JPH1068907A - 光アイソレータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 規定以上の精度の特性の揃った光アイソレー
タをできるだけ少ない部品点数と簡単な組立工程により
安価に量産できるようにすること 【解決手段】 溝型ホルダ５と、この溝型ホルダ５の中
央部に形成されている中央位置決め凹部６に嵌合装着さ
れた永久磁石１と、この永久磁石１の開口部内に嵌合装
着されているファラデー素子２と、溝型ホルダ５の一端
部付近に形成されている第１の位置決め凹部７に嵌合装
着された第１の偏光板３ａと、溝型ホルダ５の他端部付
近に形成されている第２の位置決め凹部８に嵌合装着さ
れた第２の偏光板３ｂとを備える。凹部７をＶ字型と
し、凹部８をコ字型に形成しているので、各凹部に偏光
板を装着すると、自動的に両偏光板は４５度ずれる。よ
って、偏光板の所定の辺と偏光面を平行にしておくと、
凹部に偏光板に装着するだけで、両偏光板の偏光面は、
４５度ずれる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信装置あるい
は光測定装置などにおいてレーザ光源に反射光が戻るの
を防ぐために用いる光アイソレータに関し、特に、筒型
磁石の筒穴内に固定されたファラデー素子と、その両側
に配置された偏光子および検光子としての２つの偏光板
からなる光アイソレータの構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の代表的な光アイソレータの構造例
を図１０に示している。同図に示すように、永久磁石１
の開口部内に矩形板のファラデー素子２が挿入固定され
てファラデー回転子となっている。そして、第１の偏光
板３ａと第２の偏光板３ｂの一方が偏光子で他方が検光
子となる。さらに、両偏光板３ａ，３ｂは、それぞれ偏
光板ホルダ４ａ，４ｂの開口部内に装着されている。

【０００３】そして、ファラデー素子２のついた永久磁
石１の両側に、偏光板３ａのついた偏光板ホルダ４ａ
と、偏光板３ｂのついた偏光板ホルダ４ｂとをそれぞれ
接合し、これらの光軸を揃えるとともに、両偏光板３
ａ，３ｂの偏光面を所定角度（通常は４５度）だけ正確
にずらして位置決めし、全体を一体的に固定する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た図１０に示すような従来の構造では、まず部品点数が
多くて組み立てが煩雑となるという問題がある。また、
ファラデー素子２と両偏光板３ａ，３ｂの光軸調整およ
び光軸回りの回転角度調整（両偏光板３ａ，３ｂの偏光
面を４５度ずらす処理）を厳密に行えることから、高精
度な光アイソレータを組み立てることが可能となるが、
そのために面倒な位置決め調整を厳密に行わなければな
らない点は大いに生産性を阻害する。さらに、位置決め
調整が不適当だと精度・性能が著しく低下するというこ
とも問題であった。

【０００５】本発明は、上記した背景に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、上記した問題を解決
し、規定以上の精度の特性の揃った光アイソレータをで
きるだけ少ない部品点数と簡単な組立工程により安価に
量産できる構造を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ため、第１の発明による光アイソレータでは、溝型ホル
ダと、この溝型ホルダの中央部に形成されている中央位
置決め凹部（６）内に装着された永久磁石と、この永久
磁石の開口部内に挿入固定されているファラデー素子
と、前記溝型ホルダの一端部付近に形成されている第１
の位置決め凹部内に装着された第１の偏光板と、前記溝
型ホルダの他端部付近に形成されている第２の位置決め
凹部内に装着された第２の偏光板とを備えてなり、か
つ、前記第１および第２の位置決め凹部は、前記第１お
よび第２の偏光板を装着することにより、両偏光板の光
軸回りの回転位置を位置決めし、両偏光板の偏光面が所
定角度をなすような形状からなるようにした（請求項
１）。

【０００７】また第２の発明による光アイソレータは、
永久磁石からなる溝型ホルダと、この溝型ホルダの中央
部に形成されている中央位置決め凹部内に装着されたフ
ァラデー素子と、前記溝型ホルダの一端部付近に形成さ
れている第１の位置決め凹部内に装着された第１の偏光
板と、前記溝型ホルダの他端部付近に形成されている第
２の位置決め凹部内に装着された第２の偏光板と、前記
ファラデー素子と前記第１および第２の偏光板が装着さ
れた前記溝型ホルダの上に下向きに組み合わされて一体
化された永久磁石からなる溝型カバーとを備えてなり、
かつ、前記第１および第２の位置決め凹部は、前記第１
および第２の偏光板を装着することにより、両偏光板の
光軸回りの回転位置を位置決めし、両偏光板の偏光面が
所定角度をなすような形状からなるようにした（請求項
２）。

【０００８】すなわち、上記した両発明では、ともに第
１，第２の偏光板をそれぞれ第１，第２の位置決め用凹
部に装着すると、自動的に両偏光板の偏光面のなす角
が、所定角度（実施の形態では４５度）に設定される。
また、各光学部品の光軸も合う。つまり、単に凹部内に
装着するといった簡単な組立作業で、比較的精度良く偏
光面が所定角度に交差する光アイソレータが構成でき
る。つまり、従来のように、各光学部品相互の位置決め
調整を行う必要がなくなる。

【０００９】また、第２の発明では、ホルダ自体が永久
磁石からなるので、ファラデー素子に磁界を印加するた
めの磁石を別途設ける必要がなく、部品点数がさらに削
減できる。

【００１０】そして、第１および第２のいずれの発明に
おいても、前記第１および第２の位置決め凹部は、前記
第１および第２の偏光板を光軸回りの回転位置を位置決
めするとともに、軸方向の位置も規制する構成を採るこ
とができる（請求項３）。係る構成にすると、第５，第
６の実施の形態で詳しく説明しているように、各光学部
品の軸方向の位置あわせも簡単に行えるようになる。

【００１１】また、前記第１および第２の位置決め凹部
は前記中央位置決め部に対して対称な形状であり、前記
第１または第２の偏光板のいずれをもそれぞれ所定の角
度姿勢で装着できる構成を採ることもできる（請求項
４）。係る構成にすると、第２，第８の実施の形態で詳
しく説明しているように、両凹部の形状を共通化でき、
加工等も容易となる。

【００１２】さらに、前記溝型ホルダの少なくとも一端
部には光ファイバフェルールの位置決め凹部が形成され
ている構成を採ることもできる（請求項５）。係る構成
にすると、第４，第７の実施の形態で詳しく説明してい
るように、フェルールを凹部に装着するだけで、各光学
部品と光軸を合わせたフェルールを簡単に位置決め固定
でき、一体化することができる。よって、光アイソレー
タとフェルールを後工程で取り付ける必要がなく、しか
も相対位置関係の調整も不要となる。

【００１３】さらにまた、前記溝型ホルダの外周には外
部機器への取り付け固定用の脚部が一体に形成されてい
る構成を採ることもできる（請求項６）。係る構成にす
ると、第３，第９の実施の形態で詳しく説明しているよ
うに、実装が容易に行えるようになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】第１の発明のいくつかの実施の形
態を図１〜図５に示し、第２の発明のいくつかの実施の
形態を図６〜図９に示している。これら実施の形態につ
いて順番に説明する。

【００１５】（１）図１の実施の形態 第１の実施の形態の構成を図１（ａ），（ｂ）に示して
いる。この光アイソレータは、溝型ホルダ５と、この溝
型ホルダ５の中央部に形成されている中央位置決め凹部
６に嵌合装着された永久磁石１と、この永久磁石１の開
口部内に嵌合装着されているファラデー素子２と、溝型
ホルダ５の一端部付近に形成されている第１の位置決め
凹部７に嵌合装着された第１の偏光板３ａと、溝型ホル
ダ５の他端部付近に形成されている第２の位置決め凹部
８に嵌合装着されて第１の偏光板３ａに対して偏光面が
所定角度（４５度）をなしている第２の偏光板３ｂとを
備えたものである。

【００１６】なお、同図中両偏光板３ａ，３ｂの偏光面
の方向は、各板の表面に記載した多数の直線の方向であ
り、図示するように、両偏光板３ａ，３ｂは、ともに扁
平な矩形平板状（正面形状は正方形）で、偏光面の方向
は、その板の所定の辺と平行にしている。

【００１７】そして、溝型ホルダ５は円筒を半割りした
ような形態であり、例えばプラスチックや金属あるいは
セラミックなどの成形品から構成される。また、中央位
置決め凹部６は、永久磁石１の円筒外形に対応した半円
形の溝である。第１の位置決め凹部７は、正方形の第１
の偏光板３ａをその各辺が水平に対して４５度傾いた姿
勢で装着できるようにＶ字型の溝となっている。さら
に、第２の位置決め凹部８は、正方形の第２の偏光板３
ｂをその１組の辺が水平になる姿勢で装着できるように
コ字型の溝となっている。なお、溝型ホルダ５は、上記
したように、成形部品だけに限られず、成形部品に切削
などの加工を加えて製作したり、あるいは最初から切削
加工で製作することも可能である。このことは以下のい
ずれの実施の形態にも共通する。

【００１８】係る構成にすると、溝型ホルダ５の中央位
置決め凹部６にファラデー素子２のついた永久磁石１を
挿入固定し、第１および第２の位置決め凹部７，８内に
それぞれ第１および第２の偏光板３ａ，３ｂを挿入固定
することで、自動的に、ファラデー素子２と両偏光板３
ａ，３ｂの光軸が揃うとともに、両偏光板３ａ，３ｂの
偏光面の光軸回りの回転位置決めが規定通りになる。つ
まり、上記したように第１，第２の位置決め凹部７，８
の形状をＶ字型とコ字型にしたため、それぞれの凹部
７，８に正方形の両偏光板３ａ，３ｂをそれぞれ挿入す
ると、自動的に両偏光板３ａ，３ｂの辺の方向が４５度
に交差するようになる。そして、各偏光板３ａ，３ｂの
偏光面は、それぞれ所定の辺に対して平行としているの
で、辺の方向と同様に偏光面の方向も４５度ずれる。こ
のように、単純に各凹部６，７，８に各光学部品１，３
ａ，３ｂを挿入するという簡単な処理で、各光学部品の
相対位置関係が所定の状態に設定することができる。

【００１９】また、図示した例では、縦断面が略半円状
の溝型ホルダ５に各光学部品１，３ａ，３ｂを装着した
状態で、その上方は開放状態としているが、本発明で
は、このように開放状態にしたままでも良く、或いは各
光学部品を覆うように、例えば溝型ホルダ５と同形状の
カバーを装着するようにしても良い。そして、装着する
カバーの形状は、必ずしも溝型ホルダ５と同形状である
必要はなく、各光学部品の外形状に符合する内形状の部
分を有していれば、その外形状は任意である（以下の実
施の形態でも同じ）。

【００２０】（２）図２の実施の形態 図２（ａ），（ｂ）に示す第２の実施の形態では、溝型
ホルダ５における第１および第２の位置決め凹部７，８
の形態が図１の実施の形態と異なる。すなわち、本実施
の形態では、第１の位置決め凹部７と第２の位置決め凹
部８は、中央位置決め部６に対して対称な形状であり、
第１の偏光板３ａまたは第２の偏光板３ｂのいずれをも
それぞれ所定の角度姿勢で嵌合装着できるようになって
いる。

【００２１】つまり、正方形の偏光板を各辺が水平に対
して４５度をなす姿勢に嵌合するＶ字型の溝Ｘと、正方
形の偏光板を１組の辺が水平になる姿勢に嵌合するコ字
型の溝Ｙとを合成した、半星型の溝としている。

【００２２】係る構成にすることにより、一方の偏光板
を装着する際に溝Ｘを用い、他方の偏光板を装着する際
に溝Ｙを利用すると、偏光板同士の偏光面は４５度異な
らせることができる。そして、第１の実施の形態と合わ
せると、第１の位置決め凹部７は、実際には溝Ｘの部分
を利用し、第２の位置決め凹部８は実際には溝Ｙの部分
を利用することになる。

【００２３】（３）図３の実施の形態 図３は、上記した第２の実施の形態の溝型ホルダ５の変
形例を示している。ここでは、溝型ホルダ５の外周に
は、外部機器への取り付け固定（実装）を容易にするた
めに、角型断面の脚部９を一体に形成している。

【００２４】本実施の形態からわかるように、溝型ホル
ダ５の外形形状は半円筒型に限定されるものではなく、
例えば角ブロック型など、取り付け対象に合せた自由な
形態を採用することかできる。

【００２５】（４）図４の実施の形態 図４は、本発明の第４の実施の形態を示している。本実
施の形態では、上記した第１の実施の形態において、溝
型ホルダ５の一端部（図示の例では、第２の位置決め凹
部８側）を延長し、その延長部分に光ファイバ１０の円
筒型フェルール１１を装着して位置決めするための半円
溝状の位置決め凹部１２を形成している。本実施の形態
では、光アイソレータと光ファイバ・フェルールとの結
合もきわめて容易に行える。

【００２６】（５）図５の実施の形態 図５は、本発明の第５の実施の形態を示している。本実
施の形態では、溝型ホルダ５における第１の偏光板３ａ
用の第１の位置決め凹部７と、第２の偏光板３ｂ用の第
２の位置決め凹部８に、それぞれ偏光板の光軸方向の位
置決め機能を持たせている。

【００２７】つまり、第１の位置決め凹部７のＶ字型溝
を、第１の偏光板３ａの厚みに対応した幅とする。そし
て、第２の位置決め凹部８のコ字型溝を、第２の偏光板
３ｂの厚みに対応した幅としている。本実施の形態によ
れば、組み立てと位置決めがさらに簡単かつ精度良く行
うことができる。

【００２８】そして、上記したように装着する偏光板の
厚さと凹部の幅を同じにすると、正確に光軸方向の位置
決めが簡単に行えるが、本発明は係る構成のものに限ら
ず、凹部の幅の方を広くしていても、偏光板の正面或い
は裏面と当接する突出部分を有していれば、その突出部
分に偏光板を突き当てることにより、光軸方向の相対位
置関係を揃えることができるので、係る場合も含む。

【００２９】（６）図６の実施の形態 図６は、本発明の第６の実施の形態を示している。本実
施の形態は、第２の発明の基本形態（但し、光軸方向の
位置決め機構を除く）であり、永久磁石からなる溝型ホ
ルダ５０と、この溝型ホルダ５０の中央部に形成されて
いる中央位置決め凹部６０に嵌合装着されたファラデー
素子２と、溝型ホルダ５０の一端部付近に形成されてい
る第１の位置決め凹部７に挿入固定された第１の偏光板
３ａと、溝型ホルダ５０の他端部付近に形成されている
第２の位置決め凹部８に挿入固定されて第１の偏光板３
ａに対して偏光軸が所定角度（４５度）をなしている第
２の偏光板３ｂと、ファラデー素子６０と第１および第
２の偏光板３ａ，３ｂが装着された溝型ホルダ５０の上
に下向きに組み合わされて一体化された永久磁石からな
る溝型カバー５１とを備えたものである。

【００３０】本実施の形態における永久磁石・溝型ホル
ダ５０の形態は、第１の実施の形態と比較すると、中央
位置決め凹部６０の形が異なる。つまり、第２の発明で
はファラデー素子２を直接に溝型ホルダ５０の中央位置
決め凹部６０に挿入するようにしている。そして、ファ
ラデー素子２はその平面形状が、両偏光板３ａ，３ｂと
同様に正方形とし、これを４５度の姿勢でホルダ５０に
組み合わせるので、中央位置決め凹部６０はＶ字型の溝
となっている。尚、凹部６０はコ字型にしてもよい。

【００３１】また、永久磁石・溝型カバー５１は、永久
磁石・溝型ホルダ５０と同じ形態であり、これらを向い
合せに組み合わせることで筒型永久磁石が構成され、こ
れによりファラデー素子２に所定の磁界を印加する。

【００３２】また本実施の形態では、上記した第５の実
施の形態と同様に、溝型ホルダ５０における第１の偏光
板３ａ用の位置決め凹部７と第２の偏光板３ｂ用の位置
決め凹部８に、それぞれ偏光板の光軸方向の位置決め機
能を持たせている。つまり、第１の位置決め凹部７のＶ
字型溝を第１の偏光板３ａの厚みに対応した幅とし、第
２の位置決め凹部８のコ字型溝を第２の偏光板３ｂの厚
みに対応した幅としている。本実施の形態によれば、組
み立てと位置決めがきわめて簡単になる。

【００３３】また、ホルダ５０，５１自体にファラデー
素子２に磁界を印加するための磁石機能を持たせたた
め、従来別途必要であった永久磁石１が不要となり、部
品点数の削減が図れる。なお、第１の実施の形態と同様
に、光軸方向の位置決め機構を有していなくてももちろ
ん良い。

【００３４】（７）図７の実施の形態 図７は、本発明の第７の実施の形態を示している。本実
施の形態では、上記した第６の実施の形態において、溝
型ホルダ５０の一端部を延長し、その延長部分に光ファ
イバ１０の円筒型フェルール１１を嵌合して位置決めす
るための半円溝状の位置決め凹部１２を形成している。
溝型カバー６０も同じ形態である。つまり、本実施の形
態は、第６の実施の形態のものに、第４の実施の形態と
同様の機能を付加したものである。そして本実施の形態
では、光アイソレータと光ファイバ・フェルールとの結
合もきわめて容易になる。

【００３５】（８）図８の実施の形態 図８は、本発明の第８の実施の形態を示している。本実
施の形態における溝型ホルダ５０（溝型カバー５１）の
第１の位置決め凹部７と第２の位置決め凹部８は、中央
位置決め部６０に対して対称な形状であり、第１の偏光
板３ａまたは第２の偏光板３ｂのいずれをもそれぞれ所
定の角度姿勢で嵌合装着できるようになっている。つま
り、正方形の偏光板を各辺が水平に対して４５度をなす
姿勢に嵌合するＶ字型の溝Ｘと、正方形の偏光板を１組
の辺が水平になる姿勢に嵌合するコ字型の溝Ｙとを合成
した、半星型の溝としている。

【００３６】（９）図９の実施の形態 図９は、本発明の第９の実施の形態を示してい。本実施
の形態では前述した第８の実施の形態の溝型ホルダ５０
の変形例を示している。ここでは、溝型ホルダ５０の外
周には、外部機器への取り付け固定を容易にするため
に、角型断面の脚部９を一体に形成している。本実施の
形態からわかるように、永久磁石・溝型ホルダ５０の外
形形状は半円筒型に限定されるものではなく、例えば角
ブロック型など、取り付け対象に合せた自由な形態を採
用すればよい。

【００３７】尚、本発明は上記した各実施の形態に限ら
れるものではなく、各実施の形態の要部となる構成を適
宜組合わせて構成してもよいのはもちろんである。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る光アイソレ
ータでは、偏光板を溝型ホルダに形成した凹部内に挿入
するだけで、両偏光板の偏光方向を所定角度にすること
ができる。これにより、規定以上の精度の特性の揃った
光アイソレータをできるだけ少ない部品点数と簡単な組
立工程により安価に量産できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の構成図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態の構成図である。

【図３】本発明の第３の実施の形態の構成図である。

【図４】本発明の第４の実施の形態の構成図である。

【図５】本発明の第５の実施の形態の構成図である。

【図６】本発明の第６の実施の形態の構成図である。

【図７】本発明の第７の実施の形態の構成図である。

【図８】本発明の第８の実施の形態の構成図である。

【図９】本発明の第９の実施の形態の構成図である。

【図１０】従来の光アイソレータの構成図である。

【符号の説明】

１ 永久磁石 ２ ファラデー素子 ３ａ，３ｂ 偏光板 ４ａ，４ｂ 偏光板ホルダ ５ 溝型ホルダ ６ 中央位置決め凹部 ７ 第１の位置決め凹部 ８ 第２の位置決め凹部 ９ 脚部 １０ 光ファイバ １１ フェルール １２ 光ファイバフェルール用の位置決め凹部 ５０ 永久磁石・溝型ホルダ ５１ 永久磁石・溝型カバー ６０ 中央位置決め凹部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 溝型ホルダ（５）と、 この溝型ホルダの中央部に形成されている中央位置決め
   凹部（６）内に装着された永久磁石（１）と、 この永久磁石の開口部内に挿入固定されているファラデ
   ー素子（２）と、 前記溝型ホルダの一端部付近に形成されている第１の位
   置決め凹部（７）内に装着された第１の偏光板（３ａ）
   と、 前記溝型ホルダの他端部付近に形成されている第２の位
   置決め凹部（８）内に装着された第２の偏光板（３ｂ）
   とを備えてなり、 かつ、前記第１および第２の位置決め凹部は、前記第１
   および第２の偏光板を装着することにより、両偏光板の
   光軸回りの回転位置を位置決めし、両偏光板の偏光面が
   所定角度をなすような形状からなることを特徴とする光
   アイソレータ。
2. 【請求項２】 永久磁石からなる溝型ホルダ（５０）
   と、 この溝型ホルダの中央部に形成されている中央位置決め
   凹部（６０）内に装着されたファラデー素子（２）と、 前記溝型ホルダの一端部付近に形成されている第１の位
   置決め凹部（７）内に装着された第１の偏光板（３ａ）
   と、 前記溝型ホルダの他端部付近に形成されている第２の位
   置決め凹部（８）内に装着された第２の偏光板（３ｂ）
   と、 前記ファラデー素子と前記第１および第２の偏光板が装
   着された前記溝型ホルダの上に下向きに組み合わされて
   一体化された永久磁石からなる溝型カバー（５１）とを
   備えてなり、 かつ、前記第１および第２の位置決め凹部は、前記第１
   および第２の偏光板を装着することにより、両偏光板の
   光軸回りの回転位置を位置決めし、両偏光板の偏光面が
   所定角度をなすような形状からなることを特徴とする光
   アイソレータ。
3. 【請求項３】 前記第１および第２の位置決め凹部は、
   前記第１および第２の偏光板を光軸回りの回転位置を位
   置決めするとともに、軸方向の位置も規制することを特
   徴とする請求項１または２に記載の光アイソレータ。
4. 【請求項４】 前記第１および第２の位置決め凹部は前
   記中央位置決め部に対して対称な形状であり、前記第１
   または第２の偏光板のいずれをもそれぞれ所定の角度姿
   勢で装着できることを特徴とする請求項１〜３のいずれ
   か１項に記載の光アイソレータ。
5. 【請求項５】 前記溝型ホルダの少なくとも一端部には
   光ファイバフェルール（１１）の位置決め凹部（１２）
   が形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいず
   れか１項に記載の光アイソレータ。
6. 【請求項６】 前記溝型ホルダの外周には外部機器への
   取り付け固定用の脚部（９）が一体に形成されているこ
   とを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の光
   アイソレータ。