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公開番号2025141343
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041235
出願日2024-03-15
発明の名称光アイソレータ
出願人日本電気硝子株式会社
代理人弁理士法人大阪フロント特許事務所
主分類G02B 27/28 20060101AFI20250919BHJP(光学)
要約【課題】光路ずれを生じ難くすることができ、しかも限られたスペースに効率よく配置することができる、光アイソレータを提供する。
【解決手段】順方向Xに光が入射し内部を通過する貫通孔2aを有する磁石2と、光を透過させ、磁石2の貫通孔2aの内部に設けられているファラデー素子3と、磁石2の入射側に配置されている第1の偏光子4と、磁石2の出射側に配置されている第2の偏光子5とを備え、磁石2は、それぞれ貫通孔を有する第1の磁石体6と、第2の磁石体7と、第3の磁石体8とを有し、順方向Xにおける第1の偏光子4の入射面4aと第2の偏光子5の出射面5bとの距離が、磁石2の横断面における外周縁の2点間の距離のうち最も長い距離よりも短いことを特徴とする、光アイソレータ1。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
順方向に光が入射し内部を通過する貫通孔を有する磁石と、
前記光を透過させ、前記磁石の前記貫通孔の内部に設けられているファラデー素子と、
前記順方向における前記光が入射する方を入射側とし、前記光が出射する方を出射側としたときに、
前記磁石の前記入射側に配置されている第１の偏光子と、
前記磁石の前記出射側に配置されている第２の偏光子と、
を備え、
前記磁石は、それぞれ貫通孔を有する第１の磁石体と、第２の磁石体と、第３の磁石体とを有し、
前記第１の磁石体、前記第２の磁石体、及び前記第３の磁石体がこの順序において積層されており、前記第１の磁石体の前記貫通孔、前記第２の磁石体の前記貫通孔、及び前記第３の磁石体の前記貫通孔が連通しており、
前記第１の磁石体は、前記順方向に垂直な方向に、かつ前記貫通孔側がＮ極となるように着磁されており、
前記第２の磁石体は、前記順方向に平行な方向に、かつ前記第１の磁石体側がＮ極となるように着磁されており、
前記第３の磁石体は、前記順方向に垂直な方向に、かつ前記貫通孔側がＳ極となるように着磁されており、
前記順方向における前記入射側の面を入射面とし、前記順方向における前記出射側の面を出射面とし、前記順方向と垂直な方向に沿う断面を横断面としたときに、
前記順方向における前記第１の偏光子の前記入射面と前記第２の偏光子の前記出射面との距離が、前記磁石の前記横断面における外周縁の２点間の距離のうち最も長い距離よりも短いことを特徴とする、光アイソレータ。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
前記第１の偏光子を収納している第１の偏光子ホルダと、
前記第２の偏光子を収納している第２の偏光子ホルダと、
をさらに備え、
前記順方向における前記第１の偏光子ホルダの前記入射面と前記第２の偏光子ホルダの前記出射面との距離が、前記磁石の前記横断面における外周縁の２点間の距離のうち最も長い距離よりも短いことを特徴とする、請求項１に記載の光アイソレータ。
【請求項３】
前記磁石と前記ファラデー素子とを内部に収納しており、前記入射側に位置している第１の開放部と、前記出射側に位置している第２の開放部とを有する、筐体と、
前記光が通過する第１の開口部を有し、前記筐体の前記第１の開放部を閉塞している第１の蓋体と、
前記光が通過する第２の開口部を有し、前記筐体の前記第２の開放部を閉塞している第２の蓋体と、
をさらに備え、
前記第１の蓋体は、前記磁石と前記第１の偏光子との間に配置されており、
前記第２の蓋体は、前記磁石と前記第２の偏光子との間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の光アイソレータ。
【請求項４】
前記磁石と前記ファラデー素子とを内部に収納しており、前記入射側に位置している第１の開放部と、前記出射側に位置している第２の開放部とを有する、筐体と、
前記光が通過する第１の開口部を有し、前記筐体の前記第１の開放部を閉塞している第１の蓋体と、
前記光が通過する第２の開口部を有し、前記筐体の前記第２の開放部を閉塞している第２の蓋体と、
をさらに備え、
前記第１の蓋体は、前記磁石と前記第１の偏光子ホルダとの間に配置されており、
前記第２の蓋体は、前記磁石と前記第２の偏光子ホルダとの間に配置されていることを特徴とする、請求項２に記載の光アイソレータ。
【請求項５】
前記第１の蓋体の内部に前記第１の偏光子ホルダの少なくとも一部が位置しており、前記第１の蓋体が、前記第１の偏光子ホルダと互いに嵌合している第１の嵌合部を有し、
前記第２の蓋体の内部に前記第２の偏光子ホルダの少なくとも一部が位置しており、前記第２の蓋体が、前記第２の偏光子ホルダと互いに嵌合している第２の嵌合部を有することを特徴とする、請求項４に記載の光アイソレータ。
【請求項６】
前記磁石の前記横断面における外周縁の２点間の距離のうち最も長い距離が、前記磁石の前記横断面の外形が円のときは前記円の直径であり、前記磁石の前記横断面の外形が正多角形のときは前記正多角形の最も長い対角線の長さであ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。
【請求項７】
前記磁石の前記横断面における外周縁の２点間の距離のうち最も長い距離が、前記磁石の前記横断面の外形が円のときは前記円の直径であり、前記磁石の前記横断面の外形が正多角形のときは前記正多角形の内接円の直径であ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。
【請求項８】
前記順方向における前記ファラデー素子の長さの前記磁石の長さに対する比（ファラデー素子の長さ／磁石の長さ）が、０．２５以上、１．０以下であ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。
【請求項９】
前記ファラデー素子の長さが３ｍｍ～３０ｍｍであり、前記ファラデー素子のベルデ定数が０．０１ｍｉｎ／Ｏｅ・ｃｍ～１ｍｉｎ／Ｏｅ・ｃｍであり、前記ファラデー素子の磁束密度が０．３Ｔ～３．０Ｔであ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。
【請求項１０】
前記磁石の前記横断面における外形が四角形であ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。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光アイソレータに関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
光アイソレータは、光を一方向だけに伝搬し、反射して戻る光を阻止する磁気光学素子である。光アイソレータは、例えば、光通信システムやレーザー加工システム等に用いられるレーザー発振器に使用される。
【０００３】
下記の特許文献１には、光アイソレータの一例が開示されている。上記光アイソレータにおいては、磁石構造体の内部に、ファラデー回転素子が配置されている。上記ファラデー回転素子を透過する光の光軸の方向において、ファラデー回転素子を挟むように一対の偏光子が設けられている。特許文献１の光アイソレータでは、光軸方向における偏光子間の距離が、磁石構造体の光軸方向に直交する方向における外径より大きくなっている（特許文献１の図１等参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１６－０５１１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような光アイソレータは、上記のように光路長が長く設計されており、光路ずれが生じ易いという問題がある。また、光アイソレータが使用されるデバイスの設計によっては、光アイソレータを限られたスペースに配置できない場合がある。
【０００６】
本発明は、光路ずれを生じ難くすることができ、しかも限られたスペースに効率よく配置することができる、光アイソレータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様１に係る光アイソレータは、順方向に光が入射し内部を通過する貫通孔を有する磁石と、前記光を透過させ、前記磁石の前記貫通孔の内部に設けられているファラデー素子と、前記順方向における前記光が入射する方を入射側とし、前記光が出射する方を出射側としたときに、前記磁石の前記入射側に配置されている第１の偏光子と、前記磁石の前記出射側に配置されている第２の偏光子とを備え、前記磁石は、それぞれ貫通孔を有する第１の磁石体と、第２の磁石体と、第３の磁石体とを有し、前記第１の磁石体、前記第２の磁石体、及び前記第３の磁石体がこの順序において積層されており、前記第１の磁石体の前記貫通孔、前記第２の磁石体の前記貫通孔、及び前記第３の磁石体の前記貫通孔が連通しており、前記第１の磁石体は、前記順方向に垂直な方向に、かつ前記貫通孔側がＮ極となるように着磁されており、前記第２の磁石体は、前記順方向に平行な方向に、かつ前記第１の磁石体側がＮ極となるように着磁されており、前記第３の磁石体は、前記順方向に垂直な方向に、かつ前記貫通孔側がＳ極となるように着磁されており、前記順方向における前記入射側の面を入射面とし、前記順方向における前記出射側の面を出射面とし、前記順方向と垂直な方向に沿う断面を横断面としたときに、前記順方向における前記第１の偏光子の前記入射面と前記第２の偏光子の前記出射面との距離が、前記磁石の前記横断面における外周縁の２点間の距離のうち最も長い距離よりも短いことを特徴とする。
【０００８】
態様２の光アイソレータでは、態様１において、前記第１の偏光子を収納している第１の偏光子ホルダと、前記第２の偏光子を収納している第２の偏光子ホルダとをさらに備え、前記順方向における前記第１の偏光子ホルダの前記入射面と前記第２の偏光子ホルダの前記出射面との距離が、前記磁石の前記横断面における外周縁の２点間の距離のうち最も長い距離よりも短いことが好ましい。
【０００９】
態様３の光アイソレータでは、態様１または態様２において、前記磁石と前記ファラデー素子とを内部に収納しており、前記入射側に位置している第１の開放部と、前記出射側に位置している第２の開放部とを有する、筐体と、前記光が通過する第１の開口部を有し、前記筐体の前記第１の開放部を閉塞している第１の蓋体と、前記光が通過する第２の開口部を有し、前記筐体の前記第２の開放部を閉塞している第２の蓋体とをさらに備え、前記第１の蓋体は、前記磁石と前記第１の偏光子との間に配置されており、前記第２の蓋体は、前記磁石と前記第２の偏光子との間に配置されていることが好ましい。
【００１０】
態様４の光アイソレータでは、態様２において、前記磁石と前記ファラデー素子とを内部に収納しており、前記入射側に位置している第１の開放部と、前記出射側に位置している第２の開放部とを有する、筐体と、前記光が通過する第１の開口部を有し、前記筐体の前記第１の開放部を閉塞している第１の蓋体と、前記光が通過する第２の開口部を有し、前記筐体の前記第２の開放部を閉塞している第２の蓋体とをさらに備え、前記第１の蓋体は、前記磁石と前記第１の偏光子ホルダとの間に配置されており、前記第２の蓋体は、前記磁石と前記第２の偏光子ホルダとの間に配置されていることが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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