JPH0894972A

JPH0894972A - 磁気光学素子及びその製造方法

Info

Publication number: JPH0894972A
Application number: JP8814695A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Nakamura; 宣夫中村
Original assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date: 1994-07-28
Filing date: 1995-04-13
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】光学測定を行うことなく、磁気光学素子の偏光
方向を特定することができるようにする。【構成】偏光方向が相互に４５度異なる２枚の偏光子１
１，１３と、これら２枚の偏光子１１，１３の間に一体
的に挟み込まれたファラデー回転子１２とからなる磁気
光学素子１５において、磁気光学素子１５の最上層を構
成する偏光子１１には偏光子１１の偏光方向Ａと同一の
方向に延びる階段状切削部分１６を形成し、この階段状
切削部分１６を偏光子１１の偏光方向Ａを識別するため
の目印として用いる。

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す
る磁気光学素子に関し、特に、光通信に用いられる光ア
イソレータ用又は電流計測に用いられる光磁界センサ用
の磁気光学素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】ファラデー効果を利用した光アイソレー
タや光磁界センサの基本構成を各々図８（ａ）及び
（ｂ）に示す。これらの光アイソレータや光磁界センサ
を構成する磁気光学素子は何れも２枚の偏光ガラス板
１，３の間にファラデー回転子２を一体的に配設した構
造を有している。偏光ガラス板１，３の偏光方向は相互
に４５度傾斜するように設定されている。

【０００３】図８（ｂ）に示す光磁界センサは、磁界中
に置かれると、ファラデー回転子２の偏光面が回転する
ので、偏光ガラス板１、ファラデー回転子２及び偏光ガ
ラス板３を通過する光の特性が変化する。この特性の変
化の度合いを測定することによって、磁界の存在及び磁
界の強度を知ることができる。

【０００４】また、図８（ａ）に示す光アイソレータで
は、ファラデー回転子２を磁気飽和させるための永久磁
石４がファラデー回転子２の両側に設けられている。永
久磁石４によって、ファラデー回転子２の偏光面は４５
度回転している。これらの偏光ガラス板１，３及びファ
ラデー回転子２は一辺が１乃至５ｍｍの正方形の薄板と
して形成されている。

【０００５】このような磁気光学素子の製造方法として
特願平６−１７６７８０号に記載されている方法があ
る。この方法では、偏光方向が相互に４５度異なる２枚
の偏光子の間にファラデー回転子を挟み込み、一体的に
接着することにより磁気光学素子を形成した後、磁気光
学素子を所望の大きさに細分する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この方法により製造さ
れた磁気光学素子の外形が例えば正方形である場合、偏
光子の偏光方向は、偏光子の任意の一辺を基準にする
と、０度、９０度、±４５度の４通りである。偏光子の
偏光方向は偏光子の外観からは判断できない。このた
め、偏光子の偏光方向を特定することなく、磁気光学素
子から光アイソレータを製造すると、直線偏光である入
射光と、入射光が最初に通過する偏光子の偏光方向とが
一致する確率は１／４＝２５％にすぎず、残りの７５％
の磁気光学素子は入射光と偏光子の偏光方向とが一致せ
ず、不良品となっていた（ただし、２枚の偏光子とファ
ラデー回転子相互間の偏光方向は相対的に調整されてい
るものとする）。

【０００７】また、入射光の偏光方向がランダムである
光磁界センサの場合には、印加される磁界の強度及び向
きが同一であったとしても、ファラデー回転子の偏光方
向と磁界の向きの組み合わせは２通りある。このため、
ファラデー回転子の偏光方向と磁界の向きを特定するこ
となく、磁気光学素子から光磁界センサを製造すると、
ファラデー回転子の偏光方向と磁界の向きが一致する確
率は１／２＝５０％である。残りの５０％の光磁界セン
サでは、出力信号の位相が１８０度ずれることになり、
このような光磁界センサは不良品として処理せざるを得
なかった。

【０００８】このような光アイソレータ又は光磁界セン
サの不良品の発生を防止するためには、細分化された磁
気光学素子の偏光方向を光学測定により確認する作業が
不可欠となるが、このような確認作業は光アイソレータ
又は光磁界センサの製造工程を複雑にするものである。

【０００９】本発明はこのような従来の磁気光学素子製
造における問題点に鑑みてなされたものであり、光学測
定を行うことなく、偏光方向を特定することができる磁
気光学素子及びそのような磁気光学素子の製造方法を提
供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係る磁気光学素子は、偏光方向が相互に４
５度異なる２枚の偏光子と、これら２枚の偏光子の間に
一体的に挟み込まれたファラデー回転子とからなり、前
記２枚の偏光子のうち少なくとも何れか一方の偏光子に
は偏光方向を示す目印が施されていることを特徴とす
る。

【００１１】本発明の好ましい実施態様においては、前
記磁気光学素子は多角形形状に形成され、前記目印は該
多角形の一辺の少なくとも一部を切削することにより形
成される。

【００１２】また、本発明に係る磁気光学素子の製造方
法は、製造すべき磁気光学素子よりも大きな２枚の偏光
子とファラデー回転子とを、ファラデー回転子が２枚の
偏光子の間に挟み込まれるように、相互に接着させて得
られた磁気光学素子を細分化することにより複数の磁気
光学素子を得る磁気光学素子の製造方法において、前記
磁気光学素子の細分化の工程において該磁気光学素子の
表面の少なくとも一部を切削することにより偏光方向を
示す目印を形成する工程を有することを特徴とする。

【００１３】

【作用】磁気光学素子を光アイソレータに使用する場
合、直線偏光である入射光と、入射光が最初に通過する
偏光子の偏光方向とを一致させなければならない。この
ためには、入射光が最初に通過する偏光子の偏光方向を
容易に識別することができるようにすることが必要であ
る。このため、本発明に係る磁気光学素子においては、
何れか一方の偏光子の表面にその偏光子の偏光方向を示
す目印が施されている。この目印を基準として、偏光方
向の光学測定を行うことなく、ファラデー回転子及び他
方の偏光子の偏光方向を識別することが可能になる。従
って、この目印を基準として光アイソレータを作製する
ことにより、磁気光学素子の偏光方向の不一致による不
良品の発生を回避することができる。なお、本発明の前
提として、ファラデー回転子と２枚の偏光子との間の相
対的な偏光方向は予め調整されているものとする。

【００１４】また、光磁界センサの作製においても、偏
光子に設けられた目印を基準としてファラデー回転子の
偏光方向を識別することができるため、入射光とファラ
デー回転子との間の偏光方向の不一致による出力信号の
位相ずれによる不良品の発生を回避することができる。

【００１５】さらに、この目印は、磁気光学素子の細分
化工程において、細分化と同時に形成することができる
ため、特に目印作製のための工程を追加する必要がな
く、従って、磁気光学素子の製造工程を複雑にすること
もない。

【００１６】

【実施例】以下、図１乃至図３を参照して本発明に係る
磁気光学素子の一実施例を説明する。図１（ａ）及び
（ｂ）は本実施例に係る磁気光学素子の構成要素である
偏光子１１，１３を示す。偏光子１１，１３は偏光ガラ
スからなり、各々一辺が１０ｍｍの正方形形状に形成さ
れている。偏光子１１は底辺１１ａに対して垂直な偏光
方向Ａを有しており、偏光子１３は底辺１３ａに対して
４５度傾斜している偏光方向Ｂを有している。

【００１７】ファラデー回転子１２は磁性ガーネット膜
からなり、偏光子１１，１３と同じ大きさの正方形形状
に形成されている。図１（ｃ）に示すように、ファラデ
ー回転子１２の上下両面の全面にわたって接着剤を塗布
した後、ファラデー回転子１２の上面に偏光子１１を、
ファラデー回転子１２の下面に偏光子１３を接着し、一
辺１０ｍｍの正方形形状の磁気光学素子１４を形成し
た。接着剤は、透明で、薄くても十分な接着力を有する
ものを用いる。例えば、エポキシ系接着剤が好ましい。

【００１８】次いで、このように形成した磁気光学素子
１４を、偏光子１１が上を向くようにして、ダイヤモン
ドカッターその他の切断装置に固定し、図１（ｄ）に示
すように、各辺を５等分し、計２５個の磁気光学素子１
５に細分化した。切断幅は１つ当たり０．２５ｍｍであ
り、切断によって一辺当たり０．２５×４＝１ｍｍだけ
長さが短くなった。このため、細分化された磁気光学素
子１５は一辺が（１０−１）÷５＝１．８ｍｍである正
方形形状となっている。また、細分化された磁気光学素
子１５においても偏光子１１が上面に位置しているた
め、磁気光学素子１５を上方から見た場合の偏光方向
は、図１（ａ）に示した偏光子１１の場合と同様に、各
磁気光学素子１５の底辺１５ａに対して垂直な方向Ａで
ある。なお、接着剤はファラデー回転子１２と偏光子１
１及び偏光子１３との各接触面の全面にわたって塗布さ
れているので、細分化した各磁気光学素子１５において
各偏光子１１，１３がファラデー回転子１２から剥離す
ることはない。

【００１９】さらに、細分化された磁気光学素子１５を
そのまま切断装置に固定しておき、図２に示すように、
各磁気光学素子１５の一辺に沿って、偏光方向Ａと同じ
方向である矢印Ｃの方向に切断刃を走査する。このよう
な切断刃の走査により、図３に示すように、各磁気光学
素子１５の最上層を構成している偏光子１１の一辺の一
部を階段状に削り取ることができる。この階段状の切削
部分１６が延びる方向は偏光子１１の偏光方向Ａと同じ
であるので、この階段状切削部分１６を偏光子１１の偏
光方向を識別するための目印として用いることができ
る。

【００２０】このようにして作製した磁気光学素子１５
を用いて、光学測定による偏光方向の特定を行うことな
く、階段状切削部分１６のみを偏光方向の識別基準と
し、光アイソレータを１００台、光磁界センサを２０台
作製したが、不良品は皆無であった。

【００２１】上記の実施例においては、偏光子１１の一
辺を切削することにより階段状切削部分１６を形成し、
これを目印として使用したが、他の形状を目印として使
用することもできる。例えば、図４に示すように、各磁
気光学素子１５の最上層を構成する偏光子１１の一辺を
面取りし、この面取り部分１７を偏光方向Ａの目印とし
て用いることもできる。あるいは、図５に示すように、
各磁気光学素子１５の最上層を構成する偏光子１１の偏
光方向Ａと平行に溝１８を形成し、この溝１８を偏光方
向の目印として用いることもできる。

【００２２】また、図３乃至図５に示した階段状切削部
分１６、面取り部分１７及び溝１８は偏光子１１の一辺
の全長にわたって形成したが、偏光子１１の一辺の全長
の一部においてのみ形成するようにしてもよい。偏光子
１１の一辺の全長の一部にのみ形成しても、偏光方向の
目印として十分に機能する。

【００２３】さらに、図３乃至図５に示した階段状切削
部分１６、面取り部分１７及び溝１８は何れも各磁気光
学素子１５の最上層を構成する偏光子１１に形成した
が、各磁気光学素子１５の最下層を構成する偏光子１３
に形成してもよい。あるいは、偏光子１１及び偏光子１
３の双方に形成してもよい。何れの場合も偏光方向の識
別を可能にする。

【００２４】さらに、図３乃至図５に示した階段状切削
部分１６、面取り部分１７及び溝１８は何れも偏光子１
１の偏光方向Ａと平行な方向に延びるように形成した
が、これらの目印を形成する方向は偏光子１１の偏光方
向Ａと平行な方向に限定する必要はない。これらの目印
と偏光方向との間の関係が一定である限りにおいては、
目印を形成する方向は偏光方向に対して任意の角度（例
えば、４５度又は９０度など）とすることができる。

【００２５】なお、上記の実施例により作製した磁気光
学素子の耐久性を調べた実験を行ったので、その結果に
ついて以下に説明する。実験対象の磁気光学素子は波長
１．３１μｍの光を使用し得る光アイソレータ又は光磁
界センサ用として製造した。偏光子としては波長１．３
１μｍの光に対応する偏光ガラス板を用い、ファラデー
回転子としては波長１．３１μｍの光に対応する磁性ガ
ーネット〔（ＢｉＹｂＴｂ）₃Ｆｅ₅Ｏ₁₂〕を用いた。
偏光ガラス板及びファラデー回転子ともに一辺が１０ｍ
ｍの正方形形状とした。接着剤としては、二つの原料を
混合することにより硬化する透明なエポキシ系接着剤を
使用した。なお、偏光ガラス板をファラデー回転子に接
着する前に、偏光ガラス板の接着面には対接着剤用の反
射防止コートを、他方の面には対空気用の反射防止コー
トを施し、ファラデー回転子の両面にも対接着剤用の反
射防止コートを施した。これらを接着して中間製品（上
記実施例の磁気光学素子１４に相当するもの）を得た
後、一辺を３等分することにより、一辺が３ｍｍである
最終製品としての磁気光学素子チップを９個作製した。
なお、反射防止コートは二酸化珪素（ＳｉＯ₂）と酸化
チタン（ＴｉＯ₂）を交互に積層させたものを用いた。

【００２６】この磁気光学素子では、光が通過する光路
中に接着剤の層が形成されているため、耐久性に注意を
払う必要がある。そこで、耐久性試験として、接着剤の
劣化が顕著に現れる挿入損失を測定した。すなわち、光
路中にこの磁気光学素子を配置し、これによる損失を調
べた。図６は磁気光学素子を温度８５℃、湿度８５％の
環境下に２０００時間置いた高温高湿試験の結果を示
す。図７は、温度が−４０℃から９０℃まで１０００サ
イクル変化する環境中に磁気光学素子を置いた冷熱衝撃
試験の結果を示す。なお、特性評価に用いた光は波長
１．３１μｍのレーザー光である。

【００２７】図６及び図７からわかるように、高温高湿
試験の前後において各チップの挿入損失の変化が少な
い。従って、冷熱衝撃試験の前後でも挿入損失の劣化は
認められず、この磁気光学素子が耐久性にも優れている
ことが確認できた。

【００２８】

【発明の効果】本発明に係る磁気光学素子及びその製造
方法によって、光学測定により磁気光学素子の偏光方向
の特定を行うことなく、入射光と磁気光学素子の偏光方
向とを一致させることが可能になる。これによって、入
射光と磁気光学素子の偏光方向との不一致による光アイ
ソレータや光磁界センサの不良品の発生を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の実施例に係る磁気光学素子の
最上層を構成する偏光子の正面図、（ｂ）は同磁気光学
素子の最下層を構成する偏光子の正面図、（ｃ）は中間
製品としての細分化前の磁気光学素子の側面図、（ｄ）
は中間製品としての磁気光学素子を細分化した後の磁気
光学素子を示す正面図である。

【図２】細分化された各磁気光学素子の偏光方向を示す
目印の形成方法の一例を示す概略図である。

【図３】目印として階段状切削部分が形成された磁気光
学素子の斜視図である。

【図４】目印として面取り部分が形成された磁気光学素
子の斜視図である。

【図５】目印として溝が形成された磁気光学素子の斜視
図である。

【図６】最終製品としての磁気光学素子の高温高湿試験
の結果を示す表である。

【図７】最終製品としての磁気光学素子の冷熱衝撃試験
の結果を示す表である。

【図８】磁気光学素子の基本構成を示す概略図である。

【符号の説明】

１，３偏光子２ファラデー回転子４永久磁石１１，１３偏光子１２ファラデー回転子１４細分化前の磁気光学素子１５細分化後の磁気光学素子１６階段状切削部分１７面取り部分１８溝

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【手続補正書】

【提出日】平成７年６月２３日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図６

【補正方法】変更

【補正内容】

【図６】最終製品としての磁気光学素子の高温高湿試験
の結果を示す図表である。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図７

【補正方法】変更

【補正内容】

【図７】最終製品としての磁気光学素子の冷熱衝撃試験
の結果を示す図表である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】偏光方向が相互に４５度異なる２枚の偏
光子と、これら２枚の偏光子の間に一体的に挟み込まれ
たファラデー回転子とを備え、前記２枚の偏光子のうち
少なくとも何れか一方の偏光子には偏光方向を示す目印
が施されている磁気光学素子。
【請求項２】前記磁気光学素子は多角形形状をなして
おり、前記目印は該多角形の一辺の少なくとも一部を切
削することにより形成されるものであることを特徴とす
る請求項１に記載の磁気光学素子。
【請求項３】製造すべき磁気光学素子よりも大きな２
枚の偏光子とファラデー回転子とを、ファラデー回転子
が２枚の偏光子の間に挟み込まれるように、相互に接着
させて得られた磁気光学素子を細分化することにより複
数の磁気光学素子を得る磁気光学素子の製造方法におい
て、前記磁気光学素子の細分化の工程において該磁気光学素
子の表面の少なくとも一部を切削することにより偏光方
向を示す目印を形成する工程を有することを特徴とする
磁気光学素子の製造方法。