JPH08152578A - 光アイソレータの製造方法 - Google Patents
光アイソレータの製造方法Info
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- JPH08152578A JPH08152578A JP6315839A JP31583994A JPH08152578A JP H08152578 A JPH08152578 A JP H08152578A JP 6315839 A JP6315839 A JP 6315839A JP 31583994 A JP31583994 A JP 31583994A JP H08152578 A JPH08152578 A JP H08152578A
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- Japan
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- optical
- cutting
- groove
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/28—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for polarising
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
- G02F1/093—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect used as non-reciprocal devices, e.g. optical isolators, circulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S372/00—Coherent light generators
- Y10S372/703—Optical isolater
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大量のメタライズ処理が行え、かつ信頼性の
高い半田接着ができる高信頼性の光アイソレータを量産
する方法を供する。 【構成】 光学材料ブロック1の表面に複数個の光学素
子を切り出す切断予定線に沿って、切断代よりも大きい
溝幅の条溝2を設けてから、反射防止膜とメタライズ膜
3を形成し、この条溝2に沿って切断して光学素子5を
作製する。
高い半田接着ができる高信頼性の光アイソレータを量産
する方法を供する。 【構成】 光学材料ブロック1の表面に複数個の光学素
子を切り出す切断予定線に沿って、切断代よりも大きい
溝幅の条溝2を設けてから、反射防止膜とメタライズ膜
3を形成し、この条溝2に沿って切断して光学素子5を
作製する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光通信、光計測等に使
用されるファラデー効果を利用した光アイソレータの製
造方法に関し、特に、耐環境性に優れた光アイソレータ
の製造方法に関する。
用されるファラデー効果を利用した光アイソレータの製
造方法に関し、特に、耐環境性に優れた光アイソレータ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体レーザを光源とした光通信
システムや、半導体レーザを使用した光応用機器が広範
に利用されてきており、更に、その用途、及び規模が、
拡大されている。
システムや、半導体レーザを使用した光応用機器が広範
に利用されてきており、更に、その用途、及び規模が、
拡大されている。
【0003】これら光通信システムや光応用機器の精度
や安定性を向上させるため、半導体レーザへの戻り光を
除去する目的に、光アイソレータが使用されている。
や安定性を向上させるため、半導体レーザへの戻り光を
除去する目的に、光アイソレータが使用されている。
【0004】この光アイソレータの構成は、偏光子、検
光子、ファラデー回転子からなる光学素子と、磁界発生
用の永久磁石、及びそれらの固定・保護用のホルダーか
らなっている。
光子、ファラデー回転子からなる光学素子と、磁界発生
用の永久磁石、及びそれらの固定・保護用のホルダーか
らなっている。
【0005】従来、各光学素子とホルダーとの固定・接
着の方法として、有機接着剤が使用されてきたが、長期
にわたる接着力の安定性に乏しく、特に、温・湿度等の
環境変化によって特性が劣化していた。
着の方法として、有機接着剤が使用されてきたが、長期
にわたる接着力の安定性に乏しく、特に、温・湿度等の
環境変化によって特性が劣化していた。
【0006】このため、光通信用中継器等のように、長
期間にわたる高度の信頼性を要求される光アイソレータ
には、従来の有機接着剤による固定法に代わり、金属融
着法によって作製された光アイソレータが提案されてい
る。
期間にわたる高度の信頼性を要求される光アイソレータ
には、従来の有機接着剤による固定法に代わり、金属融
着法によって作製された光アイソレータが提案されてい
る。
【0007】この金属融着法による接着・固定法は、ガ
ス・タービン・ブレード、マグネトロンやマイクロ波電子
管の真空窓、高出力高周波伝播送信管等の幅広い用途に
応用され、実用化されている技術であるが、光アイソレ
ータにおいては、光学素子の少なくとも光線透過部分を
除いた周辺部に金属融着固定用のメタライズ処理層を形
成し、半田付けにより、ホルダーと光学素子とを接合し
ている。
ス・タービン・ブレード、マグネトロンやマイクロ波電子
管の真空窓、高出力高周波伝播送信管等の幅広い用途に
応用され、実用化されている技術であるが、光アイソレ
ータにおいては、光学素子の少なくとも光線透過部分を
除いた周辺部に金属融着固定用のメタライズ処理層を形
成し、半田付けにより、ホルダーと光学素子とを接合し
ている。
【0008】このメタライズ処理層の形成に用いられる
材料は、被接着材料により多少異なるが、一般的には、
下地層として、密着力の確保のためCr,Ta,W,T
i,Mo,Ni,又はPtからなる層、あるいは、上記
金属の少なくとも1種類を含む合金からなる層が形成さ
れ、最表層には、Au,Ni,又はPt等が使用されて
いる。更に、下地層と最表層の間に、中間層として、N
i,Pt等が形成されることもある。
材料は、被接着材料により多少異なるが、一般的には、
下地層として、密着力の確保のためCr,Ta,W,T
i,Mo,Ni,又はPtからなる層、あるいは、上記
金属の少なくとも1種類を含む合金からなる層が形成さ
れ、最表層には、Au,Ni,又はPt等が使用されて
いる。更に、下地層と最表層の間に、中間層として、N
i,Pt等が形成されることもある。
【0009】又、融着金属としては、Au−Sn合金、
Pb−Sn合金、Au−Ge合金等の半田材や各種ろう
材が使用されるが、密着強度が大きく、融着温度も比較
的低いAu−Sn合金半田が密着強度、及び作業性の点
で優れているため、金属融着固定用材料として望まし
い。
Pb−Sn合金、Au−Ge合金等の半田材や各種ろう
材が使用されるが、密着強度が大きく、融着温度も比較
的低いAu−Sn合金半田が密着強度、及び作業性の点
で優れているため、金属融着固定用材料として望まし
い。
【0010】前述のメタライズ処理層の形成方法として
は、めっき法によるウエットプロセス及び真空蒸着法、
スパッタリング法等のドライプロセスが知られている
が、光学素子の光学表面、又は反射防止膜に傷の発生、
及び塵の付着を防止するため、ドライプロセスが多用さ
れる。
は、めっき法によるウエットプロセス及び真空蒸着法、
スパッタリング法等のドライプロセスが知られている
が、光学素子の光学表面、又は反射防止膜に傷の発生、
及び塵の付着を防止するため、ドライプロセスが多用さ
れる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、真空蒸
着法又はスパッタリング法により、メタライズ膜を形成
する場合、量産性に重大な問題があった。
着法又はスパッタリング法により、メタライズ膜を形成
する場合、量産性に重大な問題があった。
【0012】即ち、従来のメタライズ方法では、光学材
料ブロック表面に反射防止膜を形成した後に、光学素子
1個分のサイズに切断し、図2に示すように、メタルマ
スク7により、光学素子5の光透過部分をマスキング
し、マスキングされていない部分のみメタライズ膜が形
成されるように、光学素子5とメタルマスク7とをサブ
ストホルダー6と治具8により固定し、真空蒸着法又は
スパッタリング法のドライプロセスにより、メタライズ
膜の作製を行っていた。
料ブロック表面に反射防止膜を形成した後に、光学素子
1個分のサイズに切断し、図2に示すように、メタルマ
スク7により、光学素子5の光透過部分をマスキング
し、マスキングされていない部分のみメタライズ膜が形
成されるように、光学素子5とメタルマスク7とをサブ
ストホルダー6と治具8により固定し、真空蒸着法又は
スパッタリング法のドライプロセスにより、メタライズ
膜の作製を行っていた。
【0013】この時、光学素子を洗浄し、治具に1個ず
つセッティングするために、非常に多くの工数がかか
り、大量の光学素子をメタライズ処理することが困難で
あった。
つセッティングするために、非常に多くの工数がかか
り、大量の光学素子をメタライズ処理することが困難で
あった。
【0014】そこで、量産性を高めるために、図3に示
すように、数十個分の光学素子5が切り出せる大きさの
光学材料ブロック1に、反射防止膜(図示しない)を形
成した後に、メタライズ膜3を形成し、その後に、図の
点線で示す線に沿って切断を行ったところ(図では光学
素子1個のみについて示している)、切断後、あるいは
半田接着後に接着部分が剥離し、充分な接着強度を持た
ないものが多発してしまい、歩留が悪く、量産性の向上
を達成することはできなかった。
すように、数十個分の光学素子5が切り出せる大きさの
光学材料ブロック1に、反射防止膜(図示しない)を形
成した後に、メタライズ膜3を形成し、その後に、図の
点線で示す線に沿って切断を行ったところ(図では光学
素子1個のみについて示している)、切断後、あるいは
半田接着後に接着部分が剥離し、充分な接着強度を持た
ないものが多発してしまい、歩留が悪く、量産性の向上
を達成することはできなかった。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、光学素
子を複数枚切り出せる大きさの光学材料ブロックの切断
予定線に沿って、予め溝を形成しておき、その後に、反
射防止膜及び光学素子とホルダーとの金属融着接合のた
めのメタライズ膜を形成し、前記の溝よりも切断幅を狭
くして切断することにより、簡単な工程で、メタライズ
処理を行った光学素子を大量に作製でき、耐環境性に優
れた高性能な光アイソレータが得られる。
子を複数枚切り出せる大きさの光学材料ブロックの切断
予定線に沿って、予め溝を形成しておき、その後に、反
射防止膜及び光学素子とホルダーとの金属融着接合のた
めのメタライズ膜を形成し、前記の溝よりも切断幅を狭
くして切断することにより、簡単な工程で、メタライズ
処理を行った光学素子を大量に作製でき、耐環境性に優
れた高性能な光アイソレータが得られる。
【0016】
【作用】大型の光学材料ブロック表面に、光学素子複数
個分の面積にメタライズ膜を形成し、個々の光学素子の
大きさに切断し、半田・接着した試料のうち、メタライ
ズ膜の剥離が起こったものの剥離部分の破断面を詳細に
観察したところ、図4に示すように、剥離部分15はメ
タライズ膜3からではなく、メタライズ膜直下の符号1
4で示す光学素子内部から起こることがわかった。
個分の面積にメタライズ膜を形成し、個々の光学素子の
大きさに切断し、半田・接着した試料のうち、メタライ
ズ膜の剥離が起こったものの剥離部分の破断面を詳細に
観察したところ、図4に示すように、剥離部分15はメ
タライズ膜3からではなく、メタライズ膜直下の符号1
4で示す光学素子内部から起こることがわかった。
【0017】即ち、剥離の原因は、切断時において、切
断用ブレードとメタライズ膜を通して光学素子との間に
発生する熱、及び機械的な衝撃によって、光学素子に強
いストレスが発生したためであると考えられる。
断用ブレードとメタライズ膜を通して光学素子との間に
発生する熱、及び機械的な衝撃によって、光学素子に強
いストレスが発生したためであると考えられる。
【0018】従って、メタライズ膜の形成後に光学素子
の切断を行う場合には、切断時の熱、及び機械的な衝撃
が光学素子に影響しないように、切断箇所をメタライズ
膜から離せばよい。
の切断を行う場合には、切断時の熱、及び機械的な衝撃
が光学素子に影響しないように、切断箇所をメタライズ
膜から離せばよい。
【0019】以上の結論から、図1(a)に示すよう
に、光学材料ブロック1に予め切断箇所に沿って条溝2
を形成しておき、その後に、図1(b)に示すように、
反射防止膜(図示しない)、及びメタライズ膜3の形成
を行う。更に、その後に、図1(c)に示すように、前
述の条溝2の溝幅よりも切断幅4の小さなブレードを使
用して、ブレードとメタライズ膜3が接触しないように
切断する(2本の点で囲んだ斜線で影を付けた部分)。
に、光学材料ブロック1に予め切断箇所に沿って条溝2
を形成しておき、その後に、図1(b)に示すように、
反射防止膜(図示しない)、及びメタライズ膜3の形成
を行う。更に、その後に、図1(c)に示すように、前
述の条溝2の溝幅よりも切断幅4の小さなブレードを使
用して、ブレードとメタライズ膜3が接触しないように
切断する(2本の点で囲んだ斜線で影を付けた部分)。
【0020】以上、説明した工程により、メタライズ膜
直下の光学素子に発生するストレスを最小限に押さえる
ことができ、半田接着後も光学素子が剥離することがな
くなる。
直下の光学素子に発生するストレスを最小限に押さえる
ことができ、半田接着後も光学素子が剥離することがな
くなる。
【0021】
【実施例】以下、本発明を実施例によって、比較例(従
来技術)と対比して説明する。
来技術)と対比して説明する。
【0022】図1に模式的に示すように、寸法が、1
1.0×11.0×1.0(mm)のルチル単結晶(光学
材料ブロック)1に幅330μm×深さ350μmの条
溝2を1.82mmピッチで4本ずつ格子状に8本形成
し、光学素子25個取り用の溝入れ加工を行った[但
し、図1(a)及び図1(b)においては、9個の光学
素子について示している]。次に、反射防止膜及びメタ
ライズ膜3を形成した。その後、切断幅4が200μm
となるブレードで溝の中心を切断し、25個分のメタラ
イズ膜の付いた口1.6mmの光学素子5を作製した。
1.0×11.0×1.0(mm)のルチル単結晶(光学
材料ブロック)1に幅330μm×深さ350μmの条
溝2を1.82mmピッチで4本ずつ格子状に8本形成
し、光学素子25個取り用の溝入れ加工を行った[但
し、図1(a)及び図1(b)においては、9個の光学
素子について示している]。次に、反射防止膜及びメタ
ライズ膜3を形成した。その後、切断幅4が200μm
となるブレードで溝の中心を切断し、25個分のメタラ
イズ膜の付いた口1.6mmの光学素子5を作製した。
【0023】
【比較例】実施例において、格子状の溝を形成せず、反
射防止膜及びメタライズ膜を形成し、切断幅が200μ
mのブレードで切断し、25個分の口1.6mmの光学
素子を作製した。
射防止膜及びメタライズ膜を形成し、切断幅が200μ
mのブレードで切断し、25個分の口1.6mmの光学
素子を作製した。
【0024】実施例及び比較例のメタライズ膜付き光学
素子について、金めっき処理がなされたステンレス製の
ホルダーと半田接着を行った後、光学素子とホルダーの
密着力試験を行ったところ、表1の結果を得た。なお、
密着力試験の試験方法は、図5に示すように、ホルダー
9を支持台12に固定して光学素子5に荷重をかけ、剥
離した時の荷重をプッシュプルゲージ13で読み取り、
密着力とした。
素子について、金めっき処理がなされたステンレス製の
ホルダーと半田接着を行った後、光学素子とホルダーの
密着力試験を行ったところ、表1の結果を得た。なお、
密着力試験の試験方法は、図5に示すように、ホルダー
9を支持台12に固定して光学素子5に荷重をかけ、剥
離した時の荷重をプッシュプルゲージ13で読み取り、
密着力とした。
【0025】
【表1】
【0026】表1から明かなように、本発明の実施例
は、密着力が大きく、すべて1kg以上の良品であるこ
とがわかる。
は、密着力が大きく、すべて1kg以上の良品であるこ
とがわかる。
【0027】なお、実施例において、溝加工用のブレー
ドと切断加工用のブレードを別に用意したが、同一ブレ
ードを使用して、上記の溝入れ、及び切断加工を行うこ
ともできる。即ち、溝入れ加工時には、1本の溝に対し
て、ピッチをずらして複数回ブレードを通過させ、切断
時には、1回フレードを通過させればよい。
ドと切断加工用のブレードを別に用意したが、同一ブレ
ードを使用して、上記の溝入れ、及び切断加工を行うこ
ともできる。即ち、溝入れ加工時には、1本の溝に対し
て、ピッチをずらして複数回ブレードを通過させ、切断
時には、1回フレードを通過させればよい。
【0028】又、本発明の実施例において、図1(c)
に示すように、条溝2の断面形状を長方形としたが、切
断時にブレードと光学材料ブロックとによる熱的・機械
的衝撃を直接うけなければよく、三角形、台形等の多角
形、半円形、又は楕円形であってもよい。
に示すように、条溝2の断面形状を長方形としたが、切
断時にブレードと光学材料ブロックとによる熱的・機械
的衝撃を直接うけなければよく、三角形、台形等の多角
形、半円形、又は楕円形であってもよい。
【0029】更に、光学材料ブロックの両面にメタライ
ズ膜を形成する場合には、予め両面に条溝を形成すれば
よく、本発明の実施例に制限されない。
ズ膜を形成する場合には、予め両面に条溝を形成すれば
よく、本発明の実施例に制限されない。
【0030】
【発明の効果】以上、述べたように、本発明によれば、
光学素子に予め条溝を形成することにより、大量のメタ
ライズ処理が行え、信頼性の高い半田接着が可能とな
り、高信頼性の光アイソレータを量産することができ
る。
光学素子に予め条溝を形成することにより、大量のメタ
ライズ処理が行え、信頼性の高い半田接着が可能とな
り、高信頼性の光アイソレータを量産することができ
る。
【図1】本発明の実施例の概略工程を示す説明図。図1
(a)は、光学材料ブロックに条溝を形成した状態を示
す図、図1(b)は、メタライズ膜を形成した状態を示
す図、図1(c)は、切断の状況を示す図、図1(d)
は、切断後の個々の光学素子の断面図。
(a)は、光学材料ブロックに条溝を形成した状態を示
す図、図1(b)は、メタライズ膜を形成した状態を示
す図、図1(c)は、切断の状況を示す図、図1(d)
は、切断後の個々の光学素子の断面図。
【図2】従来のメタライズ方法の概略を示す説明図。図
2(a)は斜視図、図2(b)は断面図。
2(a)は斜視図、図2(b)は断面図。
【図3】従来の光学素子作製方法の概略を示す説明図。
【図4】半田接合後の剥離状態を模式的に示す説明図。
図4(a)は断面図、図4(b)は平面図。
図4(a)は断面図、図4(b)は平面図。
【図5】半田接合の密着強度試験方法の概略を示す説明
図。
図。
1 光学材料ブロック 2 条溝 3 メタライズ膜 4 切断幅 5 光学素子 6 サブストホルダー 7 メタルマスク 8 (マスク押さえ)治具 9 ホルダー 10 半田層 12 支持台 13 プッシュプルゲージ 14 光学素子の破断箇所 15 剥離部分
Claims (1)
- 【請求項1】 複数の光学素子を切り出せる大きさの光
学材料ブロック表面に、切断予定線に沿って、予め条溝
を形成し、その後に、反射防止膜、及びホルダーとの金
属融着接合のためのメタライズ膜を形成し、前記条溝の
溝幅より狭い切断幅で切断することを特徴とする光アイ
ソレータの製造方法。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31583994A JP3439275B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 光アイソレータの製造方法 |
PCT/JP1995/002404 WO1996017270A1 (fr) | 1994-11-25 | 1995-11-27 | Procede de production d'isolateur optique |
CA002181684A CA2181684C (en) | 1994-11-25 | 1995-11-27 | Method of producing optical isolator |
DE69505352T DE69505352T2 (de) | 1994-11-25 | 1995-11-27 | Verfahren zum herstellen von optischen isolatoren |
EP95937186A EP0742467B1 (en) | 1994-11-25 | 1995-11-27 | Method of producing optical isolator |
CN95191338A CN1069413C (zh) | 1994-11-25 | 1995-11-27 | 光隔离器的光学器件的制造方法 |
KR1019960703981A KR100282090B1 (ko) | 1994-11-25 | 1995-11-27 | 광 아이솔레이터 제조방법 |
US08/682,620 US5671881A (en) | 1994-11-25 | 1995-11-27 | Method of manufacturing an optical isolator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31583994A JP3439275B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 光アイソレータの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08152578A true JPH08152578A (ja) | 1996-06-11 |
JP3439275B2 JP3439275B2 (ja) | 2003-08-25 |
Family
ID=18070204
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP31583994A Expired - Fee Related JP3439275B2 (ja) | 1994-11-25 | 1994-11-25 | 光アイソレータの製造方法 |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5671881A (ja) |
EP (1) | EP0742467B1 (ja) |
JP (1) | JP3439275B2 (ja) |
KR (1) | KR100282090B1 (ja) |
CN (1) | CN1069413C (ja) |
CA (1) | CA2181684C (ja) |
DE (1) | DE69505352T2 (ja) |
WO (1) | WO1996017270A1 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CA2184054A1 (en) * | 1994-12-27 | 1996-07-04 | Ryuji Osawa | Optical device assembly for optical isolator and production method thereof |
DE69631495D1 (de) * | 1995-12-18 | 2004-03-11 | Shinetsu Chemical Co | Optisches Element mit einer hitzebeständigen Antireflexionsschicht |
US5808793A (en) * | 1996-01-17 | 1998-09-15 | Hewlett-Packard Company | Low-cost compact optical isolators |
SE512906C2 (sv) * | 1998-10-02 | 2000-06-05 | Ericsson Telefon Ab L M | Förfarande vid lödning av ett halvledarchip samt RF-power transistor för genomförande därav |
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