JPH08338965A

JPH08338965A - 光アイソレータ

Info

Publication number: JPH08338965A
Application number: JP17033895A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Kimura; 昌行木村
Original assignee: Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1995-06-12
Filing date: 1995-06-12
Publication date: 1996-12-24

Abstract

(57)【要約】【目的】接着法によらないので、製造工程が短縮化で
き、自動化が容易な高信頼度の光アイソレータを供す
る。【構成】光アイソレータを構成する光学素子を接着剤
を使用しないでホルダー個片群１，２に機械的に固定
し、組み立てる。又、ホルダー個片群１，２の材料とし
て、Ｎｉ含有量が３１〜４５ｗｔ％のＦｅ−Ｎｉ合金を
選択する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

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

【０００２】

【従来の技術】半導体レーザからの出射光の一部が、伝
送路、ある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、一般に、光アイソレー
タが使用される。

【０００３】光アイソレータの基本構成は、図２に示す
ように、ファラデー効果を有する磁気光学素子５と、偏
光子３、検光子４と磁気光学素子５に磁界を印加するた
めの磁石６とから構成され、磁気光学素子５、偏光子
３、検光子４がそれぞれ光軸調整されている。そして、
矢印ａの方向に伝搬入射光は偏光子３を透過後、直線偏
光となって磁気光学素子５に入射し、この磁気光学素子
５を伝搬中、光はその偏波面が磁石６の磁界により、通
常、４５゜回転した状態で検光子に入射し、この検光子
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、逆方向に伝搬する戻り光は、検光子４と
磁気光学素子５を透過することにより、偏光子３の偏波
面に対し、９０゜傾いた偏波面をもった直線偏光になっ
て偏光子に入射するために、この逆方向の戻り光は、偏
光子３を透過しない。

【０００４】このような光アイソレータを作製する場
合、図３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３、検光子４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）、あるい
はルチル単結晶を用い、磁気光学素子５にはガーネット
結晶厚膜を、そして、磁石６には、Ｓｍ−Ｃｏ材、又は
Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ材等、小型で、高Ｂｓの磁石が用いられ
る。

【０００５】従来、図４に示す構造の光アイソレータ等
では、これら部品をメタル接着法により接着する場合、
一般的に、光学素子の光の透過部分をマスクし、接着部
分に蒸着、あるいはスパッタリングにより、Ｎｉ，Ａｕ
等で接着パターン（メタライズ膜１８）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半田材１７を
介してホルダーを接着している。半田の融点は２８０℃
なので、３００℃に加熱後、冷却することにより、接着
が完了する。蒸着、あるいはスパッタリングの作業、及
び、その前後での洗浄作業等、手間のかかる作業が必要
であるため、コストアップの原因となっている。更に、
製造工程が複雑なため、全工程連続での製造自動化が難
しいのが現状である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、偏光子、磁
気光学素子、検光子、あるいは磁石を各ホルダーに固定
する際に使用する有機接着剤はもちろんのこと、メタル
接着剤を使用しないで光アイソレータを組み立て、メタ
ル接着法による場合の蒸着、あるいはスパッタリング作
業、及びその前後での洗浄工程をなくして、光アイソレ
ータの製造工程を短縮化、単純化することにより、コス
ト低減が可能で、製造の自動化が容易な構造の光アイソ
レータを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】従来、有機接着剤、ある
いはメタル接着剤を使用する場合、ホルダーの寸法精度
は、±０.１ｍｍ程度で製造されていたが、従来の加工
技術からすると、精度を上げて加工することは、製品コ
ストがアップするために、寸法精度を必要以上に上げる
ことは行なわなかった。しかし、海底中継器用光アイソ
レータ等、高信頼性の光アイソレータが要求されてきて
おり、一方、近年は、加工技術が向上し、寸法精度を上
げて加工することが比較的容易になり、コストも比較的
高くないため、本発明が可能になった。

【０００８】本発明は、接着剤なしで固定することを特
徴とし、図３に示すように、偏光子３、磁気光学素子
５、及び磁石６を支持するホルダー個片７及び８、およ
び、検光子４を支持するホルダー個片９及び１０につい
て、寸法精度を上げて製作することにより、有機接着
剤、あるいはメタル接着剤を使用することなく、光アイ
ソレータを製造するものである。更に、ホルダーの材質
として、熱膨張係数が３〜１０×１０^-6程度の、ガラス
材料、あるいは酸化物単結晶材料に比較的近い熱膨張係
数を持つ材料を選択することにより、メタル蒸着、ある
いはスパッタリング工程、及びその工程の前後での洗浄
工程等をなくし、コスト低減が可能で、製造の自動化が
容易で、信頼性の高い光アイソレータを提供することが
できる。

【０００９】

【作用】加工精度を上げることにより、光アイソレータ
の構成部品である偏光子、磁気光学素子、磁石、及び検
光子を接着剤を使用せずにホルダーに機械的に固定し、
光アイソレータを組み立てることが可能となり、又、ホ
ルダーの材質として、前記のガラス材料、あるいは酸化
物単結晶材料からなる光学素子の熱膨張係数に比較的近
い材料を選択することによって、高信頼性の光アイソレ
ータを工程の簡略化による自動化の実施によって容易に
製造可能とする。

【００１０】

【実施例】本発明を実施例を用いて詳細に説明する。

【００１１】（実施例１）図１及び図２に、本発明によ
る光アイソレータの構造図を示す。磁気光学素子５には
ガーネット厚膜結晶、偏光子３及び検光子４にはポーラ
コアを、磁石６としてはＳｍＣｏ材を用いた。ガーネッ
ト結晶厚膜及びポーラコアは、２ｍｍ口に加工し、磁石
６の２ｍｍ口の穴の中に挿入する。磁石６、偏光子３、
及び磁気光学素子５は、ホルダー個片７及び８で固定し
て、１１の部分をＹＡＧレーザスポット溶接して、ホル
ダー個片群１を作製する。検光子４は、ホルダー個片９
及び１０で固定し、１２の部分をＹＡＧレーザスポット
溶接して、ホルダー個片群２を作製する。更に、ホルダ
ー個片群１と２について、ホルダー個片８とホルダー個
片９の部分を接触させ、回転させることにより、偏光子
３と検光子４の位置合わせを行い、消光比０の位置に合
わせ、１３の部分でＹＡＧレーザスポット溶接で固定す
ることにより、光アイソレータを作製した。本実施例で
は、ホルダー材質としては、Ｎｉ３１ｗｔ％−Ｆｅ合金
を用いており、磁気光学素子、偏光子、検光子、及び磁
石と接する部分の寸法精度は、±０.０５ｍｍ程度にし
た。

【００１２】（実施例２）実施例１におけるホルダー個
片７，８，９，及び１０の材質として、Ｎｉ４５ｗｔ％
−Ｆｅ合金の材質を用いた以外は、実施例１と同様にし
て光アイソレータを作製した。

【００１３】（実施例３）実施例１におけるホルダー個
片７，８，９，及び１０の材質として、Ｎｉ３８ｗｔ％
−Ｆｅ合金の材質を用いた以外は、実施例１と同様にし
て光アイソレータを作製した。

【００１４】（実施例４）実施例１における偏光子３、
検光子４として、ルチル単結晶を用いた以外は、実施例
１と同様にして光アイソレータを作製した。

【００１５】（実施例５）実施例４におけるホルダー個
片７，８，９，及び１０の材質として、Ｎｉ４５ｗｔ％
−Ｆｅ合金の材質を用いた以外は、実施例４と同様にし
て光アイソレータを作製した。

【００１６】（実施例６）実施例４におけるホルダー個
片７，８，９，及び１０の材質として、Ｎｉ３８ｗｔ％
−Ｆｅ合金の材質を用いた以外は、実施例４と同様にし
て光アイソレータを作製した。

【００１７】以上の６つの実施例について、メタル接着
剤使用の光アイソレータと共に、試験数１０個ずつ、環
境試験として衝撃試験（ＭＩＬ−ｓｔｄ−８８３Ｃ方
法２００３.３条件Ｂ）、及び振動試験（ＭＩＬ−ｓ
ｔｄ−８８３Ｃ方法２００７.１条件Ａ）を行った
結果を表１に示す。

【００１８】

【００１９】本発明の実施例それぞれが、メタル接着剤
使用の光アイソレータと遜色はなく、特に、本実施例に
ついて、偏光子、磁気光学素子、磁石、及び検光子等、
部品が各種ホルダーから外れる等の不都合は、１回も発
生せず、接着剤使用の光アイソレータと同等のものが得
られている。有機接着剤使用の光アイソレータについて
は、環境試験は行っていないが、従来より、有機接着剤
使用の光アイソレータは、メタル接着剤使用光アイソレ
ータに比べて、高温高湿試験等で信頼性が劣っているこ
とがわかっているので、比較の対象として使用しなかっ
た。本実施例では、ホルダー材質として、Ｎｉ３１ｗｔ
％〜４５ｗｔ％からなるＦｅ−Ｎｉ合金を使用したが、
他の材料であっても、接着剤を使用しないで光アイソレ
ータを製造できるものであれば、同様の効果を示すこと
がわかっている。

【００２０】又、本実施例では、磁気光学素子、偏光
子、検光子をそれぞれ１枚保有する１段型光アイソレー
タの構造を持つ光アイソレータについて述べたが、例え
ば、２段型についても、接着剤を使用しないで構成する
構造についても実施し、衝撃試験、振動試験の結果、良
い結果が得られている。

【００２１】

【発明の効果】本発明による光アイソレータの製造工程
において、従来、メタル接着剤を使用した場合に行われ
る蒸着、あるいはスパッタリング作業、及びこれらの工
程の前後での洗浄作業工程をなくすことができ、ホルダ
ー組み立て、及びＹＡＧレーザスポット溶接による各部
品をホルダーに固定する作業のみであるので、光アイソ
レータの製造工程が非常に短縮化、単純化されるため、
低コスト化が可能である。更に、組み立て工程が単純化
されているので、製造の自動化が容易であり、より低コ
ストな光アイソレータの製造が可能である。そして、寸
法精度の良いホルダーを低コストで作製することによ
り、メタル接着剤を使用した光アイソレータと同様、衝
撃試験、振動試験に耐えることが可能で、クラックある
いは歪みが発生しない、信頼性の高い光アイソレータを
製造することができる。又、接着剤を使用しないため、
接着剤からのガス放出による挿入損失の低下を招くこと
もなく、長期信頼性も向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による組み立て前の光アイソレータの構
造を示し、組み立て順を説明する図。

【図２】光アイソレータの機能を示す説明図。

【図３】本発明による組み立て後の光アイソレータの構
造を示す断面図。

【図４】従来の光アイソレータの構造を示す断面図。

【符号の説明】

１（組み立て順を示す）ホルダー個片群２（組み立て順を示す）ホルダー個片群３偏光子４検光子５磁気光学素子６磁石７組み立て前の各ホルダー個片８組み立て前の各ホルダー個片９組み立て前の各ホルダー個片１０組み立て前の各ホルダー個片１１ＹＡＧレーザスポット溶接箇所（溶接順序１）１２ＹＡＧレーザスポット溶接箇所（溶接順序２）１３ＹＡＧレーザスポット溶接箇所（溶接順序３）１４外部ホルダー１５偏光子側端部ホルダー１６検光子側端部ホルダー１７半田材１８メタライズ膜ａ入射光の方向ｂ戻り光の方向

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光アイソレータの構成部品である偏光
子、磁気光学素子、磁石、及び検光子をそれぞれ接着剤
を使用せずに、これらの構成部品を保持するホルダーに
機械的に固定して組み立てたことを特徴とする光アイソ
レータ。
【請求項２】請求項１記載の光アイソレータであっ
て、前記ホルダーの材質はＮｉ含有量が３１ｗｔ％ない
し４５ｗｔ％からなるＦｅ−Ｎｉ合金であることを特徴
とする光アイソレータ。