[發明專利]偏振無關型光隔離器

在審

• 申請號: 201480036998.9
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN105339832A
• 公開（公告）日: 2016-02-17
• 發明（設計）人: 中村宣夫;大井川欽哉
• 申請（專利權）人: 住友金屬礦山株式會社
• 主分類號: G02B27/28
• 分類號: G02B27/28;G02B5/30
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 劉永軍;李英艷

技術領域

本發明涉及一種在用于光通信系統、激光加工系統的高功率激光的反射回光對策中所使用的光隔離器。特別地，涉及一種能使作為光隔離器的構成部件的法拉第元件和磁鐵小型化的偏振無關型光隔離器的改良。

背景技術

在用于光通信系統的半導體激光或用于激光加工系統的固體激光等的激光元件中，如果在激光共振器外部的光學面或加工面上反射的光返回至激光元件，則激光振蕩變得不穩定。當激光變得不穩定時，在光通信系統的情況下，成為信號噪音，在激光加工系統的情況下，可能破壞激光元件。因此，使用光隔離器來遮斷所述反射回光，并使反射回光不會返回至激光元件。

如圖1所示，作為一種偏振無關型光隔離器，已知主要部分是由一對楔型雙折射結晶板1、2、設置于所述楔型雙折射結晶板1、2之間且由具有長方形狀的截面的順磁體形成的法拉第元件3、以及永久磁鐵5構成的光隔離器(參見專利文獻1)。此外，圖1中的實線表示激光在向正方向前進時的狀態。

并且，在這種偏振無關型光隔離器中，例如，從激光元件(未圖示)發射且通過透鏡4的正方向的激光(入射光)入射至楔型雙折射結晶板1，并分成尋常光和非尋常光的2個光路入射至法拉第元件3，并通過法拉第元件3以45度旋轉偏光面后，入射至楔型雙折射結晶板2，與所述激光(入射光)再度呈平行的狀態，從光隔離器出射。

另一方面，當激光向反方向前進時(即，回光前進時)，從光隔離器的出射側(圖1中的右側)入射至楔型雙折射結晶板2，且沿著與前向相同的路徑直至到達楔型雙折射結晶板1，從楔型雙折射結晶板1出射時以避開所述透鏡4(即，如虛線所示)的方式前進。即，由于回光沒有結合到透鏡4，因此，作為光隔離器能夠發揮功能。

此外，圖1中的符號γ表示楔型雙折射結晶板1和楔型雙折射結晶板2中的楔角，符號β表示回光與所述入射光形成的角度。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2009-168894號公報(參見段落序號0003)。

發明內容

發明要解決的課題

在使用長方形狀截面的法拉第元件的現有偏振無關型光隔離器中，入射至楔型雙折射結晶板1的激光在通過楔型雙折射結晶板1后，如圖1所示，向傾斜方向前進的同時入射至法拉第元件3，因此，所述法拉第元件3需要具有比激光的光束直徑足夠大的直徑。

進行具體的說明，設法拉第元件的維爾德常數為V、對法拉第元件施加的磁場強度為H，則法拉第元件的長度L可以通過下述公式求得：

L＝法拉第旋轉角(45度)÷(V×H)

即，如果磁場強度H變大，則法拉第元件的長度L變短，根據圖1中所示的偏振無關型光隔離器的結構，確認法拉第元件也可以具有小的直徑。

然而，如果磁場強度H變小，則法拉第元件的長度L變大，隨之需要設定更大的法拉第元件的直徑。

現在，人們強烈地期待小型且低價格的光隔離器，為了滿足所述期待，需要縮小作為高價格材料的法拉第元件和磁鐵的尺寸。即，這是因為將鋱系的順磁體用于法拉第元件，因而材料成本變高，并且，對于磁鐵而言，由于使用鏑分散釹-鐵-硼磁鐵，因而材料成本變高。

然而，如果要減小法拉第元件的尺寸(即，減小法拉第元件的長度和直徑)，則如上所述，需要大型且強力的磁鐵。而且，如果縮小磁鐵的尺寸，則會減弱磁場的強度，因此，為了彌補所述情況，必須增大法拉第元件的長度和直徑，同時實現法拉第元件和磁鐵的小型化是極其困難的。

本發明是通過著眼于這樣的問題點而完成的，其課題在于提供一種能使法拉第元件和磁鐵小型化的偏振無關型光隔離器。

解決課題的方法

為了解決所述課題，本發明人等反復進行了精心的研究，其結果發現，在使用截面為平行四邊形狀的法拉第元件來代替具有長方形狀截面的現有的法拉第元件的情況下，能同時實現法拉第元件的小型化和磁鐵的小型化。

即，本發明的第1發明涉及一種偏振無關型光隔離器，

其具有在光路上設置的一對楔型雙折射結晶板和由設置于所述楔型雙折射結晶板之間的光路上的順磁體所形成的法拉第元件，一對楔型雙折射結晶板中的傾斜光透過面之間以及非傾斜光透過面之間相互平行，并且，各非傾斜光透過面朝向所述法拉第元件一側配置，其特征在于，

法拉第元件是由具有平行四邊形狀的截面的順磁體構成，所述順磁體的光出入射面非平行于所述一對楔型雙折射結晶板中的非傾斜光透過面，并且，以光路中心軸為基準，各楔型雙折射結晶板的直角部與法拉第元件的鈍角部配置于同一側。