ用素子11
5が多数個得られる。
れた積層板から図19に示す光アイソレータ用素子11
5をカッティングすれば、該光アイソレータ用素子11
5が多数個得られる。
【0114】なおファラデー回転子と偏光子の積層数は
上記の数に限定されないことは言うまでもない。
上記の数に限定されないことは言うまでもない。
【0115】次に図21は本発明にかかる光アイソレー
タ用素子の他の実施例を示す図であり、同図(a)は斜
視図、同図(b)は側面図である。同図に示す光アイソ
レータ用素子125において前記図16に示す光アイソ
レータ用素子100と相違する点は、その横断面が平行
四辺形となるように、光アイソレータ用素子125の光
が入出射する面を、光軸Lに対して垂直な面から所定角
度θだけ傾けてカットした点である。言い替えれば、光
アイソレータ用素子125の外周側面を光軸Lに平行に
設置した場合に光アイソレータ用素子125の光入出射
面が光軸Lに対して垂直な位置から所定角度θだけ傾斜
するようにカットした点である。
タ用素子の他の実施例を示す図であり、同図(a)は斜
視図、同図(b)は側面図である。同図に示す光アイソ
レータ用素子125において前記図16に示す光アイソ
レータ用素子100と相違する点は、その横断面が平行
四辺形となるように、光アイソレータ用素子125の光
が入出射する面を、光軸Lに対して垂直な面から所定角
度θだけ傾けてカットした点である。言い替えれば、光
アイソレータ用素子125の外周側面を光軸Lに平行に
設置した場合に光アイソレータ用素子125の光入出射
面が光軸Lに対して垂直な位置から所定角度θだけ傾斜
するようにカットした点である。
【0116】このようにカットした光アイソレータ用素
子125を、その外周側面が密着するように図14に示
す磁石96内や図18に示すケース91内に挿入し接着
すれば、該光アイソレータ用素子125の光入出射面は
光軸に対して垂直とならず、従って該光アイソレータ用
素子125によって反射される光は、レーザ活性層92
aに戻らない。この効果は前記図1や図4の効果と同一
である。
子125を、その外周側面が密着するように図14に示
す磁石96内や図18に示すケース91内に挿入し接着
すれば、該光アイソレータ用素子125の光入出射面は
光軸に対して垂直とならず、従って該光アイソレータ用
素子125によって反射される光は、レーザ活性層92
aに戻らない。この効果は前記図1や図4の効果と同一
である。
【0117】図22は本発明のさらに他の実施例にかか
る光アイソレータを示す側断面図である。なお同図にお
いて図2に示す光アイソレータ10と同一部分には同一
符号を付してその説明は省略する。同図に示す光アイソ
レータ130において、図2に示す光アイソレータ10
と相違する点は、光アイソレータ用素子131を円柱状
に形成し、これに合わせて段部132の形状を変更した
点である。光アイソレータ用素子131自身による戻り
光を問題としない場合は、このように光アイソレータ用
素子131の光入出射面を光軸Lに対して垂直としても
よい。
る光アイソレータを示す側断面図である。なお同図にお
いて図2に示す光アイソレータ10と同一部分には同一
符号を付してその説明は省略する。同図に示す光アイソ
レータ130において、図2に示す光アイソレータ10
と相違する点は、光アイソレータ用素子131を円柱状
に形成し、これに合わせて段部132の形状を変更した
点である。光アイソレータ用素子131自身による戻り
光を問題としない場合は、このように光アイソレータ用
素子131の光入出射面を光軸Lに対して垂直としても
よい。
【0118】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、以下のような優れた効果を有する。
れば、以下のような優れた効果を有する。
【0119】■平板状のファラデー回転子と偏光子を一
体化した光アイソレータ用素子の外周側面は、該外周側
面を光軸に平行に設置した場合に光アイソレータ用素子
の光入出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角度傾
斜するようにカットされ、また該光アイソレータ用素子
を磁石或いはケース内に収納する際に、該光アイソレー
タ用素子の外周面と磁石或いはケースの内周面が直接面
接触するように構成したので、光アイソレータ用素子を
磁石或いはケース内に挿入するだけで、光アイソレータ
はその光入出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角
度傾斜するので、特別な治具を用いなくても該光アイソ
レータ用素子自体による反射光は光源に戻らず、容易に
除去される。また、磁石或いはケース内で光アイソレー
タ用素子を固定する特別な固定治具は不要となり部品点
数が減少し、また光アイソレータ用素子の磁石或いはケ
ース内への取り付け作業が容易となるばかりか、有効開
口径を大きく取ることができ、装置全体の小型化も図れ
る。
体化した光アイソレータ用素子の外周側面は、該外周側
面を光軸に平行に設置した場合に光アイソレータ用素子
の光入出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角度傾
斜するようにカットされ、また該光アイソレータ用素子
を磁石或いはケース内に収納する際に、該光アイソレー
タ用素子の外周面と磁石或いはケースの内周面が直接面
接触するように構成したので、光アイソレータ用素子を
磁石或いはケース内に挿入するだけで、光アイソレータ
はその光入出射面が光軸に対して垂直な位置から所定角
度傾斜するので、特別な治具を用いなくても該光アイソ
レータ用素子自体による反射光は光源に戻らず、容易に
除去される。また、磁石或いはケース内で光アイソレー
タ用素子を固定する特別な固定治具は不要となり部品点
数が減少し、また光アイソレータ用素子の磁石或いはケ
ース内への取り付け作業が容易となるばかりか、有効開
口径を大きく取ることができ、装置全体の小型化も図れ
る。
【0120】■また光アイソレータ用素子を収納する筒
状磁石内に段部を設ければ、光アイソレータ用素子の磁
石内における収納位置が容易に一定となる。
状磁石内に段部を設ければ、光アイソレータ用素子の磁
石内における収納位置が容易に一定となる。
【0121】■光アイソレータ用素子を構成する複数枚
の偏光子の設定位置をその最適設定位置から所定角度ず
つずらせば、小型で温度依存性或いは波長依存性の小さ
い光アイソレータ用素子が実現できる。
の偏光子の設定位置をその最適設定位置から所定角度ず
つずらせば、小型で温度依存性或いは波長依存性の小さ
い光アイソレータ用素子が実現できる。
【0122】■平板状のファラデー回転子と偏光子を一
体化した光アイソレータ用素子の形状をレーザアレイの
レーザ活性層の配列状態に合わせて横長に形成したので
、この光アイソレータ用素子1個でレーザアレイに設け
た多数のレーザ活性層に1度に対応できる。従って従来
のようにレーザ活性層の数に応じた多数の光アイソレー
タ用素子は不要で、装置の小型化が図れる。またこの光
アイソレータ用素子は横長に形成されるので、縦方向の
スペースをとらず、小型化が図れる。
体化した光アイソレータ用素子の形状をレーザアレイの
レーザ活性層の配列状態に合わせて横長に形成したので
、この光アイソレータ用素子1個でレーザアレイに設け
た多数のレーザ活性層に1度に対応できる。従って従来
のようにレーザ活性層の数に応じた多数の光アイソレー
タ用素子は不要で、装置の小型化が図れる。またこの光
アイソレータ用素子は横長に形成されるので、縦方向の
スペースをとらず、小型化が図れる。
【図1】本発明にかかる光アイソレータ用素子の1実施
例を示す斜視図である。
例を示す斜視図である。
【図2】光アイソレータ用素子1を用いて構成した光ア
イソレータ10を示す図である。
イソレータ10を示す図である。
【図3】光アイソレータ用素子1の製造手順を示す図で
ある。
ある。
【図4】本発明にかかる光アイソレータ用素子の他の実
施例を示す斜視図である。
施例を示す斜視図である。
【図5】光アイソレータ用素子15の製造手順を示す図
である。
である。
【図6】光アイソレータ用素子1にレンズを直接接着し
た光アイソレータ用素子の他の実施例を示す図である。
た光アイソレータ用素子の他の実施例を示す図である。
【図7】光アイソレータ用素子1を用いて構成されたレ
ンズ付きの光アイソレータを示す側断面図である。
ンズ付きの光アイソレータを示す側断面図である。
【図8】光アイソレータ38,42,45を用いて構成
された半導体レーザモジュール50を示す図である。
された半導体レーザモジュール50を示す図である。
【図9】光アイソレータ用素子1を用いたCANタイプ
の半導体レーザモジュール55を示す図であり、同図(
a)は分解斜視図、同図(b)は斜視図である。
の半導体レーザモジュール55を示す図であり、同図(
a)は分解斜視図、同図(b)は斜視図である。
【図10】それぞれ他の構造のCANタイプの半導体レ
ーザモジュールを示す斜視図である。
ーザモジュールを示す斜視図である。
【図11】本発明の他の実施例にかかる温度依存性の少
ない光アイソレータ用素子71を示す図である。
ない光アイソレータ用素子71を示す図である。
【図12】光アイソレータ用素子71のアイソレーショ
ンの温度特性と、ファラデー回転子73,75のファラ
デー回転角の温度特性の一例を示す図である。
ンの温度特性と、ファラデー回転子73,75のファラ
デー回転角の温度特性の一例を示す図である。
【図13】光アイソレータ用素子71の製造方法を示す
図である。
図である。
【図14】本発明にかかる光アイソレータ用素子100
を用いた半導体レーザアレイモジュール90を示す図で
ある。
を用いた半導体レーザアレイモジュール90を示す図で
ある。
【図15】半導体レーザアレイ92の一部を示す斜視図
である。
である。
【図16】光アイソレータ用素子100を示す斜視図で
ある。
ある。
【図17】光アイソレータ用素子100を製造する手順
を示す図である。
を示す図である。
【図18】光アイソレータ用素子100を用いた他の構
造の半導体レーザアレイモジュール110を示す図であ
る。
造の半導体レーザアレイモジュール110を示す図であ
る。
【図19】本発明の他の実施例にかかる光アイソレータ
用素子115を示す斜視図である。
用素子115を示す斜視図である。
【図20】光アイソレータ用素子115の製造手順を示
す図である。
す図である。
【図21】本発明の他の実施例にかかる光アイソレータ
用素子125を示す図である。
用素子125を示す図である。
【図22】本発明のさらに他の実施例にかかる光アイソ
レータ130を示す側断面図である。
レータ130を示す側断面図である。
1,15,71,100,115,125,131
光アイソレータ用素子 1a 外周側面 2,16,17,18,101,116 ファラデー
回転子 3,4,19,20,21,102,103,117
偏光子 5,24,106,119 ファラデー回転子基板6
,7,23,104,105,118 偏光子基板8
,39,43,46,96 磁石 9,41,132 段部 10,38,42,45,130 光アイソレータL
光軸 50,55 半導体レーザモジュール56 ケース 57 半導体レーザチップ 58 開口 72 第1の偏光子 73 第1のファラデー回転子 74 第2の偏光子 75 第2のファラデー回転子 76 第3の偏光子 90,110 半導体レーザアレイモジュール92
半導体レーザアレイ 92a レーザ活性層
光アイソレータ用素子 1a 外周側面 2,16,17,18,101,116 ファラデー
回転子 3,4,19,20,21,102,103,117
偏光子 5,24,106,119 ファラデー回転子基板6
,7,23,104,105,118 偏光子基板8
,39,43,46,96 磁石 9,41,132 段部 10,38,42,45,130 光アイソレータL
光軸 50,55 半導体レーザモジュール56 ケース 57 半導体レーザチップ 58 開口 72 第1の偏光子 73 第1のファラデー回転子 74 第2の偏光子 75 第2のファラデー回転子 76 第3の偏光子 90,110 半導体レーザアレイモジュール92
半導体レーザアレイ 92a レーザ活性層
Claims (8)
- 【請求項1】1又は2以上の平板状のファラデー回転子
基板と2以上の平板状の偏光子基板を交互に接着して一
体化したものを所定の形状にカットして構成される光ア
イソレータ用素子であって、光アイソレータ用素子の外
周側面は、該外周側面を光軸に平行に設置した場合に光
アイソレータ用素子の光入出射面が光軸に対して垂直な
位置から所定角度傾斜するように、カットされているこ
とを特徴とする光アイソレータ用素子。 - 【請求項2】請求項1記載の光アイソレータ用素子を磁
界印加用の筒状の磁石の内部に収納固定した光アイソレ
ータであって、前記筒状の磁石の内周面と前記光アイソ
レータ用素子の外周面は、両者が面接触するようにほぼ
同一形状に構成されていることを特徴とする光アイソレ
ータ。 - 【請求項3】CANタイプのケース内に半導体レーザを
収納するとともに、該半導体レーザが発射したレーザ光
を外部に導出するケースの開口内に前記請求項1記載の
光アイソレータ用素子を取り付けた半導体レーザモジュ
ールであって、前記ケースの内周面と前記光アイソレー
タ用素子の外周面は、両者が面接触するようにほぼ同一
形状に構成されていることを特徴とする半導体レーザモ
ジュール。 - 【請求項4】1又は2以上の平板状のファラデー回転子
と2以上の平板状の偏光子を交互に接着して一体化した
光アイソレータ用素子と、筒状であってその内部に前記
光アイソレータ用素子を収納する磁界印加用磁石とを具
備し、前記磁界印加用磁石の内周面には、前記光アイソ
レータ用素子の外周面が面接触するように該光アイソレ
ータ用素子の外周面形状とほぼ同一形状に構成された挿
入部と、該挿入部の内径を若干小さくして該挿入部に挿
入された光アイソレータ用素子の外周辺を係止する段部
を設けたことを特徴とする光アイソレータ。 - 【請求項5】それぞれ平板状に構成された第1の偏光子
基板と第1のファラデー回転子基板と第2の偏光子基板
と第2のファラデー回転子基板と第3の偏光子基板をこ
の順番に配列し、前記第1の偏光子基板と前記第2の偏
光子基板の透過偏光方向は前記第1のファラデー回転子
基板に対する最適設定位置からさらにα°相対的にずら
せた位置に配置され、前記第2の偏光子基板と第3の偏
光子基板の透過偏光方向は前記第2のファラデー回転子
基板に対する最適設定位置から逆方向にα°相対的にず
らせた位置に配置され、これら各基板間を一体に接着し
、該接着して一体化された基板を所定の形状にカットし
て構成されることを特徴とする光アイソレータ用素子。 - 【請求項6】前記光アイソレータ用素子の外周側面は、
該外周側面を光軸に平行に設置した場合に光アイソレー
タ用素子の光入出射面が光軸に対して垂直な位置から所
定角度傾斜するように、カットされていることを特徴と
する請求項5記載の光アイソレータ用素子。 - 【請求項7】複数個のレーザ活性層を並列に配列したレ
ーザアレイの前面に配設される光アイソレータ用素子に
おいて、前記光アイソレータ用素子は、1または2以上
の平板状のファラデー回転子と2以上の平板状の偏光子
を具備し、これらファラデー回転子と偏光子を交互に接
着して一体化するとともに、前記レーザアレイのレーザ
活性層の配列状態に合わせて横長形状に構成されたこと
を特徴とする光アイソレータ用素子。 - 【請求項8】前記光アイソレータ用素子の外周側面は、
該外周側面を光軸に平行に設置した場合に光アイソレー
タ用素子の光入出射面が光軸に対して垂直な位置から所
定角度傾斜するように、カットされていることを特徴と
する請求項7記載の光アイソレータ用素子。
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| JP2-208653 | 1990-08-06 | ||
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