JPH085958A - 光アイソレータ - Google Patents

光アイソレータ

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JPH085958A
JPH085958A JP14135894A JP14135894A JPH085958A JP H085958 A JPH085958 A JP H085958A JP 14135894 A JP14135894 A JP 14135894A JP 14135894 A JP14135894 A JP 14135894A JP H085958 A JPH085958 A JP H085958A
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JP
Japan
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polarizer
faraday rotator
optical isolator
magnetic field
magnet
Prior art date
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Pending
Application number
JP14135894A
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English (en)
Inventor
Yukiko Furukata
由紀子 古堅
Yasushi Sato
恭史 佐藤
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Kyocera Corp
Original Assignee
Kyocera Corp
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Publication date
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Publication of JPH085958A publication Critical patent/JPH085958A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】外側偏光子2、ファラデー回転子3、偏光子4
よりなる光アイソレータ用素子5と、中央に貫通孔を備
え、かつ外側偏光子を保持するためのホルダ6、そして
筒状の磁石7よりなる。ここで、外側偏光子2、ファラ
デー回転子3、偏光子4は接着されて一体化していて、
外側偏光子2はホルダ6の内側面に取り付けられ、さら
に筒状磁石7の端面とホルダ6の内側面とが接合されて
なる。 【効果】ファラデー回転子を所望の磁界強度が印加され
る位置に容易に配設でき、しかも開口入射窓となる偏光
子の所望位置に光が入射するように容易に調整できる光
アイソレータとなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光源から出射された光
を各種光学素子や光ファイバの導入した際に生じる戻り
光を除去するために用いられる光アイソレータに関す
る。
【0002】
【従来技術】従来、レーザ光源等の光源から出射した光
は各種光学素子や光ファイバに入射されるが、該入射光
の一部は、該各種光学素子や光ファイバの端面や内部で
反射されたり散乱されたりする。
【0003】そしてこの反射、あるいは散乱された光の
一部は戻り光として前記光源に戻ろうとするが、この戻
り光を防止するために光アイソレータが用いられる。
【0004】従来この種の光アイソレータは、2枚の偏
光子の間にファラデー回転子を介在させて、これらの部
品からなるアイソレータ用素子を筒状の磁石内に部品ホ
ルダを介してそれぞれ収納して構成していた。ここで、
通常、ファラデー回転子は飽和磁界内において所定波長
の光の偏光面を45°回転する厚みに構成され、また2
つの偏光子はそれぞれの透過偏光方向が45°回転方向
にずれるように回転調整されている。
【0005】しかし、上記構造の光アイソレータにおい
ては、ファラデー回転子と2つの偏光子のホルダが個々
に必要であり、そのため部品点数が多くなり組立工数が
多く、しかも各部品間の光学上の調整作業が困難であっ
た。
【0006】このため、図6の断面図に示すように、フ
ァラデー回転子20の両面にそれぞれ偏光子21、22
を接着したものを、筒状の磁石23内中央部にホルダ2
4により保持させて配設した光アイソレータ25があっ
た。この光アイソレータ25は、ファラデー回転子20
にその飽和磁界以上の磁界強度を光路に平行方向にかけ
る必要があるため、筒状の磁石23内部中央での磁界強
度がファラデー回転子20の飽和磁界強度以上になるよ
うに磁石23の大きさを最適設計し、ファラデー回転子
20を磁石23内部中央に設置する構成であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】ところが、通常の光ア
イソレータ25は、磁石23の内径が2mm程度、ホル
ダ24の貫通孔の直径が1mm程度の非常に小さなもの
であるため、図6に示すように、ファラデー回転子20
を磁石23内部中央に精度よく配設するのは非常に困難
であった。また、開口入射窓が磁石23内部に入り込ん
だ構成となるために、外部から開口入射窓の確認がしづ
らくなり、偏光子21の所望位置に光が入射するように
光アイソレータ25の位置調整をすることが難しいとい
う問題があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記問題に鑑
みてなされたものであり、2枚の偏光子間にファラデー
回転子を介在させた光アイソレータ用素子と、筒状であ
ってその内部に少なくとも1つの前記光アイソレータ用
素子を設置する磁界印加用磁石とよりなる光アイソレー
タにおいて、前記偏光子の少なくとも1枚と前記ファラ
デー回転子とを接着し、前記接着した偏光子を前記磁界
印加用磁石の端面近傍に配設し、かつ前記接着した偏光
子の厚さを調整して前記ファラデー回転子を所望の磁界
強度が印加される位置に配設できる光アイソレータとし
たものである。
【0009】
【作用】本発明によれば、偏光子とファラデー回転子と
を接着し、偏光子を磁石の端面近傍に配設することによ
り、偏光子の厚さを調整してファラデー回転子の位置決
めができるために、ファラデー回転子を所望の磁界強度
が印加される位置に容易に配設できるものとなり、ま
た、磁石の端面近傍に開口入射窓があるために、偏光子
の所望位置に光が入射するように光アイソレータを位置
調整することが容易にできるものとなる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。図1、図5は、本発明の2つの実施例を示し、図に
おいて同じ部材は同じ符号で示す。図1は、本発明の第
1の実施例を示す断面図であり、光アイソレータ1は、
外側偏光子2、ファラデー回転子3、偏光子4よりなる
光アイソレータ用素子5と、中央に貫通孔を備え、かつ
外側偏光子2を保持するためのホルダ6、そして筒状の
磁石7よりなる。ここで、外側偏光子2、ファラデー回
転子3、偏光子4は接着されて一体化していて、外側偏
光子2はホルダ6の内側面に取り付けられ、さらに筒状
の磁石7の端面とホルダ6の内側面とが接合されてな
る。なお、本実施例では、外側偏光子2側より光が入射
してくるものとする。
【0011】これより、磁石7の端面と外側偏光子2の
外面が一致していて、ファラデー回転子3が外側偏光子
2の厚さ分内部に設置されるために、所望の磁界強度が
印加される位置がわかれば、それに合わせて外側偏光子
2の厚さを調節して製作するのみでファラデー回転子3
を所望の磁界強度が印加される位置に配設することがで
きるようになる。
【0012】ここで、所望の磁界強度が印加される位置
を抽出する計算方法を示す。外側偏光子2の厚さをT、
ファラデー回転子3の厚さをFt、筒状の磁石7の外径
及び内径の半径をRo、Ri、そして磁石7の長さをW
とし、W=2wとする。また、磁石7内の回転対称軸を
Z軸とし、+Z軸方向を光アイソレータ1の順方向とす
る。そして、磁石7の中心点をZ=0とするとき、Z軸
上の任意の点(0,0,z)における磁界強度Hは数1
で表される。
【0013】
【数1】
【0014】ただしJは磁石の材質固有の残留磁束密度
である。
【0015】ここで、ファラデー回転子3にその飽和磁
界強度Hs以上の磁界強度を与えるためには、ファラデ
ー回転子3を数1でH>Hsを満足する位置に設置する
必要がある。これには、外側偏光子2の厚さTを変数に
とり、数1にファラデー回転子3の光入射面側のz位置
z=−w+Tを代入し数2を得る。
【0016】
【数2】
【0017】つまり外側偏光子2の厚さTが数2を満足
すれば、この時のファラデー回転子3の光入射面側にお
ける磁界強度は飽和磁界強度以上である。
【0018】さらにファラデー回転子3の厚さFtにお
いて磁界強度はファラデー回転子3の飽和磁界強度以上
でなければならないので、外側偏光子2の厚さTは、数
1にファラデー回転子3の光出射面側のz位置z=−w
+T+Ftを代入して得た数3を満足する必要がある。
【0019】
【数3】
【0020】ファラデー回転子3を磁石7内部の最適位
置に設置するためには、ホルダ6に保持される側の外側
偏光子2の厚さTを数2および数3を同時に満足する範
囲に設定することが必要になる。
【0021】図2は、J=10000(Gause)と
し、Ro=2mm、Ri=1mm、W=3、4、5、6
mmの筒状の磁石7内部Z軸上の磁界強度を、数1を用
いて計算した結果で、横軸は位置z、縦軸は磁界強度H
を表す。図2より、磁石7の長さW=3mmの時、磁界
強度Hは位置z=0、すなわち磁石中央部で最大とな
り、磁石7の長さWが長くなるに従い磁石中央部の磁界
強度は弱くなり、磁石7両端部方向に磁界強度最大値が
移動することがわかる。
【0022】ここで、ファラデー回転子3の飽和磁界強
度Hs=1300(Oe)とすると、ファラデー回転子
3は磁界強度が図2中の点線以上となるzの位置範囲に
設置する必要が生じる。次に、図2で使用した4つの長
さの磁石7について、数2および数3を満足する外側偏
光子2の厚さTの範囲を図3に示す。ここでファラデー
回転子3の厚さFt=0.3mm、飽和磁界強度Hs=
1300(Oe)とした。外側偏光子2の厚さを図3に
示す範囲内に設定すれば、ファラデー回転子3には13
00(Oe)以上の磁界が印加され、光アイソレータ1
の特性の劣化はなくなる。
【0023】このように、本発明は、上記式により最適
な外側偏光子2の厚さを決めることにより、ファラデー
回転子3を所望の磁界強度が印加される位置に容易に配
設できるものとなる。また、磁石7の端面に開口入射窓
となる外側偏光子2があるために、外側偏光子2の所望
位置に光が入射するように光アイソレータ1を位置調整
することが容易にできるものとなる。
【0024】なお、本実施例では、磁石7端面と外側偏
光子2の外面が一致した形状としたが、外側偏光子2の
一部がホルダ6に嵌合等により埋め込まれていてもよ
く、埋め込まれた厚さ分を除いた外側偏光子2の厚さが
数2および数3を満足すれば良い。また、本発明では、
ホルダ6を用いたが、磁石7の内径と光アイソレータ用
素子5の直径をほぼ等しくして、磁石7と光アイソレー
タ用素子5とを直接結合、または接着させてもよい。ま
た、本発明では、外側偏光子2、ファラデー回転子3、
偏光子4の3枚を接着させたが、少なくとも外側偏光子
2とファラデー回転子3が接着されていれば良い。
【0025】図4は、本発明にかかる光アイソレータ用
素子5の製造手順を表す斜視図であり、図4(a)に示
すように、大型の2枚の偏光子基板8、9と、この2枚
の偏光子基板8、9と同一形状の大型のファラデー回転
子基板10と、接着剤11を用意する。
【0026】このファラデー回転子基板10の厚みは、
光軸L方向の飽和磁界を印加した場合に該ファラデー回
転子基板10に入射する光の偏波面が所定角度(本実施
例においては45°)光軸まわりに回転するのに必要な
厚みに構成されている。また、2枚の偏光子基板8、9
は、光軸L方向に入射する光の内の1方向の偏光成分を
吸収する機能を有する二色性偏光子で構成されている。
一般に2色性偏光子はある程度の厚さ以上であれば、そ
の厚さTが変化しても偏光特性はほとんど変化しない。
ここで偏光子基板8、9のそれぞれの透過偏波方向は、
所定角度(ファラデー回転子基板10によって光の偏光
面が回転される角度であり、この実施例では45°)光
軸まわりにずらされている。さらに一方の偏光子基板8
の厚さTは数2および数3を満たすように設定されてい
る。
【0027】次に、偏光子基板8、9の間にファラデー
回転子基板10を配置し、図4(b)に示すように、接
着剤11を介してこれらを積層し一体化する。そして、
偏光子基板8、9の透過偏波方向が光軸を中心に所定角
度(本実施例においては45°)相互に回転した位置と
なるように調整した後、接着剤11を硬化させる。
【0028】なお上記偏光子基板8、9とファラデー回
転子基板10には、予め反射防止コートを施しておくこ
とが望ましい。これは各部品と接着層、あるいは空気層
の屈折率の違いにより生ずるフレネル反射を防止するた
めである。
【0029】次に、この接着一体化された板を、図4
(c)に示すように、多数個カッティングして、特性が
均一な光アイソレータ用素子5を多数個切り出すことに
より、光アイソレータ用素子5ができる。
【0030】図5は本発明の第2の実施例を示す図であ
り、図5(a)に示すように、光アイソレータ用素子5
を2個用いた場合の高性能タイプの光アイソレータ12
である。また、図5(b)は、図5(a)の構成よりな
る光アイソレータ12におけるZ軸上位置の磁界強度の
変化を示している。
【0031】本実施例によれば、光アイソレータ用素子
5の外側偏光子2は数2および数3を満足する厚さTに
予め設定されているので、両方のファラデー回転子3が
飽和磁界強度Hs以上の磁界が印加される位置に容易に
配設できることになる。また、筒状の磁石7の両端面に
開口入射窓となる外側偏光子2があるために、外側偏光
子2の所望位置に光が入射するように光アイソレータ1
を位置調整することが容易にできるものとなる。
【0032】
【発明の効果】以上のように、本発明の光アイソレータ
によれば、偏光子の少なくとも1枚とファラデー回転子
とを接着し、前記接着した偏光子を前記磁界印加用磁石
の端面近傍に配設し、かつ前記接着した偏光子の厚さを
調整して前記ファラデー回転子を所望の磁界強度が印加
される位置に配設されるようにしたことによって、ファ
ラデー回転子を所望の磁界強度が印加される位置に容易
に配設でき、しかも開口入射窓となる偏光子の所望位置
に光が入射するように容易に位置調整できる光アイソレ
ータを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示す断面図である。
【図2】本発明の第1の実施例の磁石内部の磁界強度を
示す図である。
【図3】本発明の第1の実施例の外側偏光子厚さの最適
範囲を示す図である。
【図4】本発明の光アイソレータ用素子の製造手順を示
す斜視図である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す断面図であり、
(a)は断面図、(b)は(a)の磁石内部の磁界強度
を示す図である。
【図6】従来の光アイソレータを示す断面図である。
【符号の説明】
1、12、25:光アイソレータ 6、2
4:ホルダ 2:外側偏光子 7、2
3:磁石 3、20:ファラデー回転子 8、9:
偏光子基板 4、21、22:偏光子 10:フ
ァラデー回転子基板 5:光アイソレータ用素子 11:接
着剤
【手続補正書】
【提出日】平成6年10月18日
【手続補正2】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】追加
【補正内容】
【図1】
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図2
【補正方法】追加
【補正内容】
【図2】
【手続補正4】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図3
【補正方法】追加
【補正内容】
【図3】
【手続補正5】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図4
【補正方法】追加
【補正内容】
【図4】
【手続補正6】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図5
【補正方法】追加
【補正内容】
【図5】
【手続補正7】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図6
【補正方法】追加
【補正内容】
【図6】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】2枚の偏光子間にファラデー回転子を介在
    させた光アイソレータ用素子と、筒状であってその内部
    に少なくとも1つの前記光アイソレータ用素子を設置す
    る磁界印加用磁石とよりなる光アイソレータにおいて、
    前記偏光子の少なくとも1枚と前記ファラデー回転子と
    を接着し、前記接着した偏光子を前記磁界印加用磁石の
    端面近傍に配設し、かつ前記接着した偏光子の厚さを調
    整して前記ファラデー回転子を所望の磁界強度が印加さ
    れる位置に配設したことを特徴とする光アイソレータ。
JP14135894A 1994-06-23 1994-06-23 光アイソレータ Pending JPH085958A (ja)

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JP14135894A JPH085958A (ja) 1994-06-23 1994-06-23 光アイソレータ

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JP14135894A JPH085958A (ja) 1994-06-23 1994-06-23 光アイソレータ

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JP14135894A Pending JPH085958A (ja) 1994-06-23 1994-06-23 光アイソレータ

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108981915A (zh) * 2018-06-05 2018-12-11 北京航空航天大学 强场太赫兹自旋发射器及光谱仪

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108981915A (zh) * 2018-06-05 2018-12-11 北京航空航天大学 强场太赫兹自旋发射器及光谱仪

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