JPH06230314A - 光アイソレータの作製方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 メタル接合アイソレータの作製方法におい
て、光学素子表面にキズを誘発しないハンダ接着法を供
する。 【構成】 ＡｕＳｎ合金を蒸着法、スパッタリング法、
イオンプレーティング法等の、いわゆる物理的蒸着法に
より、光学素子表面にＡｕＳｎ膜１４を成膜することに
より、光学素子１６とホルダとのメタル接合の際に光学
素子１６とホルダとの間にハンダをはさみこむ必要なく
メタル接合が可能で、光学素子表面にキズが発生せず光
学素子１６の特性を劣化させない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファラデー効果を利用
した光アイソレータの作製方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザを光計測などの光信号伝送
系の光源として用いる場合、半導体レーザからの出射光
の一部が、伝送路或いは伝送用光学部品の各接続部で反
射して半導体レーザへ帰還した場合、半導体レーザの発
振特性の不安定化や雑音増加を引き起こす原因となる。
この戻り光が帰還するのを防止するために、一般的に光
アイソレータが使用される。光アイソレータの基本構成
は図３に示すように、ファラデー効果を有する磁気光学
素子（ファラデー回転子）３と、偏光子１および検光子
２と磁気光学素子に磁界を印加するための永久磁石４と
から構成され、磁気光学素子３、偏光子１、検光子２が
それぞれ光軸調整されている。そして矢印ａの方向に伝
搬する入射光は、偏光子１を透過後、直線偏光となっ
て、磁気光学素子３に入射し、この磁気光学素子３を伝
搬中、光はその偏波面が、通常４５°回転した状態で検
光子２に入射し、この検光子２の傾きが予め入射光の偏
波面の傾き４５°と等しく設定されているので、この入
射光を透過させる。一方、矢印ｂのように逆方向に伝搬
する入射光は検光子２と磁気光学素子３を透過すること
により、偏光子１の偏波面に対して９０°傾いた偏波面
をもった直線偏光になって偏光子１に入射するために、
この逆方向の入射光は偏光子１を透過しない。

【０００３】このような光アイソレータを作製する場
合、図２に示すような構造をとることが多い。小型化を
達成するために偏光子６、検光子７には薄型化が可能な
ポーラコア（コーニング社製偏光ガラス）を用い、永久
磁石１１には高Ｂｓ材料であるＳｍ−Ｃｏ材、またはＮ
ｄ−Ｆｅ−Ｂ材を用いている。また、これらを組み立て
る場合、部品の接着に有機接着法を用いると、耐久性が
著しく劣るため、金属ハンダによるメタル接着法が用い
られている。メタル接着法は各部品を金属ハンダを介し
て接着する方法である。金属ハンダは主にＡｕ／Ｓｎ合
金が用いられており、ここで端部ホルダ８、外部ホルダ
１０、内部ホルダ１２、永久磁石１１はＮｉメッキなど
により全面メッキすることでハンダの付きやすい表面処
理が可能であるが、磁気光学素子３および偏光子および
検光子に用いられた偏光ガラスは非金属であるためメッ
キ処理は不可能である。よって、一般的にはマスキング
によるメタライズスパッタリング法が用いられている。
この方法は磁気光学素子、偏光子および検光子からなる
光学素子の光の通る部分をマスクし、接着部分にスパッ
タリングによりＮｉ、Ａｕなどで接着パターンを形成す
るものである。これらのパターン上にリング型のハンダ
を介して内部ホルダを接着している。ハンダの融点は２
８０℃であるので、３００℃に加温後冷却することによ
り接着が完了する。しかしながら、上記作製方法では、
ハンダを光学素子−ホルダ間に正確に配置する事が難か
しく、ハンダを配置する際に使用するピンセット等の工
具によって光学素子表面にキズ等を発生させ、光学特性
を劣下させる。したがって歩留まりが低下し、又生産性
が悪いという問題を生じていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明は
光学素子表面にキズ等を誘発させることのないハンダ接
着法を供さんとするものであって、光アイソレータの生
産性向上及び高光学特性確保に資することができる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】メタル接合アイソレータ
用光学素子とホルダとの接合において、蒸着法、スパッ
タリング法、イオンプレーティング法等の、いわゆる物
理的蒸着法により、光学素子表面にＡｕＳｎ薄膜を成膜
することにより、前記課題を解決する。

【０００６】

【作用】メタル接合アイソレータ作製において、光学素
子固定は、一般に光学素子、被接合材間にリング状のハ
ンダを溶融することにより接合固定が完了する。しかし
ながら、光学素子、被接合材間にハンダを設置する時、
ピンセット等の工具及び補助治具により光学素子表面に
キズ等を発生させ、光学特性を劣化させる原因となる。
本発明におけるＡｕＳｎハンダを成膜した光学素子を用
いることによって、ハンダを光学素子−ホルダ材間に介
在させる必要がない為、光学素子の光学特性を劣化させ
る事がなく、高性能な光アイソレータが生産できる。更
に、ハンダ付け工程を短縮できるという利点がある。

【０００７】

【実施例】本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

【０００８】（実施例）図２に本発明によるアイソレー
タの構成図を示す。磁気光学素子にはガーネット、偏光
子および検光子にはポーラコア（コーニング社製偏光ガ
ラス）を用いた。ガーネットおよびポーラコアはφ２ｍ
ｍに加工してある。磁気光学素子、偏光子および検光子
からなる光学素子には、マスキングにより図１に示すよ
うなリング状メタライズパターンを施した。成膜装置は
スパッタ装置を用い、成膜条件として、スパッタパワー
２００Ｗ、スパッタ圧力０．５Ｐａ、ターゲット材Ａｕ
Ｓｎ（＝８０／２０％）、ターゲット−基板間距離１０
０ｍｍ、成膜速度６００オングストローム／ｍｉｎとし
た。また、膜厚は５μｍとした。更に、光アイソレータ
を構成する他部品として、端部ホルダ８にはコバール、
外部ホルダ１０にはＳＵＳ３０４、内部ホルダ１２には
ＳＵＳ４３０、磁石はＳｍＣｏ磁石を使用した。これら
の各部品にはＮｉメッキ処理を施した。上記部品を位置
合わせ後、電気炉内で３２０度まで加熱し、接合を完了
させ、光アイソレータを作製した。

【０００９】（比較例）スパッタリングにより、光学素
子表面にＣｒ、Ｎｉ、Ａｕを各々０．３５μｍ、０．３
５μｍ、０．１５μｍ成膜した光学素子を使用し、ハン
ダ付けに、幅０．４ｍｍリング型プリフォームハンダ
（ＡｕＳｎ＝８０／２０％）を使用した以外は実施例と
同様にして、光アイソレータを作製した。

【００１０】実施例及び比較例にて作製したメタル接合
アイソレータの信頼性を確認する為、図４に示すような
プロファイルにて、ヒートサイクル試験を行った。試験
の判定方法は、逆方向挿入損失が初期値より、２０％劣
化する点とした。第１表にヒートサイクル試験の結果を
示す。

【００１１】

【００１２】ヒートサイクル試験の結果より、実施例、
比較例を比較しても、同等の信頼性を有することが判っ
た。従って、本発明を用いた場合、信頼性の高いメタル
接合アイソレータの作製が可能である。

【００１３】また、実施例及び比較例にて、各５０個メ
タル接合アイソレータを作製し、歩留を求めた。判定基
準は、作製時における光学特性が、順方向挿入損失０．
５ｄＢ以下、逆方向挿入損失３８ｄＢ以上とした。表２
に実施例及び比較例にて作製したメタル接合アイソレー
タの歩留を示す。

【００１４】

【００１５】表２に示す結果より、本発明の作製方法に
よれば、従来作製方法（比較例）と比較して、高い光学
特性を有する光アイソレータを歩留良く作製する事が可
能である。

【発明の効果】本発明によれば、高性能、高信頼性を有
するメタル接合アイソレータを歩留良く作製することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にて使用した光学素子を示す説明図。
（ａ）は光学素子表面上のメタライズパターンを示す平
面図、（ｂ）は（ａ）の成膜構造を示す断面図。

【図２】本発明における光アイソレータの構造を示す断
面図。

【図３】一般的な光アイソレータの構成を示す概略斜視
図。

【図４】ヒートサイクル試験のプロファイルを示す図。

【符号の説明】

１、６ 偏光子 ２、７ 検光子 ３ 磁気光学素子（ファラデー回転子） ４ 永久磁石 ５ 磁気光学素子（ガーネット膜） ８ 端部ホルダ １０ 外部ホルダ １１ 永久磁石 １２ 内部ホルダ １３ ハンダ接着部 １４ メタライズ膜（ＡｕＳｎ膜） １５ 透過面 １６ 光学素子 ａ 入射光の伝播する方向を示す矢印 ｂ 戻り光の伝播する方向を示す矢印

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 メタル接合アイソレータを構成する光学
   素子とホルダとの接合において、該光学素子表面にＡｕ
   Ｓｎ合金膜を物理的蒸着法により成膜したことを特徴と
   する光アイソレータの作製方法。