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JP2001174752A - Optical isolator element and manufacturing method thereof - Google Patents

Optical isolator element and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JP2001174752A
JP2001174752A JP35372299A JP35372299A JP2001174752A JP 2001174752 A JP2001174752 A JP 2001174752A JP 35372299 A JP35372299 A JP 35372299A JP 35372299 A JP35372299 A JP 35372299A JP 2001174752 A JP2001174752 A JP 2001174752A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
cut
laminated
optical isolator
optical element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP35372299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuji Tsushima
沢二 対馬
Haruji Katakura
春治 片倉
Yasuyori Kitagawa
靖順 北川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Namiki Precision Jewel Co Ltd
Original Assignee
Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Namiki Precision Jewel Co Ltd filed Critical Namiki Precision Jewel Co Ltd
Priority to JP35372299A priority Critical patent/JP2001174752A/en
Publication of JP2001174752A publication Critical patent/JP2001174752A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】光学素子の光の入射面が、入射光に対して簡単
に斜めとなるように設置できる光アイソレータおよびそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】ファラデー素子となる磁気光学結晶板51
の両面に、それぞれ、偏光子または検光子となる偏光板
52,53を、互いの偏向方向がファラデー素子による
偏光面の回転角度に合わせながら積層し、積層体5基板
を作製する。次に積層体5を、切断面54は積層面厚み
方向に対して垂直方向に、さらに切断面55は、前記切
断面54に対して直交させ、かつ積層面厚み方向に対し
て入刀傾斜角を持たせて斜めに切断し、ラミネート基板
から複数個の光学素子10を切り出す。これにより光ア
イソレータの外装ケース内に配置する際、切断面55に
よる側断面を基準面として保持固定することにより、光
学素子10の入射面は入射光軸方向に対して一定角度で
斜めになる。
(57) Abstract: Provided is an optical isolator which can be installed so that a light incident surface of an optical element is easily inclined with respect to incident light, and a method of manufacturing the same. A magneto-optical crystal plate serving as a Faraday element is provided.
Polarizing plates 52 and 53 serving as a polarizer or an analyzer are laminated on both surfaces of the substrate, respectively, so that the respective polarizing directions are adjusted to the rotation angle of the polarization plane by the Faraday element, thereby producing a laminated body 5 substrate. Next, the laminated body 5 is cut so that the cut surface 54 is perpendicular to the thickness direction of the laminated surface, and the cut surface 55 is perpendicular to the cut surface 54 and the cutting angle is inclined with respect to the thickness direction of the laminated surface. , And cut diagonally to cut out a plurality of optical elements 10 from the laminate substrate. Accordingly, when the optical isolator is arranged in the outer case, the incident surface of the optical element 10 is inclined at a certain angle with respect to the direction of the incident optical axis by holding and fixing the side cross section of the cut surface 55 as a reference surface.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光の入射面が入射
光軸に対して簡単に斜めに保持側に設置できる光アイソ
レータ素子の形状およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a shape of an optical isolator element in which a light incident surface can be easily installed on a holding side obliquely with respect to an incident optical axis, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】情報がデータから画像へと変化する中、
世界的なネットワーク通信網の拡大、及び情報のデータ
量の増大と高速化に伴う光通信関連技術の開発、改良が
急速に進められている。光通信技術は、情報伝達媒体と
なる光を、光ファイバーを介して発信地から受信地まで
光信号を伝送することにより、多くの情報を素早く伝送
する通信技術である。
2. Description of the Related Art As information changes from data to images,
The development and improvement of optical communication-related technologies are rapidly progressing with the expansion of global network communication networks and the increase and speed of information data. The optical communication technology is a communication technology for transmitting a large amount of information quickly by transmitting light serving as an information transmission medium from an origin to a destination via an optical fiber.

【0003】しかし近年においてはさらなる技術革新が
望まれ、従って、これらの膨大な情報をより高密度化、
高速化して送るためには、通信用光源である半導体レー
ザ素子をより高出力に、かつ安定に発光させる必要があ
る。しかし半導体レーザ素子は、図8に一例を示すよう
に、レーザーダイオードモジュール(図示していない)
に組込まれた際、半導体レーザ素子20の発振部から出
射した光が、光アイソレータなどの表面又は経路内部の
光路系受光部での反射や、光ファイバー端末部からの反
射などにより生じる入射(反射光)によって、そのレー
ザー発光が不安定となることが問題となる。
[0003] In recent years, however, further technological innovation has been desired, and therefore, this enormous amount of information has been increased in density,
In order to transmit at a higher speed, it is necessary to cause a semiconductor laser element, which is a communication light source, to emit light with higher output and more stably. However, as shown in an example in FIG. 8, a semiconductor laser element is a laser diode module (not shown).
When incorporated into the optical fiber, the light emitted from the oscillating portion of the semiconductor laser element 20 is reflected by an optical path light receiving portion on the surface of an optical isolator or the like or in the optical path, or reflected by an optical fiber terminal portion (reflected light). ) Causes a problem that the laser emission becomes unstable.

【0004】このため、光ファイバー端末の入出射面に
おいて反射される反射戻り光などが半導体レーザ素子へ
戻って入射することを防ぐために、半導体レーザ素子と
光ファイバーとの中間位置に、レーザー出射光の順方向
の光のみを通す特殊効果を持たせた素子、いわゆる「光
アイソレータ」部品が配置されることが、一般的となっ
ている。
For this reason, in order to prevent reflected return light and the like reflected at the input / output surface of the optical fiber terminal from returning to the semiconductor laser element and entering the semiconductor laser element, the laser emission light is placed in the intermediate position between the semiconductor laser element and the optical fiber. It is common to arrange an element having a special effect of passing only light in a direction, that is, a so-called “optical isolator” component.

【0005】この従来の一般的な「光アイソレータ」の
一例である光アイソレータ8は、例えば図9に示すよう
に、円筒形の磁石3の中心位置に、3層からなる光学素
子10を保持し、その磁石3自身を円筒中心部に開口穴
を設けたキャップ状の外装ケース100内方に固定し、
外装ケース100一端の開口部を通じて光学素子10に
光の光路系30を備えた構造である。
An optical isolator 8 which is an example of this conventional general “optical isolator” holds an optical element 10 composed of three layers at the center position of a cylindrical magnet 3 as shown in FIG. The magnet 3 itself is fixed inside the cap-shaped outer case 100 having an opening in the center of the cylinder,
The optical element 10 is provided with an optical path system 30 for light through an opening at one end of the outer case 100.

【0006】この光路系30を有する光学素子10は、
板状のファラデー回転子となるファラデー素子31の両
側面に、それぞれ、板状の偏光子32および検光子33
を積層した構成であり、例えば外装ケース100内に、
図9のように光路系30の光軸に対し、垂直方向に固定
した状態で使用される。
The optical element 10 having the optical path system 30 is:
A plate-like polarizer 32 and an analyzer 33 are provided on both side surfaces of a Faraday element 31 serving as a plate-like Faraday rotator, respectively.
Are laminated, for example, in the outer case 100,
As shown in FIG. 9, it is used while being fixed in a direction perpendicular to the optical axis of the optical path system 30.

【0007】上記構造では、前記図8で説明したよう
に、半導体レーザー素子20の出射光に対する反射戻り
光は、光路系受光部21の入射面が光軸に対し垂直面で
あるため光の反射が大きくなる。このため反射光が光源
側の半導体レーザ素子(図示省略)に入射することを防
止するために、従来では各素子の光学表面に無反射コー
ティング(ARコート)を施したり、あるいは、図9に
示す外装ケース100そのものを入射光軸方向に対して
斜めに配置することにより、反射光を入射光軸方向とは
異なる方向に傾ける必要があった。
In the above-described structure, as described with reference to FIG. 8, the return light reflected from the semiconductor laser device 20 is reflected by the optical path light receiving portion 21 because the incident surface is perpendicular to the optical axis. Becomes larger. For this reason, in order to prevent reflected light from being incident on a semiconductor laser element (not shown) on the light source side, conventionally, an antireflection coating (AR coat) is applied to the optical surface of each element, or as shown in FIG. By arranging the outer case 100 itself at an angle to the direction of the incident optical axis, it is necessary to tilt the reflected light in a direction different from the direction of the incident optical axis.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】このため図7の模式図
のように、光路系受光部21側の光学表面の法線方向
を、入射光光軸方向から数度分傾けて受光部側に傾斜角
を持たせた配置、要するに上記問題の対応策としては、
図6の光アイソレータ7に示す内部構造のように、光学
素子の傾斜角を外装ケース100内径部に設定し、ケー
ス内部に機械加工を施したものが用いられてきた。
For this reason, as shown in the schematic diagram of FIG. 7, the normal direction of the optical surface of the optical path system light receiving section 21 is inclined by several degrees from the direction of the optical axis of the incident light toward the light receiving section. The arrangement with the inclination angle, in short, as a countermeasure for the above problem,
As in the internal structure of the optical isolator 7 shown in FIG. 6, an optical element in which the inclination angle of the optical element is set to the inner diameter of the outer case 100 and the inside of the case is machined has been used.

【0009】しかし、このような光学素子10を外装ケ
ース100内方に光軸に対し斜めに配置する方法や、外
装ケース100そのものを装置取り付け側で斜めに配置
する方法においては、光アイソレータ素子(磁石を含
む)の斜め配置に必要な空間(径方向)を大きくする必
要があり、また、外装ケース100の内壁面を傾斜させ
て斜めに円筒研削するなど、光アイソレータを構成する
光学素子10を保持するための他の取り付け部材の加工
を複雑にする必要があった。
However, in such a method in which the optical element 10 is disposed obliquely with respect to the optical axis inside the outer case 100 or in a method in which the outer case 100 itself is disposed obliquely on the device mounting side, an optical isolator element ( It is necessary to increase the space (radial direction) required for the oblique arrangement of the optical element 10 (including the magnet), and the optical element 10 constituting the optical isolator is formed by, for example, inclining the inner wall surface of the outer case 100 and cylindrically obliquely grinding it. It was necessary to complicate the processing of other mounting members for holding.

【0010】そこで、本発明は、光アイソレータ素子の
保持部品である外装ケース部品や装置などへの光アイソ
レータ取り付け部材の構造を複雑にしなくても、簡単
に、光の入射面が入射光軸に対して斜めとなるように設
置できる光アイソレータ素子およびその製造方法を提供
することを目的とする。
Accordingly, the present invention provides an optical isolator element holding member for an optical isolator element and an optical isolator mounting member to a device or the like without complicating the structure thereof. It is an object of the present invention to provide an optical isolator element that can be installed obliquely with respect to an optical isolator element and a method of manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1に記載の発明は、光の偏光面を回転させる
回転子(例えばファラデー素子11)と、この回転子の
入射側に積層配置される偏光子(12)と、前記回転子
の出射側に積層配置される検光子(13)と、から形成
された一体の光学素子(10)及び光路系(30)を備
えており、かつ前記光学素子の外形形状が光軸方向同一
の外側面の少なくとも一辺を、光学表面の入射面に対し
て傾斜(例えば側断面10a又は10b)させ、組み込
みの際、磁石(4c)内方に前記一辺の側断面を光軸に
対し平行配置するだけで、光学表面(10c、10d)
に傾斜角を持ったラミネート型の光アイソレータ(1)
が得られる。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises a rotator (for example, a Faraday element 11) for rotating a polarization plane of light, and a lamination on the incident side of the rotator. An integrated optical element (10) and an optical path system (30) formed from a polarizer (12) disposed and an analyzer (13) laminated on the emission side of the rotator; In addition, at least one side of the outer surface having the same outer shape in the optical axis direction of the optical element is inclined (for example, the side section 10a or 10b) with respect to the incident surface of the optical surface, and at the time of assembling, the magnet is located inside the magnet (4c). The optical surface (10c, 10d) can be obtained by simply arranging the side cross section of the one side parallel to the optical axis.
Laminate type optical isolator with slant angle (1)
Is obtained.

【0012】この請求項1に記載の光アイソレータにお
いて、側断面の傾斜した部分を磁石を介して外装ケース
の内壁に固定すると、図4に示すように、前記入射面1
0c(光学表面)は構造的に外装ケース4の円筒内壁及
び外壁に対して傾斜面となる。すなわち、外装ケース4
全体を通常通り入射光軸方向に対して垂直方向に配置し
ても、前記入射面10cを入射光軸方向に対して斜めに
配置することができ、その結果、前記入射面10cで反
射した反射光は、光源からそれた方向に反射して進むこ
とになり、光路系30を戻る反射光は大幅に低減でき
る。
In the optical isolator according to the present invention, when the inclined portion of the side cross section is fixed to the inner wall of the outer case via a magnet, as shown in FIG.
Oc (optical surface) is structurally inclined with respect to the cylindrical inner wall and outer wall of the outer case 4. That is, the outer case 4
Even if the whole is arranged as usual in the direction perpendicular to the direction of the incident optical axis, the incident surface 10c can be arranged obliquely to the direction of the incident optical axis, and as a result, the reflection reflected by the incident surface 10c The light is reflected and travels in a direction deviating from the light source, and the reflected light returning to the optical path system 30 can be greatly reduced.

【0013】従って組み込みの際、外装ケースの内壁を
あえて斜めに形成加工したり、あるいは光アイソレータ
の保持部材である外装ケースそのものを、取り付け装置
に対し斜めに配置する必要がなくなるため、前記外装ケ
ース内径部等の複雑な加工部品を用いなくても、光アイ
ソレータの傾斜配置は簡単になる。またこれにより内部
空間(径寸法)はこれにより小さくて済み、さらに光ア
イソレータの外装ケース自体も小型化でき、従来以上の
性能特性を維持しながら小型で安価な光アイソレータ部
品が製造できる。
Therefore, at the time of assembling, it is not necessary to intentionally form and process the inner wall of the outer case or to arrange the outer case itself, which is a holding member of the optical isolator, obliquely with respect to the mounting device. The inclined arrangement of the optical isolator can be simplified without using complicated processing parts such as an inner diameter portion. Accordingly, the internal space (diameter dimension) can be made smaller, and the outer case of the optical isolator can be downsized, so that a compact and inexpensive optical isolator component can be manufactured while maintaining the performance characteristics more than before.

【0014】ここで、例えばラミネート型光アイソレー
タの素子基板からの切断形状が多角形である場合には、
両面の光学表面を除く4つの側断面のうちの少なくとも
一面好ましくは互いに対向する二面を平行に傾斜させる
とよい。この場合は、前記素子基板の該当する側断面部
分を斜め同一方向に連続して等間隔で切断してもよい
し、小ブロックに切り揃えて数枚を重ね、端部側から斜
めに切断してもよい。
Here, for example, when the shape of the laminate optical isolator cut from the element substrate is polygonal,
At least one surface, preferably two surfaces facing each other, of the four side sections excluding the two optical surfaces may be inclined in parallel. In this case, the corresponding side cross-sectional portion of the element substrate may be cut obliquely and continuously at equal intervals in the same direction, or may be cut into small blocks, and several pieces may be stacked and cut diagonally from the end. You may.

【0015】また、当該光アイソレータ素子としては、
ファラデー回転を得る外部磁場(前記磁石)を必要とす
る光学素子タイプの他に、回転子そのものに強磁性材を
用いて外部磁場(磁石)を不要とした、いわゆる「ラッ
チング型光アイソレータ」の光学素子構成部品において
も、当然適用することは可能である。
Further, as the optical isolator element,
In addition to the optical element type that requires an external magnetic field (the magnet) for obtaining Faraday rotation, a so-called “latching-type optical isolator” that eliminates the need for an external magnetic field (magnet) by using a ferromagnetic material for the rotor itself. Naturally, the present invention can be applied to element components.

【0016】また、この請求項1に記載の光アイソレー
タに用いる光学素子及び光路系は、請求項2に記載する
ように、回転子となる板状部材(例えば磁気光学結晶板
51)の両面に、それぞれ、偏光子または検光子となる
偏光板(52あるいは53)を、互いの偏向方向が前記
回転子による偏光面の回転角度に合わせて積層し、積層
体(5)基板を作製し、さらにこの積層体を格子状に、
少なくとも基板となる光学表面のX・Y軸方向のどちら
か一方に、入刀方向に傾斜角度(例えば切断面55)を
持たせて厚み方向を斜め切断することにより、対向する
一対の切断側面が平行となるような光路系を有する光学
素子(10)を製造することが可能となる。
The optical element and the optical path system used in the optical isolator according to the first aspect of the present invention are, as described in the second aspect, provided on both surfaces of a plate-like member (for example, a magneto-optical crystal plate 51) serving as a rotor. Then, a polarizing plate (52 or 53) serving as a polarizer or an analyzer is laminated in accordance with the rotation direction of the polarization plane by the rotator to form a laminate (5) substrate. Put this laminate in a grid,
At least one of the X- and Y-axis directions of the optical surface serving as the substrate has an inclined angle (for example, the cut surface 55) in the cutting direction and is obliquely cut in the thickness direction, so that a pair of cut side surfaces facing each other can be formed. It is possible to manufacture an optical element (10) having a parallel optical path system.

【0017】すなわち、請求項1に記載の光アイソレー
タに用いる光学素子は、いわゆる個々の素子基材をラミ
ネート法により張り合わせて大口径の基板を作製するこ
とができ、かつ張り合わせた基板を格子状に、入刀傾斜
角を持たせてダイシングにより切断し切り出すだけで、
各々が一つのアイソレータ素材(ラッチング型の場合は
それ自身が光アイソレータ)となりうる多数個取りを可
能にする製造方法である。従って、請求項1に記載の光
アイソレータ素子の製造コストは低減できる。
That is, in the optical element used in the optical isolator according to the first aspect, a large-diameter substrate can be manufactured by laminating so-called individual element base materials by a laminating method, and the laminated substrates are formed in a lattice shape. , Just cut and cut out by dicing with a sword inclination angle,
This is a manufacturing method which enables multiple pieces each of which can be one isolator material (in the case of a latching type, an optical isolator itself). Therefore, the manufacturing cost of the optical isolator element according to the first aspect can be reduced.

【0018】ここで、図1に示すように、例えば縦方向
(一方向)の切断面55のすべてを等間隔に傾斜切断面
としてもよいし、さらには、格子状切断面のすべて(切
断面54の方向も含めてすべて)を傾斜切断面としても
よい。これら光学素子を目的の前記傾斜面を有する光学
表面位置に設置する場合、好ましくは対向する二辺を平
行にすればより組み込み配置が簡単になる。
Here, as shown in FIG. 1, for example, all of the cut surfaces 55 in the vertical direction (one direction) may be inclined cut surfaces at equal intervals, or all of the lattice-shaped cut surfaces (cut surfaces) may be used. (Including the direction of 54) may be an inclined cut surface. When these optical elements are installed at the target optical surface position having the inclined surface, preferably, the opposing two sides are made parallel to make the installation arrangement simpler.

【0019】要するに光学素子10の両面の光学表面を
除く側断面(4面)の内、少なくとも一面に傾斜側断面
を有することにより、その傾斜側断面を基準面として任
意の光学表面を入射光軸方向に対して一定角度傾斜させ
ることができる。
In short, at least one of the side cross sections (four sides) of the optical element 10 excluding the optical surfaces on both sides has an inclined cross section, so that any optical surface can be used as an incident optical axis using the inclined cross section as a reference plane. It can be inclined at a constant angle to the direction.

【0020】また、請求項3に記載の発明においては、
積層体を切断する際、上下の光学表面の切断形状が四角
形以上の多角形であってもよい。光学素子の光学表面、
つまり光路系を形成する入出射面(2面)である図1に
示す四角形状を、切断時にダイサーによりはじめから多
角形(実際には図5に示す六角形と別の八角形)に加工
して、側断面の数を増やした多角形構成としてもよい。
In the invention according to claim 3,
When cutting the laminate, the cut shape of the upper and lower optical surfaces may be a quadrangle or more polygon. The optical surface of the optical element,
That is, the square shape shown in FIG. 1 which is the input / output surface (two surfaces) forming the optical path system is processed into a polygon (actually, a hexagon different from the hexagon shown in FIG. 5) from the beginning by a dicer at the time of cutting. Thus, a polygonal configuration in which the number of side cross sections is increased may be adopted.

【0021】この場合は、切り出された光学素子の光路
系の光学表面形状は多角形になれば四角形より円形に近
づく。通常、光アイソレータの光路系は、光学素子を保
持する外装ケースごと光ファイバーの端部に近接固定し
て用いられるが、ここで光ファイバー端末等の光路系と
の光結合に関与する有効部分は、光学素子の断面におい
て中心の円形領域であるため、角形状の光学素子の対角
コーナー部分は光結合では実質的に不要部分となる。
In this case, if the optical surface shape of the optical path system of the cut optical element becomes a polygon, it becomes closer to a circle than a square. Usually, the optical path system of an optical isolator is used while being fixed to the end of the optical fiber together with the outer case holding the optical element, but the effective part involved in optical coupling with the optical path system such as an optical fiber terminal is an optical part. Since it is the central circular region in the cross section of the element, the diagonal corners of the angular optical element are substantially unnecessary for optical coupling.

【0022】そのため、光学素子の外形形状が円形に近
いほど、光アイソレータの外形寸法の大きさは小さくで
き、また小径になる。従って、請求項3に記載の発明に
よれば、より径方向のスペースを削減し有効利用した、
小径な光アイソレータを作製できる。
Therefore, as the outer shape of the optical element becomes closer to a circle, the size of the outer size of the optical isolator can be made smaller and the diameter becomes smaller. Therefore, according to the third aspect of the invention, the space in the radial direction is further reduced and effectively used.
A small-diameter optical isolator can be manufactured.

【0023】さらに前記積層体基板を厚み方向に切断す
る際、少なくとも格子状の一軸方向に、一定の入刀傾斜
角度を持たせて斜め切断することにより、対向する一対
の切断面が平行で、二辺が同一角度で切断された略平行
四辺形の直方体光学素子を製造することができる。
Further, when the laminate substrate is cut in the thickness direction, it is cut obliquely at least in a lattice-like uniaxial direction with a certain angle of inclination so that a pair of cut surfaces facing each other are parallel, An approximately parallelogram rectangular parallelepiped optical element having two sides cut at the same angle can be manufactured.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、図1〜図4を用いて、本発
明の一実施例であるラミネート型光アイソレータについ
て説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A laminated optical isolator according to one embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0025】図1は、光学素子の積層体5の大口径基板
から光アイソレータ1の光学素子10を作製する方法を
説明する斜視概略図であり、図2は積層体5の基板を上
面側から見た時の切断方法を説明する概略図である。ま
た、図3は光学素子10の側断面構造を、また図4は光
学素子10の組み込み固定構造を説明するフリースペー
ス型光アイソレータ内部の側断面概略図である。
FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining a method of manufacturing the optical element 10 of the optical isolator 1 from the large-diameter substrate of the laminated body 5 of optical elements. FIG. 2 shows the substrate of the laminated body 5 from above. It is the schematic explaining the cutting method at the time of seeing. FIG. 3 is a schematic side sectional view of the inside of a free space type optical isolator for explaining a side sectional structure of the optical element 10, and FIG.

【0026】図4に示す光アイソレータ1は、光学素子
10の断面外周部に固定部材6を介し、円筒状磁石3の
中心位置に前記光学素子10を配置した構成である。切
断された光学素子10は、図3に概略を示すように、周
知の磁性ガーネット単結晶基板に代表される磁気光学結
晶材料で作製されたファラデー素子11の両面に、それ
ぞれ、周知の偏光ガラス(ポラコア)等の偏光板により
作製される偏光子12及び検光子13を張り合わせた積
層体(ラミネート構造)から構成され、光のアイソレー
ション(透過、遮断)の原理そのものは従来のものと同
じ構成である。
The optical isolator 1 shown in FIG. 4 has a configuration in which the optical element 10 is arranged at the center position of the cylindrical magnet 3 via a fixing member 6 on the outer peripheral section of the optical element 10. As schematically shown in FIG. 3, the cut optical element 10 is provided on both sides of a Faraday element 11 made of a magneto-optical crystal material typified by a well-known magnetic garnet single crystal substrate, on both sides of a well-known polarizing glass ( It is composed of a laminated body (laminate structure) in which a polarizer 12 and an analyzer 13 are formed by a polarizer such as a polar core, and the principle of light isolation (transmission, blocking) is the same as that of the conventional one. is there.

【0027】この光学素子10は、光学系の入出射面
(光学表面10c、10d)は光軸方向から見て四角形
であり、側断面形状は図3及び図4に示すとおり略平行
四辺形、また4つの側断面のうち、互いに対向する位置
にある側断面10aおよび10bの固定基準面は、図4
の正面図(B)に示す固定部材6のように四角形状にく
り抜いた形状となり、入射面10cおよび出射面10d
は光軸30に対して斜めに傾斜角が設定された状態にな
っている。
In the optical element 10, the entrance and exit surfaces (optical surfaces 10c and 10d) of the optical system are rectangular when viewed from the optical axis direction, and the side cross-sectional shapes are substantially parallelograms as shown in FIGS. Further, among the four side sections, the fixed reference planes of the side sections 10a and 10b at positions facing each other are shown in FIG.
As shown in the front view (B) of FIG.
Is in a state where an inclination angle is set obliquely with respect to the optical axis 30.

【0028】次に、光学素子10の製造方法について、
図1および図2の模式図を用いて説明する。光学素子1
0は、いわゆるラミネート法により作製された積層基板
から切り出される略サイコロ状チップの一つである。
Next, a method for manufacturing the optical element 10 will be described.
This will be described with reference to the schematic diagrams of FIGS. Optical element 1
Numeral 0 is one of substantially dice-shaped chips cut out from a laminated substrate manufactured by a so-called laminating method.

【0029】すなわち、ファラデー素子材料の素子基板
となる磁気光学結晶板51(図3,図4におけるファラ
デー素子11)の上面及び下面の両面に、それぞれ、図
3、図4に示す偏光子12または検光子13となる偏光
板52,53を、互いの偏向方向がファラデー素子によ
る偏光面の回転角度分に調整して合わせるように積層
し、大口径の積層体5のラミネート基板を作製する。
That is, the polarizer 12 or the polarizer 12 shown in FIGS. 3 and 4 is provided on both upper and lower surfaces of a magneto-optical crystal plate 51 (Faraday element 11 in FIGS. 3 and 4) serving as an element substrate of a Faraday element material. The polarizing plates 52 and 53 serving as the analyzer 13 are laminated such that their respective deflecting directions are adjusted to match the rotation angle of the polarization plane by the Faraday element, and a large-diameter laminated body 5 of the laminated body 5 is manufactured.

【0030】次に、積層体5を、例えばダイサーと呼ば
れるダイシングカッターを用いて、複数個の光学素子1
0に分割切断し、個々の光アイソレータ素子部品にす
る。ここで、図2に示すように、実線で示した切断面5
4は、積層面に対して厚み方向垂直のままの角度の切断
であるが、点線で示した切断面55は、切断面54に対
して格子状に直交し、かつ、積層面の厚み方向に対して
入刀傾斜角を付けて斜めに切断している。
Next, the laminated body 5 is divided into a plurality of optical elements 1 by using, for example, a dicing cutter called a dicer.
The optical isolator element parts are cut into 0 parts and cut into individual parts. Here, as shown in FIG. 2, the cut surface 5 indicated by a solid line
4 is a cut at an angle that remains perpendicular to the lamination plane in the thickness direction, but the cut plane 55 indicated by the dotted line is orthogonal to the cut plane 54 in a lattice shape, and On the other hand, the blade is cut diagonally with a blade angle.

【0031】すなわち、図1に示す切断面55により、
図3に示すように側断面10a、10bが形成されるこ
ととなる。ここで、切断面55の傾斜角は厚み方向垂直
方向に対し4〜12゜程度が最も好ましい。この傾斜角
は4°以下であると反射防止としての効果が少なく、ま
た12°以上であると光路系の屈折角その他の光学特性
の許容範囲を越えてしまい、好ましくは傾斜角8°前後
である。
That is, the cut surface 55 shown in FIG.
As shown in FIG. 3, side sections 10a and 10b are formed. Here, the inclination angle of the cut surface 55 is most preferably about 4 to 12 degrees with respect to the direction perpendicular to the thickness direction. When the tilt angle is 4 ° or less, the effect of preventing reflection is small. When the tilt angle is 12 ° or more, the refraction angle of the optical path system and other optical characteristics are out of an allowable range. is there.

【0032】次に、切断された光学素子10を外装ケー
ス4の内部に固定する構造について説明する。外装ケー
ス4は例えば円筒状のキャップ型金属ケースであり、図
4に示すように、断面形状を略L型として、内壁に段差
部4c、4dを設けた構造となっている。これに対し円
筒状の磁石3は、前記段差部4cに径方向が、また段差
部4dが光軸方向に当接固定されており、さらに、例え
ば樹脂成形体等からなる固定部材6を用いて、光学素子
10の側断面10a、10b及び10e、10fの対向
す二面同士の計4面が磁石3の内周軸中心位置に固定さ
れている。
Next, a structure for fixing the cut optical element 10 inside the outer case 4 will be described. The outer case 4 is, for example, a cylindrical cap-shaped metal case, and has a structure in which the cross-sectional shape is substantially L-shaped and step portions 4c and 4d are provided on the inner wall as shown in FIG. On the other hand, the cylindrical magnet 3 has the stepped portion 4c radially fixed to the stepped portion 4c and the stepped portion 4d abutted and fixed in the optical axis direction. Further, for example, a fixing member 6 made of a resin molded body or the like is used. A total of four opposing surfaces of the side sections 10a, 10b and 10e, 10f of the optical element 10 are fixed at the center position of the inner peripheral axis of the magnet 3.

【0033】このような構造において、光アイソレータ
となる光学素子10を外装ケース4側に固定する方法と
しては、切断した光学素子10を精度よく磁石3の中心
位置に配置したものを予め組み立てておいて、外装ケー
ス4の開口部挿入側から内径側段差部4cに嵌合させな
がら段差部4dに止まるまで外装ケース4内部に押し込
んで固定してもよいし、外装ケース4内の段差部に磁石
3をあらかじめ固定してから光学素子10を後で固定部
材6と共に固定してもよい。
In such a structure, as a method of fixing the optical element 10 serving as an optical isolator to the outer case 4 side, an optical element in which the cut optical element 10 is accurately arranged at the center position of the magnet 3 is assembled in advance. Then, the outer case 4 may be fixed by being pushed into the outer case 4 until it stops at the step 4d while being fitted into the inner step 4c from the opening insertion side of the outer case 4, or may be magnetized at the step in the outer case 4. The optical element 10 may be fixed together with the fixing member 6 after the element 3 is fixed in advance.

【0034】なお、本発明は本実施例に限定されるもの
ではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変形
してよい。例えば、光学素子10の断面形状は四角形に
限定されるものではなく、六角形や八角形であってもよ
い。ここで、光学素子10の切断形状を六角形とする場
合は、例えば図5の切断形状の上面概略図に示すよう
に、積層体5を、点線の傾斜切断面55と、切断面55
に対して格子状に60゜、120゜で交わる2方向の垂
直切断面56,57とを組み合わせて切断することも可
能である。
The present invention is not limited to the present embodiment, and may be arbitrarily modified without departing from the gist of the present invention. For example, the cross-sectional shape of the optical element 10 is not limited to a square, but may be a hexagon or an octagon. Here, when the cut shape of the optical element 10 is a hexagon, for example, as shown in a schematic top view of the cut shape in FIG.
It is also possible to cut by combining vertical cutting surfaces 56 and 57 in two directions that intersect at 60 ° and 120 ° in a grid pattern.

【0035】さらにまた、八角形とする場合は図には示
していないが、例えば、前記図2の積層体5を垂直切断
面54と傾斜切断面55を用いて格子状に切断した後
に、四角形状の4つの角を面取りする方向に45°の切
断面を新たに設け、八角形を作製することも可能であ
る。このように光学素子10の切断形状を円形に近づけ
ることにより、外装ケース4全体を小さくできる。
Further, although not shown in the figure, an octagon is formed, for example, after the laminate 5 shown in FIG. 2 is cut into a grid shape using the vertical It is also possible to newly provide a cut surface of 45 ° in the direction of chamfering the four corners of the shape to produce an octagon. Thus, by making the cut shape of the optical element 10 close to a circle, the entire outer case 4 can be made smaller.

【0036】また、図2において傾斜切断面55のみで
はなく、切断面54にも傾斜を付けたり、あるいは前記
図5に示す切断面56,57の一方或いは双方にも傾斜
を付けた構成としてもよい。これにより光学素子10
は、入射光軸に対する傾斜角を素子保持側の固定部材側
に設けることなく、光路系の入出射面の傾斜角を容易に
設定することができ、切断加工のみで効率よく光学素子
10を量産でき、かつ、多数個取りにより安価に素子を
作製することができる。
In FIG. 2, not only the inclined cutting surface 55 but also the cutting surface 54 may be inclined, or one or both of the cutting surfaces 56 and 57 shown in FIG. 5 may be inclined. Good. Thereby, the optical element 10
Can easily set the inclination angle of the entrance / exit surface of the optical path system without providing the inclination angle with respect to the incident optical axis on the fixing member side on the element holding side, and mass-produce the optical element 10 efficiently only by cutting. In addition, the device can be manufactured at low cost by taking a large number of devices.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上より、本発明によれば、例えば外装
ケースの保持部内壁をあえて斜めに形成したり、あるい
は光アイソレータの保持部である外装ケースそのもの
を、取り付け装置に対し斜めに取り付け配置する必要が
なくなるため、外装ケース等保持部品の複雑な加工を行
わなくても、光アイソレータの入出射面の傾斜配置は簡
単になる。
As described above, according to the present invention, for example, the inner wall of the holding portion of the outer case is intentionally formed obliquely, or the outer case itself, which is the holding portion of the optical isolator, is obliquely attached to the mounting device. This eliminates the need to perform complicated processing of the holding components such as the outer case, thereby simplifying the inclined arrangement of the input / output surface of the optical isolator.

【0038】これにより、半導体レーザ素子から出射し
た光が、光アイソレータ及び光ファイバー端末部などの
光学表面又は経路内部の光路系受光部等で反射する光、
いわゆる反射戻り光が低減でき、レーザー発光素子の発
振動作が安定して行える。
Thus, the light emitted from the semiconductor laser element is reflected by an optical surface such as an optical isolator and an optical fiber terminal, or an optical path light receiving unit in a path, or the like.
The so-called reflected return light can be reduced, and the oscillation operation of the laser light emitting element can be stably performed.

【0039】また、従来のように光学素子を各々素材か
ら微細加工するのではなく、積層によるラミネート法で
大口径の積層体基板を作製し、ダイサー等により傾斜角
を持たせた切断・切り出しによる加工のみで、多数個取
りの製造が可能であるため、加工コストが安価となり、
同時に加工工程が大幅に短縮できる。従って、外装ケー
スを含めた光アイソレータ全体の製造コストも安価にな
る。
In addition, instead of performing fine processing of each optical element from a material as in the prior art, a large-diameter laminated substrate is manufactured by a laminating method using lamination, and cut and cut out at an inclined angle with a dicer or the like. Since it is possible to manufacture many pieces only by processing, the processing cost is low,
At the same time, the processing steps can be significantly reduced. Therefore, the manufacturing cost of the entire optical isolator including the outer case is reduced.

【0040】このように、外装ケース内に光アイソレー
タを斜めに配置するための特殊加工をしたり、あるいは
外装ケースそのものを組み込む装置等に斜めに配置しな
くてよいので、構成に必要な部品点数と部品加工費が低
減でき、さらに光アイソレータの光学素子配置に必要な
スペースは少なくて済み、従来以上の性能特性を維持し
ながら、光アイソレータ全体の小径化、省スペース化に
も貢献できる。
As described above, it is not necessary to perform special processing for arranging the optical isolator obliquely in the outer case, or to obliquely arrange the optical isolator in a device incorporating the outer case itself. In addition, the cost required for processing the parts can be reduced, and the space required for arranging the optical elements of the optical isolator can be reduced. This can contribute to the reduction in the diameter of the entire optical isolator and the space saving while maintaining the performance characteristics more than before.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】積層体基板から、本発明の一実施例である光ア
イソレータの光学素子部品を作製する方法を説明する斜
視概略図。
FIG. 1 is a schematic perspective view illustrating a method for manufacturing an optical element part of an optical isolator according to one embodiment of the present invention from a laminated substrate.

【図2】積層体基板の切断形状を説明する上面概略図。FIG. 2 is a schematic top view illustrating a cut shape of a laminated substrate.

【図3】光学素子の積層構造を説明する側断面概略図。FIG. 3 is a schematic side sectional view illustrating a laminated structure of an optical element.

【図4】光アイソレータにおける光学素子の固定構造を
説明する側断面概略図。
FIG. 4 is a schematic side sectional view illustrating a fixing structure of an optical element in the optical isolator.

【図5】光学素子の切断形状を六角形とする場合の、積
層体基板からの切断方法を説明する上面概略図。
FIG. 5 is a schematic top view illustrating a method of cutting from a laminated substrate when the cut shape of the optical element is a hexagon.

【図6】従来例である斜め配置の光アイソレータ内部の
構造を説明する側断面概略図。
FIG. 6 is a schematic side cross-sectional view illustrating a structure inside a conventional optical isolator of oblique arrangement.

【図7】レーザー素子発光と傾斜付光路系受光部との反
射の関係を説明する略図。
FIG. 7 is a schematic diagram illustrating the relationship between the laser element emission and the reflection between the inclined optical path system light-receiving unit.

【図8】レーザー素子発光と光路系受光部との反射の関
係を説明する略図。
FIG. 8 is a schematic diagram illustrating the relationship between laser element light emission and reflection between an optical path light receiving unit.

【図9】従来の他の一例である光アイソレータ内部の構
造を説明する側断面概略図。
FIG. 9 is a schematic side sectional view illustrating the structure inside an optical isolator, which is another example of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,7,8 光アイソレータ 3 磁石 4 外装ケース 5 積層体 6 固定部材 10 光学素子 11 ファラデー素子(回転子) 12 偏光子 13 検光子 51 磁気光学結晶板 52,53 偏光板 54 切断面 55 傾斜切断面 1, 7, 8 Optical isolator 3 Magnet 4 Outer case 5 Laminated body 6 Fixing member 10 Optical element 11 Faraday element (rotator) 12 Polarizer 13 Analyzer 51 Magneto-optical crystal plate 52, 53 Polarizing plate 54 Cutting surface 55 Inclined cutting surface

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光の偏光面を回転させるファラデー回転
子と、この回転子の入射側に積層配置される偏光子と、
前記回転子の出射側に積層配置される検光子と、から形
成された一体の光学素子及び光の光路系を備え、該前記
光学素子の外形形状が光軸方向同一の外側面の少なくと
も一辺を入射光軸方向に対して4°〜12°傾斜させた
ことを特徴とするラミネート型光アイソレータ素子。
1. A Faraday rotator for rotating a plane of polarization of light, a polarizer laminated on an incident side of the rotator,
An analyzer stacked on the emission side of the rotor, and an integrated optical element and an optical path system of light formed from the same, and the outer shape of the optical element has at least one side of the same outer surface in the optical axis direction. A laminated type optical isolator element characterized by being inclined by 4 ° to 12 ° with respect to an incident optical axis direction.
【請求項2】 請求項1に記載の光アイソレータの製造
方法であって、回転子となる板状部材の両面に、それぞ
れ、偏光子または検光子となる偏光板を、互いの偏光方
向が前記回転子による偏光面の回転角度に合わせながら
積層して一枚の積層体基板を作製し、さらにこの積層体
を格子状に、少なくとも基板となる光学表面のX・Y軸
方向のどちらか一方に、入刀方向に傾斜角度を持たせて
厚み方向を斜め切断することにより、対向する一対の切
断側面が平行となる光学素子材料を製造することを特徴
とするラミネート型光アイソレータ素子の製造方法。
2. The method for manufacturing an optical isolator according to claim 1, wherein a polarizing plate serving as a polarizer or an analyzer is provided on both surfaces of a plate-shaped member serving as a rotator, and the polarizing directions of the polarizers or analyzers are different from each other. A single laminated substrate is prepared by laminating the layers while adjusting the angle of rotation of the polarization plane by the rotator, and the laminated body is further arranged in a lattice shape at least in one of the X and Y axis directions of the optical surface serving as the substrate. A method for manufacturing a laminated optical isolator element, wherein an optical element material in which a pair of cut side faces facing each other is made parallel by cutting obliquely in a thickness direction with an inclination angle in a cutting direction.
【請求項3】 前記光学素子積層体を入刀方向に傾斜角
を持たせて切断する場合、対向する光学表面の切断形状
が、六角形又は八角形であり、かつ対向する一対の切断
側面が平行である光学素子であることを特徴とする請求
項2に記載のラミネート型光アイソレータ素子の製造方
法。
3. When cutting the optical element laminate with an angle of inclination in the cutting direction, the cut shape of the opposing optical surface is hexagonal or octagonal, and a pair of cut side faces facing each other are cut off. 3. The method according to claim 2, wherein the optical elements are parallel optical elements.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015084016A (en) * 2013-10-25 2015-04-30 株式会社エス・エム・エムプレシジョン Optical isolator optical element and manufacturing method of the same
CN105137622A (en) * 2015-10-19 2015-12-09 无限光通讯(深圳)有限公司 Angle fixing method for internal optical chip of free space isolator
CN110737116A (en) * 2019-11-15 2020-01-31 深圳市光凡通讯技术有限公司 core devices of optical isolator and optical isolator

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