光隔离器制造技术

本发明专利技术提供一种小型光隔离器，适合作为用于医疗、光学计测用等用途的半导体激光中使用的光隔离器。一种光隔离器，是用于320nm～633nm波长带，其特征在于，包括：波长405nm中的费尔德常数为0.70分钟/(Oe·cm)以上的法拉第转子；以及第1中空磁铁与第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元，第1中空磁铁配置于法拉第转子的外周，第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元是在光轴上夹着第1中空磁铁而配置，第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元包含相对于光轴而在90度方向上等分割的2个以上的磁铁，对法拉第转子施加的磁通密度B(Oe)处于下述式(1)的范围内，配置法拉第转子的样品长L(cm)处于下述式(2)的范围内。0.8×104≦B≦1.5×104 (1)，0.25≦L≦0.45 (2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在320nm～633nm的波长带中使用的光隔离器(isolator)。
技术介绍
以往，对于用于医疗、光学计测等用途的产业用激光(laser)，是使用紫外线(Ultraviolet，UV)及可视区的半导体激光或者灯(lamp)激发式钇铝石榴石(Yttrium Aluminum Garnet，YAG)激光的第二谐波(532nm)、第三谐波(355nm)。近年来，该半导体激光的波长用途亦变广，正在向高输出化发展。然而，一般而言，半导体激光具备其发光光谱(spectrum)窄而转换效率优异的特征，但相反地，对于因反射光引起的回光非常敏感，当自对光纤(fiber)的结合端面或被测定物而来的反射光返回时，存在特性会成为不稳定状态的危险性。因而，为了防止反射光返回到作为发光光源的发光元件，以使半导体激光稳定动作，不可或缺的是要在发光光源与加工体之间，配置光隔离器(an optical isolator)，以阻断自光纤向发光光源反射而返回的光，上述光隔离器具有使顺向的光透过而阻断逆向的光的功能。此处，光隔离器包含法拉第(Faraday)转子、配置于法拉第转子的光入射侧及光出射侧的一对偏光元件、及对法拉第转子的光透过方向(光轴方向)施加磁场的磁铁(magnet)这3个主要零件。当于此形态下，光入射至法拉第转子时，会产生偏光面在法拉第转子中发生旋转的现象。这是被称作法拉第效应的现象，将偏光面旋转的角度称作法拉第旋转角，其大小θ以下述式来表示。θ＝V×H×L上述式中，V是费尔德常数(Verdet's constant)，是由法拉第转子的材料及测定波长决定的常数，H是磁通密度，L是法拉第转子的长度。由该式可知的是，在具备某固定大小的费尔德常数的转子中，若欲获得所需的法拉第旋转角而对法拉第转子施加的磁场越大，则越能缩短转子长度，转子长度越长，则越能减小磁通密度。如专利文献1所记载的，作为于上述波长带中费尔德常数大的材料，有含Fe的钇铁石榴石(yttrium iron garnet，YIG)单晶体。而且，作为其他材料，有铽-镓-石榴石(化学式：Tb3Ga5O12)等。而且，亦可使用含铅的玻璃(glass)。为了具有光隔离器的功能，需要45°左右的法拉第旋转角。具体而言，使入射至光隔离器的光的偏光面通过法拉第转子而旋转45°，以透过各自经角度调整的入射出射偏光元件。另一方面，利用法拉第转子的不可逆性，使回光的偏光面逆向地旋转45°，成为与入射偏光元件成90°的垂直偏光面，从而回光无法透过。光隔离器正是利用该现象来使光仅沿单一方向透过，而阻止反射后返回的光。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2011-150208号公报专利文献1中记载的YIG单晶体于波长320nm～800nm处具有大的光吸收。因而，在波长320nm～800nm处，该吸收的影响会强力显现，因此无法使用。至今所使用的光隔离器中，例如使用铽-镓-石榴石(TGG)结晶之类的法拉第转子。TGG的费尔德常数在波长633nm处大至0.46分钟/(Oe·cm)左右，但在波长500nm～600nm处存在大的光吸收，在波长320nm～380nm、450nm～550nm处，该光吸收的影响会强力显现，因此于633nm以下的波长中，该TGG的使用存在限制。另外，1分钟(min)表示1/60度。进而，含铅的玻璃于波长320nm～800nm处的费尔德常数小，若用作法拉第转子，则光路将变长。
技术实现思路
本专利技术所欲解决的课题在于，提供一种在波长320nm～633nm处为透明且小型化的光隔离器。尤其提供一种小型光隔离器，适合作为用于医疗、光学计测用等用途的半导体激光中使用的光隔离器。本专利技术所欲解决的另一课题在于提供一种光隔离器，其使用法拉第效应大的法拉第转子，且与外形小的磁铁相组合。本专利技术的另一课题当可根据以下的说明而明确。上述各课题通过以下的手段＜1＞而达成。优选的实施方式＜2＞～实施方式＜11＞一并列出。＜1＞一种光隔离器，其用于320nm～633nm波长带，上述光隔离器的特征在于，包括：波长405nm中的费尔德常数为0.70分钟/(Oe·cm)以上的法拉第转子；以及第1中空磁铁与第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元，上述第1中空磁铁配置于上述法拉第转子的外周，上述第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元是在光轴上夹着第1中空磁铁而配置，第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元包含相对于光轴而在90度方向上等分割的2个以上的磁铁，对上述法拉第转子施加的磁通密度B(Oe)处于下述式(1)的范围内，配置上述法拉第转子的样品长L(cm)处于下述式(2)的范围内，0.8×104≦B≦1.5×104   (1)0.25≦L≦0.45   (2)。＜2＞如＜1＞所述的光隔离器，其中上述法拉第转子含有95重量％以上的下述式(I)所表示的氧化物，Yb2O3   (I)。＜3＞如＜2＞所述的光隔离器，其中上述氧化物为单晶体。＜4＞如＜2＞所述的光隔离器，其中上述氧化物为陶瓷(ceramics)。＜5＞如＜1＞至＜4＞中任一项所述的光隔离器，其中上述法拉第转子在样品长L(cm)中具有1dB以下的插入损耗与30dB以上的消光比。＜6＞如＜1＞至＜5＞中任一项所述的光隔离器，其中第1中空磁铁与第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元包含钕-铁-硼(NdFeB)系磁铁。＜7＞如＜1＞至＜6＞中任一项所述的光隔离器，其中将第1中空磁铁的磁场极性设为光轴方向，使第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元的磁场极性在光轴法线方向上彼此相反。＜8＞如＜1＞至＜7＞中任一项所述的光隔离器，其中第2中空磁铁单元及上述第3中空磁铁单元是将圆筒磁铁以90度四分割的4块磁铁的集合体。＜9＞如＜1＞至＜8＞中任一项所述的光隔离器，还包括：2片以上的平板双折射结晶及1片以上的45度旋光元件。＜10＞如＜9＞所述的光隔离器，其中上述平板双折射结晶的光学轴相对于光轴为大致45度方向，且厚度为1.0cm以上。＜11＞如＜1＞至＜10＞中任一项所述的光隔离器，其中第1中空磁铁、第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元被搭载于碳钢框体的内部。(专利技术的效果)根据＜1＞所述的专利技术，通过使用费尔德常数大的法拉第转子与磁通密度大的磁铁材料及磁路，可达成光隔离器的小型化。而且，根据＜2＞所述的专利技术，影响偏光旋转能的Y本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光隔离器，其用于320nm～633nm波长带，上述光隔离器的特征在于，包括：波长405nm中的费尔德常数为0.70分钟/(Oe·cm)以上的法拉第转子；以及第1中空磁铁与第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元，上述第1中空磁铁配置于上述法拉第转子的外周，上述第2中空磁铁单元及上述第3中空磁铁单元是在光轴上夹着上述第1中空磁铁而配置，上述第2中空磁铁单元及上述第3中空磁铁单元包含相对于上述光轴而在90度方向上等分割的2个以上的磁铁，对上述法拉第转子施加的磁通密度B(Oe)处于下述式(1)的范围内，配置上述法拉第转子的样品长L(cm)处于下述式(2)的范围内。0.8×104≦B≦1.5×104   (1)0.25≦L≦0.45   (2)

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.08 JP 2011-2689741.一种光隔离器，其用于320nm～633nm波长带，上述光隔离器的特
征在于，包括：波长405nm中的费尔德常数为0.70分钟/(Oe·cm)以上的
法拉第转子；以及第1中空磁铁与第2中空磁铁单元及第3中空磁铁单元，
上述第1中空磁铁配置于上述法拉第转子的外周，上述第2中空磁铁单元及
上述第3中空磁铁单元是在光轴上夹着上述第1中空磁铁而配置，
上述第2中空磁铁单元及上述第3中空磁铁单元包含相对于上述光轴而
在90度方向上等分割的2个以上的磁铁，对上述法拉第转子施加的磁通密
度B(Oe)处于下述式(1)的范围内，配置上述法拉第转子的样品长L(cm)
处于下述式(2)的范围内。
0.8×104≦B≦1.5×104   (1)
0.25≦L≦0.45   (2)
2.如权利要求1所述的光隔离器，其中，上述法拉第转子含有95重量％
以上的下述式(I)所表示的氧化物.。
Yb2O3   (I)
3.如权利要求2所述的光隔离器，其中上述氧化物为单晶体。
4.如权利要求2所述的光隔离器，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：矢作晃，渡边聪明，牧川新二，
申请(专利权)人：信越化学工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP