[发明专利]波导型光隔离器以及波导型光隔离器中使用的磁铁架

说明书

技术领域

本发明涉及波导型光隔离器以及波导型光隔离器中使用的磁铁架，尤其是关于能够提高磁场施加机构即磁铁的安装精度且能够长期固定磁铁的波导型光隔离器以及波导型光隔离器中使用的磁铁架。

背景技术

光隔离器是只在一方向上使光透过并阻止要向与其相反方向传播的光的元件。例如，通过将光隔离器配置在半导体激光器的发射端，从激光器射出的光透过光隔离器，能够将其作为光纤通信用的光源使用。相反地，通过光隔离器要入射到半导体激光器的光被光隔离器阻止，而不能入射到半导体激光器。不将光隔离器设置于半导体激光器的发射端时，反射返回光入射到半导体激光器，这会使半导体激光器的振荡特性劣化。即，光隔离器阻挡要入射到半导体激光器的光，而不使半导体激光器的特性劣化地保持稳定的振荡。

不限于上述半导体激光器，在光增幅器等光有源元件中，光无意识地反向入射，使元件的工作特性劣化。由于光隔离器只允许光在一个方向上透过，所以能够防止光无意识地反向入射到光有源元件。

在光隔离器中存在以下构造：没有波导作用的构造(整体型)，所述波导作用是阻挡光进入光透过的区域中的与光的传播方向正交的截面内；具有波导作用的构造(波导型)。近年，整体型、波导型的光隔离器都被强烈要求小型化，随之各部件也必须小型化。

波导型隔离器100例如日本特开2002-277826号公报所公开的，如图1的大致剖视图所示，具有：基板101；形成有波导102的波导层103；磁性石榴石104；具有永久磁铁105的磁场施加机构106。另外，波导型光隔离器100如图所示地具有：波导路102A、102B；与该波导路102A、102B对应的永久磁铁105A、105B。根据该永久磁铁105A、105B对通过波导的光施加磁场。此时，由于对光提供了适当的相位变化，所以为了使永久磁铁105A、105B之间的安装距离变成适当的距离，必须在磁性石榴石104上的适当位置安装永久磁铁105A、105B。

但是，随着波导型光隔离器100的小型化，永久磁铁105也被小型化。由此，将永久磁铁105安装在磁性石榴石104上的适当位置变得非常困难，导致磁铁的安装精度非常低。

另外，在波导型光隔离器100中，永久磁铁105通过粘结剂被固定在磁性石榴石104上。因此，成为永久磁铁105相互的应力总是在作用的状态，所以存在永久磁铁105从磁性石榴石104上剥离等情况，对于长期固定永久磁铁105来说，是不稳定的构造。

图2表示波导型光隔离器的工作原理。波导型光隔离器利用因构成光干涉计的2条光波导中发生的传播方向而使大小不同的相位变化(以下，称为“非互易移相效果”)，被设定成：在波导路102A、102B中传播的光波相对于正方向传播波(前进波)成为同相位，相对于向反方向传播的反方向传播波(后退波)成为反相位(图2(a))。

两条光波成为同相位的情况下，根据构造的对称性，从中央输入端107入射的光波在输出侧(图中右侧)设置的分路结合器108(在图中的例子中，使用锥形分路结合器)中从中央的输出端109被输出(图2(b))。

另一方面，成为反相位的情况下，根据构造的对称性，从中央输出端109入射的光波(反射返回光)在输入侧(图中左侧)设置的分路结合器108中形成反对称的分布，由此光波不从中央输出端107被输出，而从中央的输出端107的两肋设置的多余光输出端即波导路102A、102B被输出(图2(c))。

即，从图中左侧的分路结合器108的中央输入端107入射的光波从图中右侧的分路结合器108的中央输出端109被输出。相反地，从图中右侧的分路结合器108的中央输出端109入射的光波不进入图中左侧的分路结合器108的中央输入端107，而从图中左侧的波导路102A、102B被输出。这样，通过利用正常光和异常光的相位差，能够隔离从图中右侧的分路结合器108的中央输出端109入射的反方向传播光。

为实现光隔离器的这样的光的分路结合特性的工作，必须一定量的非互易移相效果。首先，使干涉光路中的一个比另一个长，由此使不依存传播方向的相位差(互易相位差)在2条光路间发生。另外，将具有的磁光学效果的材料(以下，称为“磁光学材料”)配置在平面状的光波导中，从外部向在波导面内与传播方向正交的方向(横方向)施加磁场，使磁光学材料的磁化定向，由此发生非互易移相效果。根据光的传播方向和磁化的定向方向的关系，决定因磁光学效果发生的非互易移相效果，保持磁化方向而使传播方向反向时，非互易移相效果不同。