JPH05157991A - 光アイソレータ - Google Patents

光アイソレータ

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JPH05157991A
JPH05157991A JP34767691A JP34767691A JPH05157991A JP H05157991 A JPH05157991 A JP H05157991A JP 34767691 A JP34767691 A JP 34767691A JP 34767691 A JP34767691 A JP 34767691A JP H05157991 A JPH05157991 A JP H05157991A
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Masaaki Kobayashi
正明 小林
Shinji Iwatsuka
信治 岩塚
Ryoko Yoshino
良子 吉野
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ファラデー回転子の性能を保持できる単純な
構造の光アイソレータを提供すること。 【構成】 光進路上に配置された偏光子5と、偏光子5
と整列した第1開口17を有し且つ偏光子5を支持した
第1ホルダー1と、第1開口17に整列した第2開口1
9を有し且つ第1ホルダー1に対して固定された第2ホ
ルダー3と、第2ホルダー3により第2開口19に整列
して支持された検光子9と、第1及び第2ホルダー1、
3の対向端面の間に形成された板状の空所に固定しない
で収容された板状のファラデー回転子7とよりなり、前
記空所の光進路方向の対抗端面とファラデー回転子との
間には光アイソレータの作用に影響しない範囲内の0<
t<0.05mmの隙間tを形成している光アイソレー
タ。 【効果】 ファラデー回転子は固定されていないので単
に所定の空所に挿入するだけで良く、組み立て容易でし
かもハンダあるいは接着剤による悪影響を回避できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はファラデー回転子を利用
した光アイソレータに関し、特に最少部品でかつ組立の
容易なアイソレータに関する。
【0002】
【従来の技術】光アイソレータは偏光子、永久磁石、そ
の永久磁石内に収納されるファラデー回転子、及び検光
子から構成される。更に組立を実際に行う際には各光学
素子及び磁石はそれらを収納するホルダー(ステンレス
等の非磁性金属性)にそれぞれ固定される。一般に、ホ
ルダーに光学素子及び永久磁石を固定させる際には、有
機接着剤や金属融着手段が用いられている。接着剤によ
り固定する場合、長期的な環境変化により接着剤から放
出されるも有機ガスにより 光学素子の劣化を招くこと
があり信頼性にかける。金属融着手段としては代表的な
半田付けでは高信頼性の固定状態が確保できるものの、
光アイソレータの小型化を図るために光学素子の両平面
(光が透過する面の周縁)、ホルダー及び磁石にそれぞ
れ半田固定可能な金属薄膜を付着する必要があり、工程
の増加及び非経済性を招いていた。
【0003】また特開平2−214813号にはホルダ
ーをステンレス鋼で製作し、それらを溶接で固定する場
合に、溶接ひずみを取り除く方法が提案されているが、
部品点数が多くなり、また溶接熱が光学素子への影響を
排除することができなかった。部品点数を低減する構造
としては特開平2−301714号にホルダーをわずか
に2部材から構成し、それにすべての光学素子及び磁石
を保持させたが、偏光子、検光子、及びファラデー回転
子はすべてそれらの周辺部を接着剤やハンダにより固定
する必要があったので、接着工程、メッキ工程、あるい
はハンダ工程等を必要とし、ファラデー回転子への有機
接着剤の影響あるいは機械的ひずみの導入などの問題が
生じた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、従
来の光アイソレータの偏光子、検光子、及び偏光子はす
べてホルダーに固定されるが、組立工程が面倒であり、
またファラデー回転子に対する有機接着剤の影響及び機
械的ひずみが生じた。したがって、本発明の課題はこれ
らの問題を解決することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】光アイソレータに使用さ
れる光学素子のうち、偏光子及び検光子の偏光面を一定
の相対角度に設定する必要があるのでこれらの光学素子
はホルダーに固定する必要がある。これに対してファラ
デー回転子は光進路の周りに等方的であるので回転方向
には固定する必要がない。一方ファラデー回転子は適正
な作用を得るためには光進路方向に直角に配置する必要
がある。そこで本発明者はファラデー回転子を固定しな
いで所定のファラデー回転子の作用が得られる構造を研
究し、本発明をなすに至った。
【0006】すなわち、本発明は、光進路上に配置され
た偏光子と、該偏光子と整列した第1開口を有し該偏光
子を支持した第1ホルダーと、前記第1開口に整列した
第2開口を有し前記第1ホルダーに対して固定された第
2ホルダーと、前記第2ホルダーにより前記第2開口に
整列して支持された検光子と、前記第1及び第2ホルダ
ーの対向端面の間に形成された板状の空所に固定しない
で収容された板状のファラデー回転子とよりなり、前記
空所の光進路方向の対抗面はファラデー回転子との間に
光アイソレータの作用に影響しない範囲内で隙間を形成
している光アイソレータにより、所期の作用効果を得る
ことができた。
【0007】磁性ガーネット等の磁性ファラデー回転子
とそれを磁化する永久磁石を使用して光アイソレータを
構成する場合、典型的には約直径4mm×長さ2mm程
度の寸法を有するもので、ファラデー回転子と両ホルダ
ーの光進路方向の対抗面との間の隙間t(対向面間の距
離からファラデー回転子の厚さを引いたもの)は、計算
上0<t<0.05mmであると振動及び衝撃に対する
十分な信頼性が確保でき、消光特性劣化がなく、挿入損
失変化の十分に小さい光アイソレータ(約0.03dB
以下の減少)が得られることが分かった。
【0008】
【発明の作用】本発明によると、ファラデー回転子は両
ホルダーの対向端面(内端)に形成された空所に装入す
るだけで良いから、従来のようなメッキ、ハンダ付け、
あるいは有機接着剤の使用によるファラデー回転子のひ
ずみあるいは悪影響が回避でき、また組立工程も簡略化
される。
【0009】
【実施例の説明】図1〜2を参照して本発明の好ましい
実施例を詳細に説明する。光アイソレータは光進路上に
整列した第1開口17を有するSUS304等の非磁性
ステンレス鋼製の第1ホルダー1、及び第2開口19を
有する非磁性ステンレス鋼製の第2ホルダー3を含んで
いる。第1ホルダー1及び第2ホルダー3は光入射側
(外面側)及び出射側(外面側)にそれぞれ偏光子5を
収納するための凹所11及び前記検光子9を収納するた
めの凹所13有する。第1ホルダー1の第2ホルダーに
対向する端面は平端面として形成され、また第2ホルダ
ー3の第1ホルダーに対向する端面はファラデー回転子
7を収容する凹所15を形成している。
【0010】より詳しく説明すると、第1ホルダー1
は、光の入射端側(外面側)の円環状の第1フランジ1
6と、その内縁から起立する円筒状壁21と、円筒状壁
の内端側に形成され第1開口17を有する偏光子保持板
(鍔状突出部)23よりなり、円筒状壁21の内部に偏
光子5を収容してその周辺部を偏光子保持板23に固着
している。第2ホルダー3は光の出射側の円環状の第2
フランジ25と、その外縁から起立して第1ホルダー1
の方に延びた外側円筒壁27と、第2フランジ25の内
縁からか起立して第1ホルダー1の方へ延び偏光子保持
板23の内端面31に衝合する円筒状壁29と、円筒状
壁29の内部を光進路に対して直角に仕切り内端側にフ
ァラデー回転子7を収容する凹所15を形成し、光出射
側(外面側)に検光子9を収容する凹所13を形成し且
つ第2開口19を有する円板状の検光子保持板(鍔状突
出部)33とよりなる。永久磁石35は第2ホルダー3
の内外円筒状壁27、29の間に挿入支持される。永久
磁石35の光進路方向の長さは、第1ホルダーの端面3
1と第2ホルダーの円筒状壁29の頂面とが衝合した状
態で、第1及び第2フランジの面間の寸法よりわずかに
小さくしてわずかな隙間透を形成する。これにより磁石
の寸法誤差がファラデー回転子を収容する空所の寸法に
影響しないようにできる。第1ホルダー1は周部に針状
の治具挿入用の切欠37、38を有し、それにより両ホ
ルダーの相対回転位置を調整して、偏光子及び検光子の
相対回転位置を容易に45度に調節できる。一旦相対位
置が定まれば両ホルダーは第1フランジ16の外周と外
側円筒状壁の隣接箇所を数か所で溶接した溶接部39に
より固定される。溶接位置は光学素子から最も遠い位置
にあるから溶接熱による影響が回避できる。
【0011】偏光子5及び検光子9を保持板23、33
に固定するには、代表的にはハンダ付法を使用する。保
持板23、33の偏光子及び検光子を承ける周部には例
えばニッケルを3〜5μm、次いで金あるいは銀を1〜
2μこの順にめっきする。あるは端に錫層でも良い。一
方偏光子及び検光子の周辺部には例えば下地としてクロ
ムまたはチタンを約500Å、中間層としてニッケル、
銅、パラジウム、白金等を約2000Å、上層として金
または銀を約5000Å順に蒸着する。不活性雰囲気中
で偏光子5及び検光子9を保持板23、33に支持さ
せ、無フラックス半田(錫60−鉛40の共晶半田)を
使用して気相半田付けを行う。
【0012】一方、ファラデー回転子7は単に第1ホル
ダー1の平坦な内端面31と、第2ホルダー3の内端面
側の凹所15とにより形成される板状の空所つまり室に
収納されている。磁性ガーネット(ビスマス置換稀土類
鉄ガーネット)等の磁性ファラデー回転子とそれを磁化
する永久磁石を使用して光アイソレータを構成する場
合、典型的には直径4mm×長さ2mm程度の寸法を有
するもので、ファラデー回転子7とホルダーの光進路方
向の対抗面31、37間の隙間t(対向面間の距離から
ファラデー回転子の厚さを引いたもの)は、計算上0<
t<0.05mmであると振動に対する十分な信頼性を
有し、消光特性劣化がなく、挿入損失変化の十分に小さ
い光アイソレータ(約0.03dB以下の減少)が得ら
れることが分かった。すなわち、この範囲内に隙間tが
納まればファラデー回転子の面が光進路に対して直角に
なっていなくても実用上なんら差し支えがない。またこ
の範囲にあればファラデー回転子は機械的な振動及び衝
撃に十分耐えられる。この隙間寸法は第1及び第2ホル
ダーが互いに衝合することで保持される。
【0013】なお変形例として鍔状突出部23、33の
位置をそれぞれ上下(図1で)に移動してファラデー回
転子側にある凹所15を拡大し、凹所11、13の大き
さを減少又は消滅させ、凹所15の側から偏光子及び検
光子をそれぞれ鍔状突出部23、33に固着固定するこ
とができる。この場合に先に定義した空所を偏光子及び
検光子に挟まれた部分と規定する。
【0014】以上のように、本発明によると、ファラデ
ー回転子は両ホルダーの対向端面(内端)に形成された
空所に所定の隙間を以て装入するだけで良いから、従来
のようなメッキ、ハンダ付け、あるいは有機接着剤の使
用によるファラデー回転子のひずみあるいは悪影響が回
避でき、また組立工程も簡略化される。なお、他の付加
的な作用効果としては次のものが得られる。 (1)偏光子及び検光子のハンダ前処理としての金属メ
ッキは片面のみに行われるから、両面に成膜する場合に
問題となる工程の増加、及び金属薄膜の位置ずれによる
有効範囲の減少を防ぐことができる。 (2)偏光子及び検光子のハンダ前処理の金属組成を工
夫することによりハンダ付け性とハンダ強度を増すこと
ができる。 (3)偏光子と検光子の相対回転角度を容易に調整でき
る。 (4)溶接部を光学素子から離したので熱による悪影響
を防ぐことができる。 (5)磁石の長さを両フランジ間の距離と同等あるいは
わずかに小さくしてあるのでファラデー回転子の収納部
に影響が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例による光アイソレータの縦断面
図である。
【図2】図1の光アイソレータの平面図である。
【符号の説明】 1 第1ホルダー 3 第2ホルダー 5 偏光子 7 ファラデー回転子 9 検光子 11、13、15 凹所 16 第1フランジ 17 第1開口 19 第2開口 21 円筒状壁 23 鍔状突出部 25 第2フランジ 27 外側円筒状壁 29 内側円筒状壁 31 平坦な端面 33 鍔状突出部 35 永久磁石 37 底面 39 溶接部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光進路上に配置された偏光子と、該偏光
    子と整列した第1開口を有し該偏光子を支持した第1ホ
    ルダーと、前記第1開口に整列した第2開口を有する第
    2ホルダーと、前記第2ホルダーにより前記第2開口に
    整列して支持された検光子と、前記第1及び第2ホルダ
    ーの対向端面の間に形成された板状の空所に固定しない
    で収容された板状のファラデー回転子と、前記第1ホル
    ダー及び第2ホルダーにより支持された磁石とよりな
    り、前記空所の光進路方向の対向端面とファラデー回転
    子との間には光アイソレータの作用に影響しない範囲内
    で隙間を形成している光アイソレータ。
  2. 【請求項2】 前記ファラデー回転子と前記空所の光進
    路方向の対抗面との間の隙間tは、0<t<0.05m
    mである請求項1に記載の光アイソレータ。
  3. 【請求項3】 前記第1及び第2ホルダーは、外面側に
    前記偏光子及び前記検光子を収納する凹所をそれぞれ有
    し、一方のホルダーの対向端面は平端面をなし、他方の
    ホルダーの対向端面は前記平坦面と衝合した周縁とこの
    周縁に繋る筒状内壁面と底壁面とにより形成される凹所
    よりなり、前記平坦面と前記凹所とは前記板状の空所を
    形成している、請求項1または2の光アイソレータ。
  4. 【請求項4】 第1及び第2ホルダーは光進路方向の外
    端部に円環状の第1及び第2フランジをそれぞれ有し、
    一方のフランジの外周部は前記磁石を取り囲む外側円筒
    状壁を一体的に有し、そして前記外側円筒状壁の他端は
    他方のフランジの外周部に溶接固着されている請求項3
    の光アイソレータ。
  5. 【請求項5】 第1及び第2ホルダーの一方は周部に治
    具挿入用の切欠を有し、それにより両ホルダーの相対回
    転位置を調節するようになっている請求項1ないし4の
    いずれかに記載の光アイソレータ。
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