JPH0815643A

JPH0815643A - 光アイソレータ

Info

Publication number: JPH0815643A
Application number: JP17035494A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Noguchi; 憲一野口; Hiroo Numajiri; 裕夫沼尻
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1994-06-30
Filing date: 1994-06-30
Publication date: 1996-01-19

Abstract

(57)【要約】【目的】逆方向の光量を最小にする調製を実質的に行
なうことなく製造することができる光アイソレータを提
供する。【構成】２枚の偏光子、ファラデー回転子、磁石およ
びそれらを光路が直線となるように固定保護するホルダ
ーからなる光アイソレータにおいて、該２枚の偏光子は
形状、大きさおよび偏光方向が同じであり、該２枚の偏
光子を嵌め込んで固定するホルダー部材の２つの凹部が
互いに該光路の回りに４５゜回転ずれて設けられている
ことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通信システム、光計測
システムなどに使用される光アイソレータに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１２に、従来の光アイソレータの構造
を断面図で示す。この光アイソレータでは、円筒形状の
ホルダー部材２７の内部に、第１の偏光子のホルダー部
材５、磁石１２、ファラデー回転子ケース２、第２の偏
光子のホルダー部材９を収容している。第１の偏光子の
ホルダー部材５、ファラデー回転子ケース２、および第
２の偏光子のホルダー部材９は、それぞれに光が透過す
る穴５ａ、２ａ、９ａが設けられており、第１の偏光子
のホルダー部材５および第２の偏光子のホルダー部材９
は、それぞれ第１の偏光子４および該偏光子と偏光方向
が４５゜異なった第２の偏光子８が接着されている。フ
ァラデー回転子ケース２にはファラデー回転子１が接着
され、ファラデー回転子１は、磁石１２の内部に収容さ
れている。上述の光アイソレータを透過する光は、入射
光は、穴５ａ、第１の偏光子４、ファラデー回転子１、
穴２ａ、第２の偏光子８、穴９ａの順（順方向）で通過
する。また、反射光は、これと逆の順（逆方向）で通過
する。

【０００３】このように、一般に光アイソレータは、永
久磁石の中央にファラデー回転子が収容され、その両側
に一対の偏光子が配置され、その偏光面が互いに４５°
回転した状態で固定される。また、ファラデー回転子
は、光の偏光面が４５°回転するように結晶の厚みが調
整されている。順方向に入った直線偏光はファラデー回
転子で４５°回転され、その回転位置で最大透過がとれ
るように調整された偏光子を損失がほとんどない光とし
て次の光学系へ伝送される。一方、反射戻り光があると
き、偏光子でその偏光方向と合致しないものは遮断さ
れ、通過した一部はファラデー回転子によりその偏光方
向はさらに４５°回転し最終的に９０°の偏光だけが偏
光子に回帰され消光される。光源として用いられる半導
体レーザは、この反射戻り光により敏感に影響を受け、
レーザの発振特性が不安定となる。従って、光アイソレ
ータは光の高い逆方向損失を有することが必須である。

【０００４】従来、光アイソレータは、１枚の偏光子、
ファラデー回転子、永久磁石およびそれらを固定保護す
るためのホルダー部材からなる部分体を組み立てた後、
他の１枚の偏光子およびこれを固定保護するためのホル
ダー部材からなる他の部分体を回転させて逆方向の光量
が最小になるよう調整し、その位置に固定することによ
って製造されていた。

【０００５】しかしながら、このような製造方法では、
調整に多大な手間を要するだけでなく、偏光方向が相異
する２枚の偏光子を使用するので、在庫の偏光子の保管
管理が繁雑であるため、光アイソレータが高価になる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
問題を解消し、偏光方向が同じ１種類の偏光子を使用し
逆方向の光量を最小にする調整を実質的に行なうことな
く製造することができる光アイソレータを提供すること
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するものとして、２枚の偏光子、ファラデー回転子、
磁石およびそれらを光路が直線となるように固定保護す
るホルダーからなる光アイソレータにおいて、該２枚の
偏光子は形状、大きさおよび偏光方向が同じであり、該
２枚の偏光子を嵌め込んで固定するホルダー部材の２つ
の凹部が互いに該光路の回りに４５゜回転ずれて設けら
れていることを特徴とする光アイソレータである。

【０００８】

【作用】本発明の光アイソレータは、２枚の偏光子、フ
ァラデー回転子、磁石およびそれらを光路が直線となる
ように固定保護するホルダーからなる。このホルダーは
ホルダー部材を組み合わせて形成される。２枚の偏光子
は、形状、大きさおよび偏光方向が同じであり、ホルダ
ー部材の２つの凹部に嵌め込んで固定される。これは、
２枚の偏光子の位置関係をそれらのホルダーの凹部の位
置関係と同じものとするためである。偏光子の形状は、
正方形または長方形とすると、偏光方向をそろえるのが
簡単で大きな偏光子板からの切り出しが簡便となる。ホ
ルダー部材の凹部の断面の形状および大きさは、偏光子
を嵌め込んで固定するため、該偏光子の形状および大き
さと同じであることが好ましいが、嵌め込んで固定でき
れば必ずしも同じでなくてもよい。凹部の深さは、偏光
子の厚みと同一にしてもよく、また、より浅くても深く
てもよい。

【０００９】ホルダー部材の凹部は、互いに光路の回り
に４５゜回転ずれるように設けられる。このようにする
ことによって、２枚の偏光子の偏光方向に互いに光路の
回りに４５゜回転ずれた位置関係をもたせることができ
る。このため、この位置関係の調整を実質的に行う必要
がないだけでなく、在庫の偏光子の保管管理が簡便とな
る。上記４５゜の回転ずれの角度の精度は、低下する程
光の逆方向損失が低下するため、逆方向損失を３０ｄＢ
以上とするためには±１．５゜以内に、同損失を３５ｄ
Ｂ以上とするためには、±１．０゜以内にすればよい。

【００１０】２枚の偏光子のホルダー部材の凹部を上記
の位置関係をもつように設ける際、該ホルダー部材１つ
に２つの凹部を設けた場合、１つの凹部が定まれば、必
然的に他の凹部が定まる。

【００１１】該ホルダー部材に１つづつの凹部を設けた
（これらを第１のホルダー部材、第２のホルダー部材と
いう）場合、（１）第１のホルダー部材および第２のホ
ルダー部材を固定する第３のホルダー部材を用いる、
（２）第１のホルダー部材と第２のホルダー部材を固定
するなどの態様が挙げられる。

【００１２】上記（１）の態様では、第１のホルダー部
材の凹部のある点Ｐ₁ 、Ｐ₂ を、この凹部の光路の位置
点をＯとしてＯＰ₁ とＯＰ₂ とのなす角が４５゜、かつ
ＯＰ₁ ＝ＯＰ₂ になるように設け、また、第２のホルダ
ー部材の凹部にあって回転ずれる前点Ｐ₁ および点Ｐ₂
を該光路に平行に写す点をそれぞれＰ₁ ′、Ｐ₂ ′とし
たとき、該光路と直線Ｐ₁Ｐ₂′または直線Ｐ₂Ｐ₁′とが
平行になるようにすれば、２つの凹部に上記の位置関係
をもたせることができる。第３のホルダー部材の外面形
状としては、円柱面、角柱面、円錐面、角錐面などが挙
げられるが、円柱面、角柱面が、第１のホルダー部材と
第２のホルダー部材とを固定する部所の形状を同じにす
れば、これらのホルダー部材を同一のものとすることが
できホルダー部材の部品数を少なくすることができるの
で好ましい。

【００１３】上記（２）の態様では、第１のホルダー部
材と第２のホルダー部材とを固定する部所を４ｎ周期
（ｎ：正の整数）形状を有する歯合部とすればよい。さ
らに、該２ホルダー部材の長さを同じにすれば、これら
のホルダー部材に全く同一のものを使用することができ
る。ｎは、大きすぎると目視による歯合部の位置合わせ
が困難となるため、１〜４が好ましい。また、歯の形状
は角歯、台形歯などが挙げられる。

【００１４】

【実施例】

（実施例１）図１は、本発明の実施例１の光アイソレー
タを組み立てる説明図である。光アイソレータは、ファ
ラデー回転子１、ファラデー回転子ケース２、円筒形の
偏光子用第１ホルダー部材５、円筒形の偏光子用第２ホ
ルダー部材９、磁石１２および円筒形の磁石用第３のホ
ルダー部材１３を有する。これらは光路が直線Ｘ−Ｘ′
となるように組合わされる。ファラデー回転子ケース２
は、中央に穴２ａ（図４）が開いた２段円筒形状になっ
ている。

【００１５】組立に際しては、先ずファラデー回転子１
をファラデー回転子ケース２の段部３の端面に接着す
る。次に、１枚の、形状が正方形で偏光方向が該正方形
の一辺と平行な偏光子４（図４）を第１のホルダー部材
５の凹部６（断面の形状、大きさが偏光子４の形状、大
きさと同じ）に嵌合し接着固定する。なお、このホルダ
ー部材５は、側面（円筒面）上に突出部７を有してい
る。図２に示すように、突出部７は、ホルダー部材５の
凹部６の光路の位置点Ｏと上記正方形の１つの点Ｐ₁ と
を結ぶ直線の延長上に設けられている（３１は光が透過
する穴）。

【００１６】同様に、形状および大きさが前記偏光子４
と同じ大きさの正方形で、偏光方向も該正方形の一辺と
平行な偏光子８（図４）を第２のホルダー部材９の凹部
１０（断面の形状、大きさが偏光子８の形状、大きさと
同じ）に嵌合し接着固定する（３２は光が透過する
穴）。なお、このホルダー部材９は、側面（円筒面）上
に突出部１１を有している。図３に示すように、突出部
１１は、上記ホルダー部材５の凹部６を光路を回転軸と
して４５゜回転すると上記点Ｐ₁ の所にくる点をＰ₂ と
したとき、回転ずれる前これら点Ｐ₁ および点Ｐ₂ を該
光路に平行に写す点をそれぞれＰ₁ ′、Ｐ₂ ′とすれ
ば、ホルダー部材９の凹部１０の光路の位置点Ｏ′と点
Ｐ₂ ′とを結ぶ直線の延長上に設けられている。

【００１７】さらに、ファラデー回転子ケース２をファ
ラデー回転子１から先に磁石１２に収容し、磁石１２の
内周面とファラデー回転子ケース２の段部３の外周が密
着するように挿嵌する。そして、磁石１２を第３のホル
ダー部材１３に収容する。

【００１８】この第３のホルダー部材１３はその円筒面
上の任意の母線（軸方向の線）１４の両端に切り込み１
５および１６を有する。切り込み１５は前記第１のホル
ダー部材５の突出部７と嵌合して位置決めされるよう
に、切り込み１６は前記第２のホルダー部材９の突出部
１１と嵌合して位置決めされるように形成されている。
従って、Ｐ₁Ｐ₂′と光路とは同一平面（図示しない）上
で平行になる。その後、第１のホルダー部材５と第３の
ホルダー部材１３とを、切り込み１５と突出部７とを嵌
合してから接着剤で固着し、また、第２のホルダー部材
９と第３のホルダー部材１３とを、切り込み１６と突出
部１１とを嵌合してから接着剤で固着する。第１のホル
ダー部材５と第２のホルダー部材９と第３のホルダー部
材１３とは、組み合わさってホルダーを形成する。

【００１９】このようにして製作した光アイソレータの
断面図を図４に示す。この光アイソレータについて光の
方向損失を測定した所、順方向損失０．２ｄＢ、逆方向
損失４０ｄＢという結果が得られた。なお、この結果
は、以下の実施例および従来例のすべてにおいて同様で
あった。

【００２０】（実施例２）第１のホルダー部材５におい
て図１に示す突出部７の代わりに、この位置に図５に示
すように合わせマーク１７を付け、同様に第２のホルダ
ー部材９において突出部１１の代わりに、この位置に図
６に示すように合わせマーク１８を付け、第３のホルダ
ー部材１３において切り込み１５と１６の代わりに、こ
のホルダー部材の任意の母線（軸方向の線）１４の両端
に図７に示すように合わせマーク１９、２０をつける。
そして、第１のホルダー部材５と第３のホルダー部材１
３とを、合わせマーク１７と１９とを一致させてから接
着剤で固着し、同様に、第２のホルダー部材９と第３の
ホルダー部材１３とを、合わせマーク１８と２０とを一
致させてから接着剤で固着したこと以外は、実施例１と
同様にして光アイソレータを作成した。この光アイソレ
ータの断面図は図４と同様である。

【００２１】（実施例３）図８は、本発明の実施例３の
光アイソレータを組み立てる説明図である。この光アイ
ソレータは、ファラデー回転子１、ファラデー回転子ケ
ース２、磁石１２、ホルダー部材２１およびホルダー部
材２６とを有する。

【００２２】組立てに際しては、先ず、ファラデー回転
子１をファラデー回転子ケース２の段部３の端面に接着
する。次に、形状が正方形で偏光方向が該正方形の一辺
と平行な２枚の偏光子４と８（図９）をそれぞれホルダ
ー部材２１の側面２２、２３の凹部２４、２５（断面の
形状、大きさが偏光子４、８の形状、大きさと同じ）に
嵌合し接着固定する。なお、このホルダー部材２１の凹
部２４と２５は、互いに光路Ｘ−Ｘ′を軸として４５°
回転した位置関係をもたせてある。即ち、実施例１のホ
ルダー部材５、９の凹部６、１０における位置関係と同
様である。

【００２３】さらに、ファラデー回転子ケース２をファ
ラデー回転子１から先に磁石１２に収容し、磁石１２の
内周面とファラデー回転子ケース２の段部３の外周面が
密着するように挿嵌する。次いで、磁石１２およびケー
ス２をホルダー部材２６に収容する。ホルダー部材２６
は、該ホルダー部材２１と組み合わさって完全な円筒形
を形成する。これらの間は、接着剤で固着し、光路Ｘ−
Ｘ′が直線となるように配置した。このようにして製作
した光アイソレータの断面図を図９に示す。

【００２４】（実施例４）図１０に示すように、図１に
おける円筒形の第１のホルダー部材５と円筒形の第２の
ホルダー部材９の長さを長くしてそれぞれ５′、９′と
し、更に４周期形状を有する噛合部を設け、該噛合部で
両ホルダー部材を第３のホルダー部材１３を使用するこ
となく固着し、図１１に示す断面図の光アイソレータを
製作した。

【００２５】（実施例５）第１のホルダー部材と第２の
ホルダー部材を全く同一のものとし、２つの突出部を母
線上に位置させず、互いに４５゜回転ずれさせた位置に
設けた第３のホルダー部材を使用した以外は、実施例１
と同様にして光アイソレータを製作した。

【００２６】（実施例６）２つの突出部を実施例２の合
わせマークとした以外は、実施例５と同様にして光アイ
ソレータを製作した。

【００２７】（従来例）前記従来の技術で述べたように
して、図１２に断面図を示す光アイソレータを製作し
た。

【００２８】

【発明の効果】本発明の光アイソレータは、以上のよう
に構成されているので、逆方向の光量を最小にする調整
を実質的に行うことなく製造することができる。また、
本発明の光アイソレータは、形状、大きさおよび偏光方
向が同じ１種類の偏光子を使用し、また、ホルダー部材
の部品数も少なくすることができるので、これら資材の
保管管理が容易である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１の光アイソレータを組立てる
分解説明図である。

【図２】本発明の実施例１における第１のホルダー部材
の側面図である。

【図３】本発明の実施例１における第２のホルダー部材
の側面図である。

【図４】本発明の実施例１および実施例２の光アイソレ
ータの断面図である。

【図５】本発明の実施例２の光アイソレータにおける第
１のホルダー部材の側面図である。

【図６】本発明の実施例２における第２のホルダー部材
の側面図である。

【図７】本発明の実施例２における第３のホルダー部材
の斜視図である。

【図８】本発明の実施例３の光アイソレータを組み立て
る分解説明図である。

【図９】本発明の実施例３の光アイソレータの断面図で
ある。

【図１０】本発明の実施例４の光アイソレータのホルダ
ー部材を示す斜視図である。

【図１１】本発明の実施例４の光アイソレータの断面図
である。

【図１２】従来技術による光アイソレータの組立てを示
す断面図である。

【符号の説明】

１ファラデー回転子２ファラデー回転子ケース４、８偏光子５、９、１３、２１、２６、２７、５′、９′ホルダー
部材６、１０、２４、２５凹部７、１１突出部１２磁石１４円筒面上の母線１５、１６切り込み１７、１８、１９、２０合わせマーク

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】２枚の偏光子、ファラデー回転子、磁石
およびそれらを光路が直線となるように固定保護するホ
ルダーからなる光アイソレータにおいて、該２枚の偏光
子は形状、大きさおよび偏光方向が同じであり、該２枚
の偏光子を嵌め込んで固定するホルダー部材の２つの凹
部が互いに該光路の回りに４５゜回転ずれて設けられて
いることを特徴とする光アイソレータ。
【請求項２】２つの凹部の断面の形状および大きさが
偏光子の形状および大きさと同じである請求項１記載の
光アイソレータ。
【請求項３】１枚の偏光子を固定する第１のホルダー
部材および他の１枚の偏光子を固定する第２のホルダー
部材を固定する第３のホルダー部材を有し、該第１のホ
ルダー部材と第３のホルダー部材および該第２のホルダ
ー部材と該第３のホルダー部材が少なくとも１組の嵌合
部または合わせマークにより位置決めされている請求項
１または２記載の光アイソレータ。
【請求項４】１枚の偏光子を固定する第１のホルダー
部材と他の１枚の偏光子を固定する第２のホルダー部材
とが、４ｎ周期（ｎ：正の整数）形状を有する歯合部で
固定される請求項１または２記載の光アイソレータ。
【請求項５】ホルダーが２つの凹部を設けた１つのホ
ルダー部材を有する請求項１または２記載の光アイソレ
ータ。