JPH0688926A - 光アイソレータ付き光ファイバ端子とその組立方法 - Google Patents
光アイソレータ付き光ファイバ端子とその組立方法Info
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- JPH0688926A JPH0688926A JP5053158A JP5315893A JPH0688926A JP H0688926 A JPH0688926 A JP H0688926A JP 5053158 A JP5053158 A JP 5053158A JP 5315893 A JP5315893 A JP 5315893A JP H0688926 A JPH0688926 A JP H0688926A
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- optical isolator
- magnet
- optical fiber
- ferrule
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- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- 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
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4207—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback
- G02B6/4208—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms with optical elements reducing the sensitivity to optical feedback using non-reciprocal elements or birefringent plates, i.e. quasi-isolators
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- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 小型の光アイソレータ付き光ファイバ端子を
提供すること。 【構成】 光ファイバと、該光ファイバを保持するフェ
ルールと、光ファイバ端面に配置した不飽和型の磁気光
学材料及びそれを不飽和磁界で磁化する手段を有する光
アイソレータとを近接一体化しており、光アイソレータ
の最大外径がフェルールの外径の2倍以内、好ましくは
ほぼ等しくする。
提供すること。 【構成】 光ファイバと、該光ファイバを保持するフェ
ルールと、光ファイバ端面に配置した不飽和型の磁気光
学材料及びそれを不飽和磁界で磁化する手段を有する光
アイソレータとを近接一体化しており、光アイソレータ
の最大外径がフェルールの外径の2倍以内、好ましくは
ほぼ等しくする。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、磁気光学素子に飽和未
満の磁界を印加する未飽和型光アイソレータの改良に関
し、特に半導体レーザ装置、光増幅器等に使用される小
型の光アイソレータ付き光ファイバ端子に関する。
満の磁界を印加する未飽和型光アイソレータの改良に関
し、特に半導体レーザ装置、光増幅器等に使用される小
型の光アイソレータ付き光ファイバ端子に関する。
【0002】
【従来の技術】光アイソレータは、光増幅器、半導体レ
ーザ装置、等に使用されている。例えば半導体レーザモ
ジュールは該略図2に示すように、レーザダイオード
1、第1レンズ2、光アイソレータ3(偏光子10、フ
ァラデー回転子として機能する磁気光学素子11および
偏光子12の組合せと、磁石5とよりなる)、第2レン
ズ6、フェルール7、及びフェルールに支持された光フ
ァイバ8より構成されている。レーザダイオード1より
出射した光は、第1レンズ2により平行光となり、光ア
イソレータ3を透過後に、第2レンズ6により光ファイ
バ8の端面に集光される。逆方向からの戻り光は光アイ
ソレータ3により遮断されてレーザダイオード1には戻
らないようになっている。この従来例では、光アイソレ
ータ3はハウジング9’に収納され、光ファイバ8はフ
ェルール7を溶接したスライドリング28を第2レンズ
6のレンズホルダ9に溶接することにより固定される。
ーザ装置、等に使用されている。例えば半導体レーザモ
ジュールは該略図2に示すように、レーザダイオード
1、第1レンズ2、光アイソレータ3(偏光子10、フ
ァラデー回転子として機能する磁気光学素子11および
偏光子12の組合せと、磁石5とよりなる)、第2レン
ズ6、フェルール7、及びフェルールに支持された光フ
ァイバ8より構成されている。レーザダイオード1より
出射した光は、第1レンズ2により平行光となり、光ア
イソレータ3を透過後に、第2レンズ6により光ファイ
バ8の端面に集光される。逆方向からの戻り光は光アイ
ソレータ3により遮断されてレーザダイオード1には戻
らないようになっている。この従来例では、光アイソレ
ータ3はハウジング9’に収納され、光ファイバ8はフ
ェルール7を溶接したスライドリング28を第2レンズ
6のレンズホルダ9に溶接することにより固定される。
【0003】未飽和型光アイソレータ(磁気光学素子で
ある磁性ガーネットに飽和に至らない磁界を印加する)
は本発明者等により特開平4−31821号で提案され
ているように、優れた温度特性が得られる。しかしなが
ら、磁界によってファラデー回転角が変化するため磁界
分布を一様にしなければならず、磁石が大型化し、その
ため光アイソレータが大型化する欠点があった。この欠
点に対し特願平3−354071号において提案した構
成ではある程度の小型化が可能となった。簡単に述べる
と、このような光アイソレータは、着磁方向が軸線方向
である円筒状磁石と、この磁石の外周面にほぼ接触状態
で配置された円筒状軟磁性スリーブと、前記円筒状軟磁
性スリーブからは離間して前記円筒状磁石の開口端に配
置されている環状磁気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内
に配置した磁気光学素子とよりなる。なお、軟磁性体の
外側スリーブを使用することにより円筒状磁石の内孔の
磁界が外部磁界の影響を受けにくくなり、磁石の形状が
好ましくは長さ/内径=0.5 外径/内径+(0.03〜
0.26)を満足する様に設計することにより内孔に配
置した磁気光学素子に加わる磁界が均一になり、温度安
定性の良い未飽和型のファラデー回転子を使用するのに
適する。更に磁気ヨークの寸法特に厚さを調整すること
により磁界を任意の設定値に調整できる。これは工程を
容易にする。従来技術の認識に反して、磁石が軟磁性ス
リーブに接触またはほぼ接触しているにも拘らず、磁気
ヨークが軟磁性スリーブに接していないため磁石内孔の
中心磁界の磁界がそれほど低下しない。しかしながら、
この構造の光アイソレータでも十分な小型化は達成でき
なかった。
ある磁性ガーネットに飽和に至らない磁界を印加する)
は本発明者等により特開平4−31821号で提案され
ているように、優れた温度特性が得られる。しかしなが
ら、磁界によってファラデー回転角が変化するため磁界
分布を一様にしなければならず、磁石が大型化し、その
ため光アイソレータが大型化する欠点があった。この欠
点に対し特願平3−354071号において提案した構
成ではある程度の小型化が可能となった。簡単に述べる
と、このような光アイソレータは、着磁方向が軸線方向
である円筒状磁石と、この磁石の外周面にほぼ接触状態
で配置された円筒状軟磁性スリーブと、前記円筒状軟磁
性スリーブからは離間して前記円筒状磁石の開口端に配
置されている環状磁気ヨークと、前記円筒状磁石の孔内
に配置した磁気光学素子とよりなる。なお、軟磁性体の
外側スリーブを使用することにより円筒状磁石の内孔の
磁界が外部磁界の影響を受けにくくなり、磁石の形状が
好ましくは長さ/内径=0.5 外径/内径+(0.03〜
0.26)を満足する様に設計することにより内孔に配
置した磁気光学素子に加わる磁界が均一になり、温度安
定性の良い未飽和型のファラデー回転子を使用するのに
適する。更に磁気ヨークの寸法特に厚さを調整すること
により磁界を任意の設定値に調整できる。これは工程を
容易にする。従来技術の認識に反して、磁石が軟磁性ス
リーブに接触またはほぼ接触しているにも拘らず、磁気
ヨークが軟磁性スリーブに接していないため磁石内孔の
中心磁界の磁界がそれほど低下しない。しかしながら、
この構造の光アイソレータでも十分な小型化は達成でき
なかった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】未飽和型光アイソレー
タに入射する光の位置及びビーム径のばらつきに対して
アイソレータの特性を一様にするにはアイソレータの大
型化が避けられないが、この問題を解決して小型化する
必要がある。
タに入射する光の位置及びビーム径のばらつきに対して
アイソレータの特性を一様にするにはアイソレータの大
型化が避けられないが、この問題を解決して小型化する
必要がある。
【0005】
【課題を解決するための手段】光アイソレータの特性を
一様にしなければならない理由は、光アイソレータに入
射する光の位置及びビーム径にばらつきがあるためであ
る。例えば、図2の従来例では部材の寸法などのばらつ
きにより光アイソレータへ入出射する光の位置及び光の
ビーム径が変化する。そのため光アイソレータの特性
は、光の入射位置とビーム径が多少変動しても変化しな
いことが要求される。本発明は、光ファイバと、該光フ
ァイバを保持するフェルールと、光ファイバ端面に配置
した光アイソレータ素子(少なくとも1枚の磁気光学素
子と少なくとも1枚の偏光子とを含み、また場合により
他の光学材料が組み合わされたもの)及びそれに未飽和
磁界を印加するための手段を含む未飽和型光アイソレー
タとを一体化したこと、及び光アイソレータの最大外径
をフェルールの外径とほぼ等しいかあるいは2倍以下の
外径寸法を有することを特徴とする。
一様にしなければならない理由は、光アイソレータに入
射する光の位置及びビーム径にばらつきがあるためであ
る。例えば、図2の従来例では部材の寸法などのばらつ
きにより光アイソレータへ入出射する光の位置及び光の
ビーム径が変化する。そのため光アイソレータの特性
は、光の入射位置とビーム径が多少変動しても変化しな
いことが要求される。本発明は、光ファイバと、該光フ
ァイバを保持するフェルールと、光ファイバ端面に配置
した光アイソレータ素子(少なくとも1枚の磁気光学素
子と少なくとも1枚の偏光子とを含み、また場合により
他の光学材料が組み合わされたもの)及びそれに未飽和
磁界を印加するための手段を含む未飽和型光アイソレー
タとを一体化したこと、及び光アイソレータの最大外径
をフェルールの外径とほぼ等しいかあるいは2倍以下の
外径寸法を有することを特徴とする。
【0006】このように未飽和型の光アイソレータを光
ファイバに一体化すると、光アイソレータの一部を構成
する光アイソレータ素子へ入射する光の位置及び光のビ
ーム径は決まってしまうので、従来のような磁界その他
の特性の均一化の問題を考える必要がない。そのため未
飽和型光アイソレータを十分小型にできる。また本発明
のように外径が光ファイバのフェルールと余り変わらな
いため、半導体レーザ装置、光増幅装置、その他の装置
に実装する際に、あたかも光アイソレータ付き光ファイ
バは光アイソレータのない光ファイバ自体のような取り
扱いができ、単に光アイソレータ付ファイバ端子を装置
本体側に挿入し、フェルールを適当なフェルールホルダ
に保持させ、所定の調整後に溶接等により固定するだけ
で良く、従来のような組立及び光ファイバと偏光子及び
磁気光学素子との間の調整をする必要がないので、組立
が簡単になる。
ファイバに一体化すると、光アイソレータの一部を構成
する光アイソレータ素子へ入射する光の位置及び光のビ
ーム径は決まってしまうので、従来のような磁界その他
の特性の均一化の問題を考える必要がない。そのため未
飽和型光アイソレータを十分小型にできる。また本発明
のように外径が光ファイバのフェルールと余り変わらな
いため、半導体レーザ装置、光増幅装置、その他の装置
に実装する際に、あたかも光アイソレータ付き光ファイ
バは光アイソレータのない光ファイバ自体のような取り
扱いができ、単に光アイソレータ付ファイバ端子を装置
本体側に挿入し、フェルールを適当なフェルールホルダ
に保持させ、所定の調整後に溶接等により固定するだけ
で良く、従来のような組立及び光ファイバと偏光子及び
磁気光学素子との間の調整をする必要がないので、組立
が簡単になる。
【0007】さらに、一体化したのち特性を使用条件
(波長、温度)に対して最適化するには、未飽和型の欠
点である磁界に対してファラデー回転角が変化すること
を逆用して、磁気ヨーク、磁気スリーブまたは磁石の位
置、寸法、特性を変化させる。
(波長、温度)に対して最適化するには、未飽和型の欠
点である磁界に対してファラデー回転角が変化すること
を逆用して、磁気ヨーク、磁気スリーブまたは磁石の位
置、寸法、特性を変化させる。
【0008】光アイソレータの一部を構成する光アイソ
レータ素子(磁気光学素子と偏光子の組み合わせ体)は
直接光ファイバ端面に接着してもよいが、接着は細心の
注意を要するので、なるべくは空気層を介してファイバ
端面に近接配置する。光ファイバから入射する光は末広
がりとなるので、この空気層が薄いほど光アイソレータ
素子を通過する光ビーム径は小さくできる。そのために
はフェルール端部の直径を小さくして円筒状磁石の内部
に配置された光アイソレータ素子にフェルール端部を近
づける。このようにすると光アイソレータ素子が小型化
できると共に、ファイバ端面と光アイソレータ先端の間
の長さlを短かくできる(図7参照)。lが短かいほ
ど、レンズ結合系の設計が容易になる。
レータ素子(磁気光学素子と偏光子の組み合わせ体)は
直接光ファイバ端面に接着してもよいが、接着は細心の
注意を要するので、なるべくは空気層を介してファイバ
端面に近接配置する。光ファイバから入射する光は末広
がりとなるので、この空気層が薄いほど光アイソレータ
素子を通過する光ビーム径は小さくできる。そのために
はフェルール端部の直径を小さくして円筒状磁石の内部
に配置された光アイソレータ素子にフェルール端部を近
づける。このようにすると光アイソレータ素子が小型化
できると共に、ファイバ端面と光アイソレータ先端の間
の長さlを短かくできる(図7参照)。lが短かいほ
ど、レンズ結合系の設計が容易になる。
【0009】なお、光アイソレータ素子は光の進行方向
から見た時に長方形となる直方体に形成し、透過偏光面
を直方体の一辺に一致させておくと偏光面が明確とな
り、組み立てや印し付けに便利である。従来のものは円
形または正方形であったので偏光面の区別ができなかっ
た。
から見た時に長方形となる直方体に形成し、透過偏光面
を直方体の一辺に一致させておくと偏光面が明確とな
り、組み立てや印し付けに便利である。従来のものは円
形または正方形であったので偏光面の区別ができなかっ
た。
【0010】光アイソレータ付き光ファイバ端子の組み
立て方法として最適な例を説明する。まず、光アイソレ
ータ素子を以下に示す2つの部分に分けてそれぞれを一
体化する。1つは光アイソレータ素子と光ファイバとを
一体化させた光ファイバ素子部であり、もう一つは磁界
発生部である。光ファイバ素子部は光ファイバ、それを
保持するフェルール、光アイソレータ素子、及びこれら
を一体化させるためのステンレス部材より構成される。
なお、この光ファイバ素子部は磁気光学素子以外はすべ
て非磁性体で構成するのが望ましい。一方、磁界発生部
は着磁方向が軸線方向である円筒状磁石と、この磁石の
該周部に配置された円筒状軟磁性スリーブと、前記円筒
状軟磁性スリーブからは離間して前記円筒状磁石の前端
にほぼ接触状態で配置された軟磁性環状磁気ヨークとよ
り構成されている。この磁界発生部を複数個用意し磁気
光学素子を配置すべき箇所の磁界を測定しておく、光フ
ァイバ素子部と磁界発生部とを仮組した後、光学特性を
測定し(実際にはピーク波長、つまりアイソレーション
が最大になる波長)、目標の特性からずれていた時はそ
のずれから最適の磁界を計算し、それに適合した磁界発
生部分と交換し組み込み固定する。光学特性は磁界の大
きさに依存するので(例えばピーク波長は磁界の大きさ
に比例して変化する)調整は容易である。上に引用した
特願平3−354071号の技術では、環状磁気ヨーク
の形状及び厚さを調整していたが、形状を変えた場合の
磁界の変化が一定でなく調整が困難であること、及び調
整範囲が限定されるという問題があったが、上記の方法
ではこの問題がなく、調整が容易である。
立て方法として最適な例を説明する。まず、光アイソレ
ータ素子を以下に示す2つの部分に分けてそれぞれを一
体化する。1つは光アイソレータ素子と光ファイバとを
一体化させた光ファイバ素子部であり、もう一つは磁界
発生部である。光ファイバ素子部は光ファイバ、それを
保持するフェルール、光アイソレータ素子、及びこれら
を一体化させるためのステンレス部材より構成される。
なお、この光ファイバ素子部は磁気光学素子以外はすべ
て非磁性体で構成するのが望ましい。一方、磁界発生部
は着磁方向が軸線方向である円筒状磁石と、この磁石の
該周部に配置された円筒状軟磁性スリーブと、前記円筒
状軟磁性スリーブからは離間して前記円筒状磁石の前端
にほぼ接触状態で配置された軟磁性環状磁気ヨークとよ
り構成されている。この磁界発生部を複数個用意し磁気
光学素子を配置すべき箇所の磁界を測定しておく、光フ
ァイバ素子部と磁界発生部とを仮組した後、光学特性を
測定し(実際にはピーク波長、つまりアイソレーション
が最大になる波長)、目標の特性からずれていた時はそ
のずれから最適の磁界を計算し、それに適合した磁界発
生部分と交換し組み込み固定する。光学特性は磁界の大
きさに依存するので(例えばピーク波長は磁界の大きさ
に比例して変化する)調整は容易である。上に引用した
特願平3−354071号の技術では、環状磁気ヨーク
の形状及び厚さを調整していたが、形状を変えた場合の
磁界の変化が一定でなく調整が困難であること、及び調
整範囲が限定されるという問題があったが、上記の方法
ではこの問題がなく、調整が容易である。
【0011】次に、着磁方向が軸線方向である円筒状磁
石と、この磁石の外周面に配置された円筒状軟磁性スリ
ーブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間して前記
円筒状磁石の前端にほぼ接触状態で配置された軟磁性環
状磁気ヨークとよりなる磁界発生部の各部の寸法関係を
次式のように定めると、光ビームを含む磁気光学素子の
領域の磁化がほぼ一定となり好ましい。 磁石の長さ/磁石内径>0.5×磁石外径/磁石内径+
0.26 上の式は、磁気光学素子自体の反磁界が中心付近で大き
いことから、外部磁界が中心付近で周辺より大きくなる
ようにした範囲である。こうすることによって、反磁界
の分布と外部磁界の分布が打ち消され、ほぼ一様に磁化
される。
石と、この磁石の外周面に配置された円筒状軟磁性スリ
ーブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間して前記
円筒状磁石の前端にほぼ接触状態で配置された軟磁性環
状磁気ヨークとよりなる磁界発生部の各部の寸法関係を
次式のように定めると、光ビームを含む磁気光学素子の
領域の磁化がほぼ一定となり好ましい。 磁石の長さ/磁石内径>0.5×磁石外径/磁石内径+
0.26 上の式は、磁気光学素子自体の反磁界が中心付近で大き
いことから、外部磁界が中心付近で周辺より大きくなる
ようにした範囲である。こうすることによって、反磁界
の分布と外部磁界の分布が打ち消され、ほぼ一様に磁化
される。
【0012】実施例1 以下に図1を参照して本発明の第1実施例による光アイ
ソレータ付き光ファイバ端子18を詳しく説明する。図
1において、光ファイバ8は円筒状フェルール7の内孔
に固定的に支持され、その先端に光アイソレータ3が取
りつけてある。フェルールの少なくとも光アイソレータ
側の一部は軟磁性材料で製作すると、フェルールに磁気
シールド効果をもたせることができ、光アイソレータを
小型化できる。光ファイバ8の心線13はフェルール7
に支持されたガラス管14の内孔に支持されており、心
線13の先端はガラス管14と共に斜めに研磨されてて
傾斜した端面を形成している。この端面には偏光子1
2、磁気光学素子11及び偏光子10の積層体よりなる
光アイソレータ素子3Aが接着されている。光アイソレ
ータ素子3Aは光の進行方向から見た時に長方形となる
直方体に形成し、透過偏光面を直方体の一辺に一致させ
ておくと偏光面が明確となり、組み立てや印し付けに便
利である。従来のものは円形または正方形であったので
偏光面の区別ができなかった。光源のレーザダイオード
(図示せず)が直線偏光を生じる場合には偏光子10は
省略される場合もある。このように光ファイバと光アイ
ソレータとを一体化すると、光アイソレータに入出射す
る光の位置及びビーム径が決まるので、特性の場所によ
る均一性を考える必要がない。すなわち一体化した後で
光アイソレータの特性を最適化すれば良い。フェルール
7の先端には小径部が形成されており、そこにフェルー
ル7とほぼ同一の外径を有する軟磁性材料製の磁性スリ
ーブ15が溶接等で固着されている。磁性スリーブ15
の内面に接触または極く近接して着磁方向が軸線方向で
ある円筒状磁石5が偏光子10、12、磁気光学素子1
1の積層体を取り囲むようにして配置され、その内端は
フェルール7に固着されている。更に、磁石5の前端は
磁性スリーブ15から離間して軟磁性材料製の円環状磁
気ヨーク16が配置されている。この磁気ヨーク16は
非磁性の支持リング17により磁性スリーブ15に固着
される。ここで磁性スリーブ15、磁石5、磁気ヨーク
16の少なくとも1つの寸法、形状、特性を変化させて
光アイソレータの特性、使用条件に対して最適になるよ
う調整した後これらを固定する。
ソレータ付き光ファイバ端子18を詳しく説明する。図
1において、光ファイバ8は円筒状フェルール7の内孔
に固定的に支持され、その先端に光アイソレータ3が取
りつけてある。フェルールの少なくとも光アイソレータ
側の一部は軟磁性材料で製作すると、フェルールに磁気
シールド効果をもたせることができ、光アイソレータを
小型化できる。光ファイバ8の心線13はフェルール7
に支持されたガラス管14の内孔に支持されており、心
線13の先端はガラス管14と共に斜めに研磨されてて
傾斜した端面を形成している。この端面には偏光子1
2、磁気光学素子11及び偏光子10の積層体よりなる
光アイソレータ素子3Aが接着されている。光アイソレ
ータ素子3Aは光の進行方向から見た時に長方形となる
直方体に形成し、透過偏光面を直方体の一辺に一致させ
ておくと偏光面が明確となり、組み立てや印し付けに便
利である。従来のものは円形または正方形であったので
偏光面の区別ができなかった。光源のレーザダイオード
(図示せず)が直線偏光を生じる場合には偏光子10は
省略される場合もある。このように光ファイバと光アイ
ソレータとを一体化すると、光アイソレータに入出射す
る光の位置及びビーム径が決まるので、特性の場所によ
る均一性を考える必要がない。すなわち一体化した後で
光アイソレータの特性を最適化すれば良い。フェルール
7の先端には小径部が形成されており、そこにフェルー
ル7とほぼ同一の外径を有する軟磁性材料製の磁性スリ
ーブ15が溶接等で固着されている。磁性スリーブ15
の内面に接触または極く近接して着磁方向が軸線方向で
ある円筒状磁石5が偏光子10、12、磁気光学素子1
1の積層体を取り囲むようにして配置され、その内端は
フェルール7に固着されている。更に、磁石5の前端は
磁性スリーブ15から離間して軟磁性材料製の円環状磁
気ヨーク16が配置されている。この磁気ヨーク16は
非磁性の支持リング17により磁性スリーブ15に固着
される。ここで磁性スリーブ15、磁石5、磁気ヨーク
16の少なくとも1つの寸法、形状、特性を変化させて
光アイソレータの特性、使用条件に対して最適になるよ
う調整した後これらを固定する。
【0013】実施例2 次に図4を参照して本発明の第2実施例による光アイソ
レータ付き光ファイバ端子を詳しく説明する。図4にお
いて、光ファイバ8は円筒状フェルール7の内孔に固定
的に支持され、その先端に接続スリーブ24がフェルー
ル7の先端の周りに嵌合して溶接することによりにより
取りつけてある。光ファイバ8の心線13はフェルール
7の内孔に支持されており、心線13の先端は斜めに研
磨されている。接続スリーブ24に磁気ヨークが固定さ
れており、磁気ヨークに偏光子12、磁気光学素子(フ
ァラデー回転子)11及び偏光子10の積層体が接着さ
れている。軟磁性材料製の磁性スリーブ15が溶接等で
接続スリーブに固着されている。磁性スリーブ15の内
面に接触または極く近接して着磁方向が軸線方向である
円筒状磁石5が偏光子10、12、磁気光学素子11の
積層体を取り囲むようにして配置されている。更に、磁
石5の前端及び内端には磁性スリーブ15から離間して
軟磁性材料製の円環状磁気ヨーク16、16が配置され
ている。前端の磁気ヨーク16は非磁性の支持リング1
7により磁性スリーブ15に固着される。内端の磁気ヨ
ーク16は接続スリーブ24により支持されている。接
続スリーブ24及び磁性スリーブ15はできるだけ外径
が小さくなるように形成し、大きくともフェルールの寸
法の2倍を越えないようにする。
レータ付き光ファイバ端子を詳しく説明する。図4にお
いて、光ファイバ8は円筒状フェルール7の内孔に固定
的に支持され、その先端に接続スリーブ24がフェルー
ル7の先端の周りに嵌合して溶接することによりにより
取りつけてある。光ファイバ8の心線13はフェルール
7の内孔に支持されており、心線13の先端は斜めに研
磨されている。接続スリーブ24に磁気ヨークが固定さ
れており、磁気ヨークに偏光子12、磁気光学素子(フ
ァラデー回転子)11及び偏光子10の積層体が接着さ
れている。軟磁性材料製の磁性スリーブ15が溶接等で
接続スリーブに固着されている。磁性スリーブ15の内
面に接触または極く近接して着磁方向が軸線方向である
円筒状磁石5が偏光子10、12、磁気光学素子11の
積層体を取り囲むようにして配置されている。更に、磁
石5の前端及び内端には磁性スリーブ15から離間して
軟磁性材料製の円環状磁気ヨーク16、16が配置され
ている。前端の磁気ヨーク16は非磁性の支持リング1
7により磁性スリーブ15に固着される。内端の磁気ヨ
ーク16は接続スリーブ24により支持されている。接
続スリーブ24及び磁性スリーブ15はできるだけ外径
が小さくなるように形成し、大きくともフェルールの寸
法の2倍を越えないようにする。
【0014】上記の構造を組み立てるには、内端の磁気
ヨーク、アイソレータ素子(10、11、12)を保持
した接続スリーブをフェルール7に装入し、接続スリー
ブとフェルールとを溶接する。これにより、光アイソレ
ータへ入出射する光の位置及びビーム径が決まる。その
後、磁石5、ヨーク16、スリーブ15の形状特性を変
化させて光アイソレータの特性を最適化後、所定箇所で
溶接固定する。
ヨーク、アイソレータ素子(10、11、12)を保持
した接続スリーブをフェルール7に装入し、接続スリー
ブとフェルールとを溶接する。これにより、光アイソレ
ータへ入出射する光の位置及びビーム径が決まる。その
後、磁石5、ヨーク16、スリーブ15の形状特性を変
化させて光アイソレータの特性を最適化後、所定箇所で
溶接固定する。
【0015】実施例3 図7を参照して本発明の第3実施例による光アイソレー
タ付き光ファイバ端子を詳しく説明する。図7におい
て、光ファイバ8はステンレス製の円筒状管7A及びそ
の内孔に圧入また接着されたセラミック又はガラス製キ
ャピラリ管7Bよりなるフェルール7の内孔に固定的に
支持されている。光ファイバ8の心線13は先端が小径
のキャピラリ管7Bの内孔に支持されており、心線13
の先端はキャピラリ管とともに斜めに研磨されている。
タ付き光ファイバ端子を詳しく説明する。図7におい
て、光ファイバ8はステンレス製の円筒状管7A及びそ
の内孔に圧入また接着されたセラミック又はガラス製キ
ャピラリ管7Bよりなるフェルール7の内孔に固定的に
支持されている。光ファイバ8の心線13は先端が小径
のキャピラリ管7Bの内孔に支持されており、心線13
の先端はキャピラリ管とともに斜めに研磨されている。
【0016】フェルール7の先端部周部には光アイソレ
ータ3が取りつけてある。取りつけは円筒状管7Aの先
端の周りに接続スリーブ24を嵌合して溶接することに
よりにより行う。接続スリーブ24には非磁性ホルダ7
0が固定されており、ホルダ70に偏光子12、磁気光
学素子(ファラデー回転子)11及び偏光子10の積層
体である光アイソレータ素子3Aが接着されている。軟
磁性材料製の磁性スリーブ15が溶接等で接続スリーブ
に固着されている。磁性スリーブ15の内面に接触また
は極く近接して着磁方向が軸線方向である円筒状磁石5
が光アイソレータ素子3Aを取り囲むようにして配置さ
れている。更に、磁石5の前端には磁性スリーブ15か
ら離間して軟磁性材料製の円環状磁気ヨーク16が配置
されている。前端の磁気ヨーク16は非磁性の支持リン
グ17により磁性スリーブ15に固着される。接続スリ
ーブ24及び磁性スリーブ15はできるだけ外径が小さ
くなるように形成し、大きくともフェルールの寸法の2
倍を越えないようにする。
ータ3が取りつけてある。取りつけは円筒状管7Aの先
端の周りに接続スリーブ24を嵌合して溶接することに
よりにより行う。接続スリーブ24には非磁性ホルダ7
0が固定されており、ホルダ70に偏光子12、磁気光
学素子(ファラデー回転子)11及び偏光子10の積層
体である光アイソレータ素子3Aが接着されている。軟
磁性材料製の磁性スリーブ15が溶接等で接続スリーブ
に固着されている。磁性スリーブ15の内面に接触また
は極く近接して着磁方向が軸線方向である円筒状磁石5
が光アイソレータ素子3Aを取り囲むようにして配置さ
れている。更に、磁石5の前端には磁性スリーブ15か
ら離間して軟磁性材料製の円環状磁気ヨーク16が配置
されている。前端の磁気ヨーク16は非磁性の支持リン
グ17により磁性スリーブ15に固着される。接続スリ
ーブ24及び磁性スリーブ15はできるだけ外径が小さ
くなるように形成し、大きくともフェルールの寸法の2
倍を越えないようにする。
【0017】この例の特徴は、キャピラリ管7Bの先端
の径がホルダ70の内孔よりも小さくかつ光アイソレー
タ素子3Aの端面近くまで延びていることである。この
ため光アイソレータ素子3Aをファイバ端面に接着する
必要がなく組立が容易になると同時に、ファイバー端面
と光アイソレータ先端の間の長さを短くでき、小型化と
レンズ結合系の設計が容易となる。
の径がホルダ70の内孔よりも小さくかつ光アイソレー
タ素子3Aの端面近くまで延びていることである。この
ため光アイソレータ素子3Aをファイバ端面に接着する
必要がなく組立が容易になると同時に、ファイバー端面
と光アイソレータ先端の間の長さを短くでき、小型化と
レンズ結合系の設計が容易となる。
【0018】光アイソレータの組み立て並びに調整に便
利なように、磁石5、磁性スリーブ15、溶接固定用リ
ング17、磁気ヨーク16よりなる磁界発生部を一体的
なユニットとして別個に構成したものを複数個用意す
る。磁気光学素子11を配置すべき箇所の磁界をそれぞ
れ測定しておき、選択した前記磁界発生部に光アイソレ
ータ素子3A、アイソレータホルダー70、接続スリー
ブ24、フェルール、光ファイバを一体化固定した光フ
ァイバ素子部を仮組みし後、光学特性を測定し、目標の
特性からずれていた時はそのずれから最適の磁界を計算
し、それに適合した他の磁界発生部分と交換し組み込み
恒久的に固定する。これにより光アイソレータの組み立
て調整が容易になる。上記の特願平3−354071号
の方法では、磁気ヨーク等の寸法を調整する必要があっ
たが、本例の方法ではその必要がないので、大量生産の
必要な工場生産に適する。
利なように、磁石5、磁性スリーブ15、溶接固定用リ
ング17、磁気ヨーク16よりなる磁界発生部を一体的
なユニットとして別個に構成したものを複数個用意す
る。磁気光学素子11を配置すべき箇所の磁界をそれぞ
れ測定しておき、選択した前記磁界発生部に光アイソレ
ータ素子3A、アイソレータホルダー70、接続スリー
ブ24、フェルール、光ファイバを一体化固定した光フ
ァイバ素子部を仮組みし後、光学特性を測定し、目標の
特性からずれていた時はそのずれから最適の磁界を計算
し、それに適合した他の磁界発生部分と交換し組み込み
恒久的に固定する。これにより光アイソレータの組み立
て調整が容易になる。上記の特願平3−354071号
の方法では、磁気ヨーク等の寸法を調整する必要があっ
たが、本例の方法ではその必要がないので、大量生産の
必要な工場生産に適する。
【0019】この実施例の、着磁方向が軸線方向である
円筒状磁石5と、この磁石の外周面にほぼ接触状態で配
置された円筒状軟磁性スリーブ15と、前記円筒状軟磁
性スリーブ15からは離間して前記円筒状磁石5の前端
に配置された軟磁性環状磁気ヨーク16とよりなる磁界
発生部の各部の寸法関係を次のように定めると、光ビー
ムを含む磁気光学素子の領域の磁化はほぼ一定となる。 磁石の長さ/磁石内径>0.5×磁石外径/磁石内径+
0.26
円筒状磁石5と、この磁石の外周面にほぼ接触状態で配
置された円筒状軟磁性スリーブ15と、前記円筒状軟磁
性スリーブ15からは離間して前記円筒状磁石5の前端
に配置された軟磁性環状磁気ヨーク16とよりなる磁界
発生部の各部の寸法関係を次のように定めると、光ビー
ムを含む磁気光学素子の領域の磁化はほぼ一定となる。 磁石の長さ/磁石内径>0.5×磁石外径/磁石内径+
0.26
【0020】以上の構成であるから、フェルール7と光
アイソレータ3の直径は大きな差がなく、そのため、こ
の光アイソレータ付き光ファイバ端子は小型で、所定の
装置にセットする作業は著しく容易になる。実施例1の
光アイソレータ付き光ファイバ端子を図3に示した半導
体レーザ装置に組み込む場合を例にして説明すると、半
導体レーザ装置20は、レーザダイオードチップ23
と、先球ロッドレンズ22とを有する円筒状のレンズホ
ルダ21とを具備し、その先端に円筒状のフェルールホ
ルダ19を介して光アイソレータ付き光ファイバ端子1
8を固定している。この装置の組み立てに際して、光ア
イソレータ付きファイバー端子18の軸線方向(z方
向)の調整は、フェルール7のフェルールホルダ19へ
の挿入深さの調節により行い、半径方向(x−y方向)
の調整はフェルールのレンズホルダ21への取付位置の
調整により行う。調整位置への固定はスポット溶接等に
より行う。
アイソレータ3の直径は大きな差がなく、そのため、こ
の光アイソレータ付き光ファイバ端子は小型で、所定の
装置にセットする作業は著しく容易になる。実施例1の
光アイソレータ付き光ファイバ端子を図3に示した半導
体レーザ装置に組み込む場合を例にして説明すると、半
導体レーザ装置20は、レーザダイオードチップ23
と、先球ロッドレンズ22とを有する円筒状のレンズホ
ルダ21とを具備し、その先端に円筒状のフェルールホ
ルダ19を介して光アイソレータ付き光ファイバ端子1
8を固定している。この装置の組み立てに際して、光ア
イソレータ付きファイバー端子18の軸線方向(z方
向)の調整は、フェルール7のフェルールホルダ19へ
の挿入深さの調節により行い、半径方向(x−y方向)
の調整はフェルールのレンズホルダ21への取付位置の
調整により行う。調整位置への固定はスポット溶接等に
より行う。
【0021】半導体モジュール以外の応用として重要な
ものに図5に示す光増幅器がある。図の半導体レーザチ
ップ27により光増幅を行うが、これを光ファイバ8、
8に結合するには、レンズ26、26、光アイソレータ
3、3を使用する。光アイソレータは光ファイバ端面の
反射を低減するために必要である。図6に示したよう
に、光ファイバ8、8の端部に偏波無依存性アイソレー
タ3、3(入射光はどの偏波も通過させるが、戻り光は
通過させない)を固定する。例えば、アイソレータ3は
図6のように複屈折板59、1/2波長板60、ファラ
デー回転子61、及び複屈折板62よりなる。図示して
はいないが、それ以外は図1と同様であり、磁気ヨー
ク、磁石、磁気スリーブにより特性を調整後固定する。
偏波無依存型光アイソレータの場合は他の素子と一体化
する際、偏波面の角度を合わせる必要がなく、組立が更
に簡単になる。
ものに図5に示す光増幅器がある。図の半導体レーザチ
ップ27により光増幅を行うが、これを光ファイバ8、
8に結合するには、レンズ26、26、光アイソレータ
3、3を使用する。光アイソレータは光ファイバ端面の
反射を低減するために必要である。図6に示したよう
に、光ファイバ8、8の端部に偏波無依存性アイソレー
タ3、3(入射光はどの偏波も通過させるが、戻り光は
通過させない)を固定する。例えば、アイソレータ3は
図6のように複屈折板59、1/2波長板60、ファラ
デー回転子61、及び複屈折板62よりなる。図示して
はいないが、それ以外は図1と同様であり、磁気ヨー
ク、磁石、磁気スリーブにより特性を調整後固定する。
偏波無依存型光アイソレータの場合は他の素子と一体化
する際、偏波面の角度を合わせる必要がなく、組立が更
に簡単になる。
【0022】
【作用効果】以上のように、未飽和型光アイソレータを
光ファイバに一体化すると、光アイソレータへ入射する
光の位置及び光のビーム径は決まってしまうので、従来
のような磁界その他の特性の均一化の問題を考える必要
がなく、小型化が可能になる。また本発明のように外径
が光ファイバのフェルールと同一または余り変わらない
ため、半導体レーザ装置、光増幅装置、その他の装置に
実装する際に、容易に取り扱いができ、単に光アイソレ
ータ付き光ファイバ端子を装置本体側に挿入し、フェル
ールを適当なフェルールホルダに保持させ、所定の調整
後に溶接等により固定するだけで良く、従来のような組
立及び光ファイバと光アイソレータとの間の調整をする
必要がないので、上記の諸問題を解決することができ
る。更に、好ましくはフェルールの先端を小径に、薄い
空気層を介して光ファイバ端面を光アイソレータ素子の
端面に近接配置すると、小型化でき、かつ、ファイバ端
面と光アイソレータ先端との距離を短かくでき、レンズ
結合系の設計が容易になる。また、本発明の磁界発生部
を複数個別個に製作し、磁界測定を行い、光アイソレー
タ素子との組み合わせを変えることにより、磁気ヨーク
の研磨等の調整を必要としないで所定の調整を行い光ア
イソレータを組み立てることができる。
光ファイバに一体化すると、光アイソレータへ入射する
光の位置及び光のビーム径は決まってしまうので、従来
のような磁界その他の特性の均一化の問題を考える必要
がなく、小型化が可能になる。また本発明のように外径
が光ファイバのフェルールと同一または余り変わらない
ため、半導体レーザ装置、光増幅装置、その他の装置に
実装する際に、容易に取り扱いができ、単に光アイソレ
ータ付き光ファイバ端子を装置本体側に挿入し、フェル
ールを適当なフェルールホルダに保持させ、所定の調整
後に溶接等により固定するだけで良く、従来のような組
立及び光ファイバと光アイソレータとの間の調整をする
必要がないので、上記の諸問題を解決することができ
る。更に、好ましくはフェルールの先端を小径に、薄い
空気層を介して光ファイバ端面を光アイソレータ素子の
端面に近接配置すると、小型化でき、かつ、ファイバ端
面と光アイソレータ先端との距離を短かくでき、レンズ
結合系の設計が容易になる。また、本発明の磁界発生部
を複数個別個に製作し、磁界測定を行い、光アイソレー
タ素子との組み合わせを変えることにより、磁気ヨーク
の研磨等の調整を必要としないで所定の調整を行い光ア
イソレータを組み立てることができる。
【図1】本発明の第1実施例による光アイソレータ付き
光ファイバー端子の断面図である。
光ファイバー端子の断面図である。
【図2】従来の光アイソレータを使用したレーザ装置の
断面図である。
断面図である。
【図3】本発明の第1実施例の光アイソレータ付き光フ
ァイバー端子を使用したレーザ装置の断面図である。
ァイバー端子を使用したレーザ装置の断面図である。
【図4】本発明の第2実施例による光アイソレータ付き
光ファイバー端子を示す断面図である。
光ファイバー端子を示す断面図である。
【図5】本発明の第2実施例の光アイソレータ付き光フ
ァイバー端子を使用したレーザ増幅装置の断面図であ
る。
ァイバー端子を使用したレーザ増幅装置の断面図であ
る。
【図6】図5の装置における偏波無依存型アイソレータ
付き光ファイバ端子の要部を示す断面図である。
付き光ファイバ端子の要部を示す断面図である。
【図7】本発明の第3実施例による光アイソレータ付き
光ファイバー端子を示す断面図である。
光ファイバー端子を示す断面図である。
3:光アイソレータ 3A:光アイソレータ素子 5:磁石 7:フェルール 7A:円筒状管 7B:非磁性キャピラリ管 8:光ファイバ 10、12:偏光子 11:磁気光学素子 13:心線 14:ガラス管 15:磁性スリーブ 16:磁気ヨーク 17:支持リング 18:光アイソレータ付き光ファイバ端子 70:非磁性ホルダ
Claims (11)
- 【請求項1】 光ファイバと、該光ファイバを保持する
フェルールと、少なくとも1枚の磁気光学素子及び少な
くとも1枚の偏光子を含む光アイソレータ素子並びに前
記磁気光学素子に飽和未満の磁界を印加する手段を含む
光アイソレータと、が近接一体化されており、かつ光ア
イソレータの最大外径がフェルールの外径の2倍以下で
あることを特徴とする、光アイソレータ付き光ファイバ
端子。 - 【請求項2】 光アイソレータの最大外径がフェルール
の外径とほぼ等しいことを特徴とする、請求項1に記載
の光アイソレータ付き光ファイバ端子。 - 【請求項3】 フェルールは少なくとも一部が磁性材料
により構成されている請求項1または2に記載の光アイ
ソレータ付き光ファイバ端子。 - 【請求項4】 磁気光学素子に飽和未満の磁界を印加す
る手段は、着磁方向が軸線方向である円筒状磁石と、こ
の磁石の外周面に配置された円筒状軟磁性スリーブと、
前記円筒状軟磁性スリーブからは離間して前記円筒状磁
石の前端または前端と後端にほぼ接触状態で配置された
軟磁性環状磁気ヨークとからなっている、請求項1ない
し3のいずれかに記載の光アイソレータ付きファイバ端
子。 - 【請求項5】 フェルールは前端部が小径部となってお
り、その端面が光アイソレータ素子に接している請求項
1ないし4のいずれかに記載の光アイソレータ付きファ
イバ端子。 - 【請求項6】 フェルールは前端部が小径部となってお
り、その端面が光アイソレータ素子に空気層を挟んで近
接している請求項1ないし4に記載の光アイソレータ付
きファイバ端子。 - 【請求項7】 光アイソレータ素子は光の進行方向から
見た時に長方形となる直方体に形成し、透過偏光面を前
記直方体の一辺に一致させた請求項1ないし4のいずれ
かに記載の光アイソレータ付き光ファイバ端子。 - 【請求項8】 着磁方向が軸線方向である円筒状磁石
と、この磁石の外周面に配置された円筒状軟磁性スリー
ブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間して前記円
筒状磁石の前端にほぼ接触状態で配置された軟磁性環状
磁気ヨークとよりなる磁界発生部の各部の寸法関係を次
式、 磁石の長さ/磁石内径>0.5×磁石外径/磁石内径+
0.26 により定めた請求項1ないし4のいずれかに記載の光ア
イソレータ付き光ファイバ端子。 - 【請求項9】 半導体レーザ装置に使用される請求項1
ないし6のいずれかに記載の光アイソレータ付き光ファ
イバ端子。 - 【請求項10】 光増幅器モジュールに使用される請求
項1ないし6のいずれかに記載の光アイソレータ付き光
ファイバ端子。 - 【請求項11】 着磁方向が軸線方向である円筒状磁石
と、この磁石の外周面に配置された円筒状軟磁性スリー
ブと、前記円筒状軟磁性スリーブからは離間して前記円
筒状磁石の前端にほぼ接触状態で配置された軟磁性環状
磁気ヨークとよりなる磁界発生部を複数個用意し、磁気
光学素子を配置すべき箇所の磁界をそれぞれ測定してお
き、選択した前記磁界発生部に光アイソレータ素子とフ
ァイバを一体化したものを仮組みし後、光学特性を測定
し、目標の特性からずれていた時はそのずれから最適の
磁界を計算し、それに適合した他の磁界発生部分と交換
し組み込み恒久的に固定することからなる、光アイソレ
ータの組み立て方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5053158A JPH0688926A (ja) | 1992-07-24 | 1993-02-19 | 光アイソレータ付き光ファイバ端子とその組立方法 |
| US08/096,527 US5359689A (en) | 1992-07-24 | 1993-07-22 | Optical fiber terminal fitted with optical isolator and method of assembling the same |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21743092 | 1992-07-24 | ||
| JP4-217430 | 1992-07-24 | ||
| JP5053158A JPH0688926A (ja) | 1992-07-24 | 1993-02-19 | 光アイソレータ付き光ファイバ端子とその組立方法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000007563A Division JP3643000B2 (ja) | 1992-07-24 | 2000-01-17 | 光アイソレータ付き光ファイバ端子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688926A true JPH0688926A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=26393870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5053158A Pending JPH0688926A (ja) | 1992-07-24 | 1993-02-19 | 光アイソレータ付き光ファイバ端子とその組立方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5359689A (ja) |
| JP (1) | JPH0688926A (ja) |
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| JP2005338782A (ja) * | 2004-04-27 | 2005-12-08 | Kyocera Corp | レンズ付き光レセプタクルとこれを用いた光モジュール |
| JP2006119633A (ja) * | 2004-09-27 | 2006-05-11 | Kyocera Corp | 光レセプタクルおよびこれを用いた光モジュール |
| JP2010032807A (ja) * | 2008-07-29 | 2010-02-12 | Kyocera Corp | 偏光分離素子、光アイソレータおよびそれを用いた光デバイス |
| JP2010191461A (ja) * | 2004-01-29 | 2010-09-02 | Kyocera Corp | 光学素子付きファイバスタブ、光レセプタクル及び光モジュール |
| JP2018066776A (ja) * | 2016-10-17 | 2018-04-26 | 住友金属鉱山株式会社 | ファラデー回転子、ファラデー回転子の製造方法、及び、磁気光学デバイス |
| JP6366864B1 (ja) * | 2017-05-26 | 2018-08-01 | 三菱電機株式会社 | 光合波器 |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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