JP6713949B2 - 偏光部材及び光アイソレータ - Google Patents

Description

本発明は、偏光部材及びそれを用いた光アイソレータに関する。

光通信や光計測において、半導体レーザから出た光が、伝送路途中に設けられた部材表面で反射し、その反射光が半導体レーザに戻ってくると、レーザ発振が不安定になってしまう。この反射戻り光を遮断するために、偏光面を非相反で回転させるファラデー回転子を用いた光アイソレータが用いられる。

光アイソレータは、通常、ファラデー回転子と、その光透過方向の両側に配置される２枚の偏光子と、ファラデー回転子の周囲に配置され、透過光の進行方向に対して平行な磁界を印加する磁石等から構成される。

このような光アイソレータに入射した光は、第一偏光子によって直線偏光にされ、ファラデー回転子を透過する。入射直線偏光は、このファラデー回転子によって偏光面が４５°回転され、透過偏光面を鉛直から４５°傾けて配置された第二偏光子を通って出射する。戻り光はさまざまの偏光成分を持っているが、このうち鉛直から４５°傾いた偏光成分のみが第二偏光子を透過する。この偏光成分は、ファラデー回転子によって４５°の旋光を受けて、第一偏光子の透過偏光面から垂直に傾いた偏光となるため、第一偏光子を透過することができず、光源側には光が戻らない。

光アイソレータにおいては、近年、光源となるレーザ光の高出力化に対応することが求められている。高出力レーザ光源に対応するための課題として、ファラデー回転子の光吸収による温度上昇が挙げられる。ファラデー回転子の温度が上昇すると、ファラデー回転角が変化し、光アイソレータの消光比等の特性が劣化してしまう。

このような課題を解決するため、種々の提案がなされている。例えば、特許文献１では、磁気光学結晶をガーネット基板で挟んだ構成を提案している。しかしながら、ガーネット基板の熱伝導率は十分ではなく、１００ｍＷを超える出力においては、ファラデー回転子の温度上昇を抑えることは難しい。

また、特許文献２では、ファラデー回転子に高い熱伝導率を示すサファイア単結晶を接触させて放熱効果を高めている。しかしながら、サファイア単結晶は複屈折性結晶であるため、光の入射角度によっては消光比が劣化してしまうという問題がある。

対して、特許文献３では、楔型複屈折結晶板とサファイア単結晶板の結晶軸の方向を一致させることで消光比の劣化を防いでいる。しかしながら、透明な結晶板の結晶軸を考慮しながらの製造工程は、非常に煩雑なものとなってしまう。

特開平７−２８１１２９号公報 特開２００５−４３８５３号公報 特開２００７−１０８３４４号公報

光アイソレータを構成する偏光子には、様々な形式のものが用いられる。光アイソレータに用いられる偏光子の一つとして、内部に金属微粒子を分散させたガラス偏光子が挙げられる。ガラス偏光子による偏光は、内部に分散された金属微粒子の伝導吸収に基づくものである。吸収したエネルギーは熱に変換されるため、レーザ光源の高出力化が進むにつれて、ファラデー回転子とともにガラス偏光子の発熱も問題となる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、高出力レーザ光源によるガラス偏光子の温度上昇を抑制できる偏光部材を提供することを目的とする。また、本発明は、消光比等の特性劣化が抑制され、製造も容易な光アイソレータを提供することも目的とする。

上記課題を解決するために、本発明では、光透過面に入射した光を偏光させる偏光部材であって、内部に金属微粒子が分散されたガラス偏光子と、該ガラス偏光子の光透過面に接合されたシリコン単結晶膜とを含んで構成されている偏光部材を提供する。

このような偏光部材であれば、熱伝導率の高いシリコン単結晶膜がガラス偏光子の光透過面上に設けられているため、高出力レーザ光源によるガラス偏光子の温度上昇を抑制できる。

またこのとき、前記ガラス偏光子は、平板形状であって、かつ該ガラス偏光子の向い合う二つの光透過面にそれぞれ一層ずつ前記シリコン単結晶膜が接合されているものであることが好ましい。

このような構造を有する偏光部材であれば、より効果的に高出力レーザ光源によるガラス偏光子の温度上昇を抑制できる。

また、前記シリコン単結晶膜は、前記偏光部材を透過させる光の波長において光透過率が９８％以上のものであることが好ましい。

このような光透過率を有するシリコン単結晶膜を用いた偏光部材であれば、光アイソレータとして好適に用いることができる。

このとき、前記光の波長は、１１００ｎｍ以上６５００ｎｍ以下のものであることが好ましい。

シリコン単結晶膜は波長１１００ｎｍ以上６５００ｎｍ以下の範囲で高い透過率を示すため、このような波長の光を使用する場合において、本発明の偏光部材を好適に用いることができる。

また、本発明の偏光部材においては、前記ガラス偏光子の光透過面及び前記シリコン単結晶膜の光透過面の少なくとも一つの面上に、反射防止コーティングを有するものであることが好ましい。

このような構成を有する偏光部材であれば、偏光部材の表面や、ガラス偏光子とシリコン単結晶膜との界面における反射を防ぐことができる。

さらに、本発明は、光の透過方向に配置された前記偏光部材及びファラデー回転子を含み、更に前記ファラデー回転子に磁界を印加する磁石を含んで構成されていることを特徴とする光アイソレータを提供する。

このように、本発明の偏光部材を用いて光アイソレータを構成すれば、温度上昇による消光比等の特性劣化を抑制することができる。

また、本発明の光アイソレータにおいては、前記偏光部材と前記磁石が接触しているものとすることができる。

このような構成を有する光アイソレータであれば、ガラス偏光子から生じた熱を、シリコン単結晶膜及び磁石を通して効果的に放熱することができる。

また、本発明の光アイソレータにおいては、前記偏光部材と前記磁石の間には、該磁石よりも高い熱伝導率を有する放熱部材が設けられ、前記偏光部材と前記放熱部材が接触し、かつ前記磁石と前記放熱部材が接触しているものとすることができる。

このような構成を有する光アイソレータであれば、より効果的にガラス偏光子から生じた熱を放熱することができる。

本発明のようなシリコン単結晶膜を有する偏光部材であれば、高出力レーザ光が透過した場合でもガラス偏光子の温度上昇を抑制することができる。また、この偏光部材を用いれば、温度上昇による消光比、逆方向挿入損失等の特性劣化の少ない光アイソレータを提供することができ、その製造も容易である。

本発明の偏光部材の構成例を示す概略断面図である。 （ａ）はガラス偏光子の一つの光透過面にシリコン単結晶膜を接合した一例、（ｂ）はガラス偏光子の向い合う二つの光透過面にそれぞれ一層ずつシリコン単結晶膜を接合した一例である。 本発明の光アイソレータの構成の一例を示す概略断面図である。 本発明の光アイソレータの構成の別の例を示す概略断面図である。 本発明の光アイソレータの構成のさらに別の例を示す概略断面図である。 本発明の光アイソレータの構成のさらに別の例を示す概略断面図である。

本発明者は、ガラス偏光子の光透過面に熱伝導率の高いシリコン単結晶膜（１６８Ｗ／（ｍ・Ｋ））を接合させることによって、高出力レーザ光源によるガラス偏光子の温度上昇を抑制できることを見出した。また、このようにガラス偏光子とシリコン単結晶膜を含んで構成した偏光部材を用いて光アイソレータを構成すれば、ガラス偏光子の温度上昇による消光比等の特性劣化を抑制することができる。

即ち、本発明は、光透過面に入射した光を偏光させる偏光部材であって、内部に金属微粒子が分散されたガラス偏光子と、該ガラス偏光子の光透過面に接合されたシリコン単結晶膜とを含んで構成されている偏光部材である。

以下、本発明について図を参照しながら詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

図１は、本発明の偏光部材の構成例を示す概略断面図である。図１（ａ）は、ガラス偏光子１の一つの光透過面にシリコン単結晶膜２を接合した例である。図１（ａ）に示した偏光部材１０１は、ガラス偏光子１と、ガラス偏光子１の光透過面に接合されたシリコン単結晶膜２を含んで構成されている。

本発明において用いるガラス偏光子１は、金属微粒子を分散させたガラス偏光子であり、その偏光機構は金属微粒子内の伝導電子の共鳴吸収によるものである。このようなガラス偏光子１として、Ｃｏｒｎｉｎｇ社製Ｐｏｌａｒｃｏｒ、ＨＯＹＡ社製ＣＵＰＯ、ＣＯＤＩＸＸ社製ｃｏｌｏｒＰｏｌ等を用いることができる。

また、ガラス偏光子１は通常、平板形状である。図１（ｂ）に示したように、本発明では平板形状のガラス偏光子１の向い合う二つの光透過面に一層ずつシリコン単結晶膜２が接合している偏光部材１０２とすることが好ましい。このようにすれば、ガラス偏光子１の温度上昇をより効果的に抑制することができる。

このようなシリコン単結晶膜２は、使用する光の波長における光透過率が９８％以上となるようにすることが好ましい。例えば、シリコン単結晶膜２の膜厚を５ｍｍ以下とすれば、波長１５５０ｎｍの光において光透過率が９８％以上となる。

また、シリコン単結晶膜２は、波長が１１００ｎｍ以上６５００ｎｍ以下の範囲の光において、光透過率が９８％以上となるものであることが好ましく、本発明の偏光部材１０１、１０２はこの波長範囲の光源に対して用いられることが好ましい。

また、ガラス偏光子１とシリコン単結晶膜２との界面における反射を防ぐため反射防止（ＡＲ：Ａｎｔｉ−Ｒｅｆｌｅｃｔｉｏｎ）コーティング層３が介在してもよい。この反射防止コーティング層（反射防止膜）３としては、通常用いられるものを用いることができ、例えば、酸化ケイ素と酸化タンタルとの組み合わせや酸化ケイ素と酸化チタンとの組み合わせ等を好適に用いることができる。この反射防止コーティング層３は、真空蒸着等の方法により形成することができる。このガラス偏光子１とシリコン単結晶膜２の間の反射防止コーティング層３は、対ガラス偏光子ＡＲコーティングとも、対シリコン単結晶ＡＲコーティングとも言うことができる。

シリコン単結晶膜２を、ガラス偏光子１の光透過面に接合する方法は特に限定されないが、例えば、陽極接合、接着剤を用いて接合する方法、等によりシリコン単結晶膜２とガラス偏光子１を接合することができる。陽極接合等により無機的な接合状態とする方が、熱伝導性に優れるため好ましい。

このようにガラス偏光子１の光透過面にシリコン単結晶膜２が接合された本発明の偏光部材１０１、１０２を用いて、光アイソレータを構成することができる。このような光アイソレータであれば、ガラス偏光子１の温度上昇による消光比等の特性劣化を抑制することができる。

光アイソレータは、本発明の偏光部材１０１、１０２と、ファラデー回転子と、磁石を含んで構成する。光アイソレータの具体的な様態は特に限定されないが、例えば、以下のようにすることができる。

ファラデー回転子の光透過方向の両側に、本発明の偏光部材１０１、１０２を一つずつ配置する。磁石は、光の透過方向に対して平行な磁界を印加するように配置する。これらは、通常、筐体内に入れられデバイスとして製造される。その他、必要に応じて波長板、フィルタ、等の要素を追加してもよく、また、光アイソレータを含んだモジュールとしてもよい。

本発明の光アイソレータの構成の一例を図２に示した。図２の光アイソレータ２０１は、光の透過方向に配置された本発明の偏光部材１０１及びファラデー回転子４を含み、更にファラデー回転子４に磁界を印加する磁石５を含んで構成される。偏光部材１０１はガラス偏光子１とシリコン単結晶膜２からなり、反射防止コーティング層３を含んでいてもよい。また、偏光部材１０１とファラデー回転子４の空気と接する表面には、反射防止コーティング層（対空気ＡＲコーティング）６が施されていてもよい。

ファラデー回転子４は、特に限定されないが、例えば、ビスマス置換希土類鉄ガーネット、Ｙ_３Ｆｅ_５Ｏ_１２（ＹＩＧ）、Ｔｂ_３Ｇａ_５Ｏ_１２（ＴＧＧ）、等を用いることができる。また、磁石５は、特に限定されないが、例えば、ＳｍＣｏ系磁石、ＮｄＦｅＢ系磁石、等を用いることができる。磁石５の形状は、中空形状であり、円筒形状であることが好ましい。このとき、所望の形状である一つの磁石を用いてもよいし、複数の磁石から所望の形状にしてもよい。

本発明の光アイソレータの構成の別の一例を図４に示した。図４の光アイソレータ２０３は、図２の構成例と同様に、光の透過方向に配置された本発明の偏光部材１０１及びファラデー回転子４を含み、更にファラデー回転子４に磁界を印加する磁石５を含んで構成される。図４の構成例では、偏光部材１０１とファラデー回転子４はエポキシ接着剤等の接着剤８により接合されている。接着剤８と偏光部材１０１の界面、及び接着剤８とファラデー回転子４の界面には対エポキシＡＲコーティング等の接着剤８に対する反射防止コーティング（対接着剤ＡＲコーティング）９が施されていてもよい。また、偏光部材１０１の空気と接する表面には、対空気ＡＲコーティング６が施されていてもよい。

また、図２及び図４に示しているように、光アイソレータ２０１、２０３において、偏光部材１０１と磁石５は接触していることが好ましい。このように構成することにより、ガラス偏光子１から生じた熱を、シリコン単結晶膜２及び磁石５を通して効果的に放熱することができる。

本発明の光アイソレータの構成の別の一例を図３に示した。図３の光アイソレータ２０２は、図２の構成例と同様に、光の透過方向に配置された本発明の偏光部材１０１及びファラデー回転子４を含み、更にファラデー回転子４に磁界を印加する磁石５を含んで構成される。更に、図３の構成例では、偏光部材１０１と磁石５の間には、磁石５よりも高い熱伝導率を有する放熱部材７が設けられ、偏光部材１０１と放熱部材７が接触し、かつ磁石５と放熱部材７が接触している。このように、偏光部材１０１と磁石５の間には、磁石５よりも高い熱伝導率を有する放熱部材７が設けられ、偏光部材１０１と放熱部材７が接触し、かつ磁石５と放熱部材７が接触していることが好ましい。このように構成することにより、より効果的にガラス偏光子１から生じた熱を放熱することができる。

本発明の光アイソレータの構成の別の一例を図５に示した。この構成例では、偏光部材として、図１（ｂ）に示したガラス偏光子１の向い合う二つの光透過面のそれぞれにシリコン単結晶膜２を形成したもの（偏光部材１０２）を用いている。図５の光アイソレータ２０４は、図２の構成と同様に、光の透過方向に配置された本発明の偏光部材１０２及びファラデー回転子４を含み、更にファラデー回転子４に磁界を印加する磁石５を含んで構成される。偏光部材１０２と磁石５の間には、図３の構成例と同様に、磁石５よりも高い熱伝導率を有する放熱部材７が設けられ、偏光部材１０２と放熱部材７が接触し、かつ磁石５と放熱部材７が接触している。図５の構成例では、偏光部材１０２とファラデー回転子４はエポキシ接着剤等の接着剤８により接合されている例を示した。接着剤８と偏光部材１０２の界面、及び接着剤８とファラデー回転子４の界面には対エポキシＡＲコーティング等の接着剤８に対する反射防止コーティング（対接着剤ＡＲコーティング）９が施されていてもよい。また、偏光部材１０２の空気と接する表面には、対空気ＡＲコーティング６が施されていてもよい。

放熱部材７は、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４，ＳＵＳ４３０）、炭素鋼、アルミニウム、真鍮、銅、アルミナ等を用いることができ、熱伝導率が２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の材料を用いることが好ましい。

以下、実施例及び比較例を用いて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

〈実施例１〉
以下のように、図１（ａ）に示した構造を有する偏光部材１０１を作製し、図２に示した光アイソレータ２０１を作製した。まず、波長１５５０ｎｍの透過光に対して、２５℃で偏光面を４５°回転させるように調整した（ＴｂＥｕ）_２Ｂｉ_１Ｆｅ_４．８Ｇａ_０．２Ｏ_１２から成るファラデー回転子４を準備した。このファラデー回転子４の二つの光透過面には、対空気ＡＲコーティング６を施した。

ガラス偏光子１（Ｃｏｒｎｉｎｇ社製Ｐｏｌａｒｃｏｒ）の光透過面のうち一面に、陽極接合法によってシリコン単結晶膜２を接合した。シリコン単結晶膜２のガラス偏光子１に接合する面には、対ガラス偏光子ＡＲコーティング３を施した。このようにして作製した、図１（ａ）に示した構造の偏光部材１０１の空気と接する光透過面には、対空気ＡＲコーティング６を施した（図２参照）。このシリコン単結晶膜１の膜厚は、０．１５ｍｍであり、波長１５５０ｎｍにおける光透過率は９９．４％であった。このようにして作製した偏光部材１０１を二つ準備した。

次に、ファラデー回転子４の両側に、シリコン単結晶膜２が外側になるように、上記の偏光部材１０１を一つずつ配置し、これらを円筒状のＳｍＣｏ系製磁石５の内部に光が透過するように配置した。このとき、偏光部材１０１と磁石５は接触して配置した。これらを金属製筐体内に入れ、開口径が１０ｍｍの光アイソレータ２０１を完成させた（図２参照）。

作製した光アイソレータ２０１について、５００ｍＷのＣＷ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ Ｗａｖｅ）レーザ偏光を入射させて、挿入損失及び消光比の評価を行った。

レーザ光を入射させた際の初期の順方向挿入損失は０．１５ｄＢ、逆方向挿入損失は４５．２ｄＢ、光アイソレータ２０１の消光比は４８．０ｄＢであった。その後、逆方向から順方向出射側偏光部材の透過偏光方向に合せて１時間連続でレーザ光を入射させた。一時間後の順方向挿入損失は０．１５ｄＢ、逆方向挿入損失は４１．３ｄＢ、光アイソレータ２０１の消光比は４７．５ｄＢであった。

〈実施例２〉
実施例２では、図３に示すように、実施例１で用いたのと同様の偏光部材１０１と磁石５の間に円筒形状の銅製放熱部材７を設けて光アイソレータ２０２を作製した。このとき、偏光部材１０１と放熱部材７が接触し、かつ磁石５と放熱部材７も接触するようにした。放熱部材７の熱伝導率は３７１Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。また、磁石５の熱伝導率は２３Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。それ以外は、実施例１と同様に光アイソレータ２０２を作製し、挿入損失及び消光比の評価を行った（図３参照）。

レーザ光を入射させた際の初期の順方向挿入損失は０．１５ｄＢ、逆方向挿入損失は４５．２ｄＢ、光アイソレータ２０２の消光比は４８．０ｄＢであった。その後、逆方向から１時間連続でレーザ光を入射させた。１時間後の順方向挿入損失は０．１５ｄＢ、逆方向挿入損失は４２．８ｄＢ、光アイソレータ２０２の消光比は４８．０ｄＢであった。

〈実施例３〉
実施例３では、図４に示したように、実施例１で用いたのと同様の偏光部材１０１とファラデー回転子４とを、エポキシ接着剤８を介して密着固定した。このとき、ファラデー回転子４の二つの光透過面には、対エポキシＡＲコーティング９を、シリコン単結晶膜２のガラス偏光子１に接する面には対ガラス偏光子ＡＲコーティング３を、外側になる面には対空気ＡＲコーティング６を施した。また、ガラス偏光子１のファラデー回転子４に接合した面には対エポキシＡＲコーティング９を施した。これらを円筒状のＮｄＦｅＢ系製磁石５の内部に光が透過するように配置した。これらを金属製筐体内に入れ、開口径が１ｍｍの光アイソレータ２０３を完成させた（図４参照）。

作製した光アイソレータ２０３について、５００ｍＷのＣＷレーザ偏光を入射させて、挿入損失及び消光比の評価を行った。

レーザ光を入射させた際の初期の順方向挿入損失は０．１７ｄＢ、逆方向挿入損失は４３．０ｄＢ、光アイソレータ２０３の消光比は４７．５ｄＢであった。その後、逆方向から順方向出射側偏光部材の透過偏光方向に合せて３０分間連続でレーザ光を入射させた。３０分後の順方向挿入損失は０．１８ｄＢ、逆方向挿入損失は３９．０ｄＢ、光アイソレータ２０３の消光比は４６．８ｄＢであった。

〈実施例４〉
実施例４では、以下のように、図１（ｂ）に示した構造を有する偏光部材１０２を作製し、図４に示した光アイソレータ２０４を作製した。まず、実施例１で用いたのと同様のガラス偏光子１の向い合う二つの光透過面にそれぞれ一層ずつシリコン単結晶膜２を接合した。これにより図１（ｂ）に示した偏光部材１０２を作製した。シリコン単結晶膜２のガラス偏光子１に接合する面には、対ガラス偏光子ＡＲコーティング３を、もう一方の面には対エポキシＡＲコーティング９を施した（図５参照）。このシリコン単結晶膜２の膜厚は、０．１５ｍｍであり、波長１５５０ｎｍにおける光透過率は９９．４％である。このようにして作製した偏光部材１０２を二つ準備した。

次に、ファラデー回転子４の両側に、対空気ＡＲコーティング６を施したシリコン単結晶膜２が外側になるように偏光部材１０２を一つずつエポキシ接着剤８を介して密着固定し、これらを円筒形状のアルミナ製放熱部材７の内部に光が透過するように配置した。ファラデー回転子４の二つの光透過面には、対エポキシＡＲコーティング９を施した。放熱部材７の熱伝導率は３２Ｗ／（ｍ・Ｋ）である。放熱部材７の周囲には円筒状のＮｄＦｅＢ系製磁石５を配置した。このＮｄＦｅＢ系製磁石５の熱伝導率は９Ｗ／（ｍ・Ｋ）であり、放熱部材７の方が熱伝導率が高い。このとき、偏光部材１０２と放熱部材７が接触し、かつ磁石５と放熱部材７も接触するようにした。これらを金属製筐体内に入れ、開口径が１ｍｍの光アイソレータ２０４を完成させた（図５参照）。

作製した光アイソレータ２０４について、５００ｍＷのＣＷレーザ偏光を入射させて、挿入損失及び消光比の評価を行った。

レーザ光を入射させた際の初期の順方向挿入損失は０．１７ｄＢ、逆方向挿入損失は４３．５ｄＢ、光アイソレータ２０４の消光比は４７．８ｄＢであった。その後、逆方向から１時間連続でレーザ光を入射させた。１時間後の順方向挿入損失は０．１７ｄＢ、逆方向挿入損失は４１．５ｄＢ、光アイソレータ２０４の消光比は４６．８ｄＢであった。

〈比較例１〉
偏光部材として、シリコン単結晶膜を設けていないガラス偏光子を用いた以外は、実施例１と同様に光アイソレータを作製し、挿入損失及び消光比の評価を行った。なお、ガラス偏光子の二つの透過面には対空気ＡＲコーティングが施されているものを用いた。

レーザ光を入射させた際の初期の順方向挿入損失は０．１５ｄＢ、逆方向挿入損失は４５．０ｄＢ、光アイソレータの消光比は４７．８ｄＢであった。その後、１時間連続でレーザ光を入射させた。１時間後の順方向挿入損失は１．０４ｄＢ、逆方向挿入損失は１５．０ｄＢ、光アイソレータの消光比は２３．０ｄＢであった。ガラス偏光子の金属微粒子が熱によって楕円形から円形に変形し、消光比が低下したと考えられる。

〈比較例２〉
偏光部材として、シリコン単結晶膜を設けていないガラス偏光子を用いた以外は、実施例３と同様に光アイソレータを作製し、挿入損失及び消光比の評価を行った。なお、ガラス偏光子のファラデー回転子側の面には対エポキシＡＲコーティングが、外側になる面には対空気ＡＲコーティングが施されているものを用いた。

レーザ光を入射させた際の初期の順方向挿入損失は０．１５ｄＢ、逆方向挿入損失は４４．０ｄＢ、光アイソレータの消光比は４８．２ｄＢであった。その後、逆方向から３０分間連続でレーザ光を入射させた。３０分後、順方向入射側偏光部材とファラデー回転子との間のエポキシ接着剤が破壊され、ガラス偏光子も損傷した。

〈比較例３〉
比較例３では、偏光部材のシリコン単結晶膜の代わりにサファイアを用いた。それ以外は、実施例１と同様に光アイソレータを作製し、挿入損失及び消光比の評価を行った。

レーザ光を入射させた際の初期の順方向挿入損失は１．０４ｄＢ、逆方向挿入損失は２１．０ｄＢ、光アイソレータの消光比は２３．５ｄＢであった。サファイアの複屈折性の影響によって、消光比、順方向挿入損失、逆方向挿入損失の何れの値も悪くなっている。その後、１時間連続でレーザ光を入射させた。１時間後の順方向挿入損失は１．０４ｄＢ、逆方向挿入損失は２０．８ｄＢ、光アイソレータの消光比は２３．５ｄＢであった。

以上の実施例のように、本発明の偏光部材を用いた光アイソレータであれば、５００ｍＷのＣＷレーザ偏光を入射させても消光比、順方向挿入損失、及び逆方向挿入損失の値は良好なものであった。さらに、実施例１、２、４では１時間、実施例３では３０分逆方向からレーザを射出した後でも、消光比、順方向挿入損失、及び逆方向挿入損失の値は良好なものであった。本発明の偏光部材を用いていない比較例１〜３では、ガラス偏光子の発熱により消光比が悪化したり、エポキシ接着剤が破壊されたり、長時間使用することは困難であった。また、本発明の偏光部材のシリコン単結晶膜の代わりにサファイアを用いた比較例３では、サファイアの複屈折性の影響によって、消光比、順方向挿入損失、逆方向挿入損失の何れの値も悪くなっていた。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

１…ガラス偏光子、 ２…シリコン単結晶膜、
３…反射防止コーティング層（対ガラス偏光子（対シリコン単結晶）ＡＲコーティング）、
４…ファラデー回転子、 ５…磁石、
６…反射防止コーティング層（対空気ＡＲコーティング）、 ７…放熱部材、
８…接着剤、 ９…反射防止コーティング層（対接着剤ＡＲコーティング）、
１０１、１０２…偏光部材、
２０１、２０２、２０３、２０４…光アイソレータ。

Claims (6)

1. 光透過面に入射した光を偏光させる偏光部材であって、内部に金属微粒子が分散されたガラス偏光子と、該ガラス偏光子の光透過面に接合されたシリコン単結晶膜とを含んで構成され、
   前記シリコン単結晶膜は、前記偏光部材を透過させる光の波長において光透過率が９８％以上のものであり、
   前記光の波長は、１１００ｎｍ以上６５００ｎｍ以下であることを特徴とする偏光部材。
2. 前記ガラス偏光子は、平板形状であって、かつ該ガラス偏光子の向い合う二つの光透過面にそれぞれ一層ずつ前記シリコン単結晶膜が接合されているものであることを特徴とする請求項１に記載の偏光部材。
3. 前記ガラス偏光子の光透過面及び前記シリコン単結晶膜の光透過面の少なくとも一つの面上に、反射防止コーティングを有するものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の偏光部材。
4. 光の透過方向に配置された請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の偏光部材及びファラデー回転子を含み、更に前記ファラデー回転子に磁界を印加する磁石を含んで構成されていることを特徴とする光アイソレータ。
5. 前記偏光部材と前記磁石が接触しているものであることを特徴とする請求項４に記載の光アイソレータ。
6. 前記偏光部材と前記磁石の間には、該磁石よりも高い熱伝導率を有する放熱部材が設けられ、前記偏光部材と前記放熱部材が接触し、かつ前記磁石と前記放熱部材が接触しているものであることを特徴とする請求項４に記載の光アイソレータ。

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