[发明专利]偏光元件

说明书

技术领域

本发明涉及构成在使用了半导体激光和光纤的光通信领域中使用的光隔离器的偏光玻璃，特别涉及构成尾纤型光隔离器的偏光玻璃。

背景技术

在以波长：1.31μm或1.55μm的半导体激光为光源、以石英系纤维为传输路径的光通信中，使用了为了阻断因反射而朝光源的返回光并实现低错误率的光隔离器。光隔离器由法拉第旋转器和两个偏光元件以及永久磁石构成。

作为光隔离器用的偏光元件，通常是使用由银或铜构成的针状金属微粒在玻璃基体中以其长轴方向在特定方向上发生取向的方式被分散的偏光玻璃(以下，在本说明书中，将该偏光元件记为“金属微粒分散型偏光玻璃”)。在金属微粒分散型偏光玻璃中的偏光效果，是由针状金属微粒的等离子体振子共振波长的各向异性所带来的，其偏光特性主要取决于针状金属微粒的长宽比(针状微粒的长轴方向的长度除以短轴方向的长度而得到的值)。

关于金属微粒分散型偏光玻璃的制造方法，例如在特开平5-208844号公报中进行了详细的记载，其制造工序大致分为如下所示的工序。

<1>将含有氯化亚铜的玻璃材料调配成所需的组成，将此等在约1450℃熔融后缓慢冷却至室温。<2>然后，通过实施热处理，使氯化亚铜的微粒在玻璃中析出。<3>使氯化亚铜的微粒析出后，通过机械加工制作具有适当形状的预成型件。<4>将预成型件在规定条件下拉伸，得到氯化亚铜的针状微粒。<5>通过在氢气氛中使已拉伸的玻璃被还原，得到针状的金属铜微粒。

对于经过该制造工序而制造的金属微粒分散型偏光玻璃而言，针状金属微粒基本上仅存在于玻璃的表面层附近，其存在区域自玻璃表面的范围(以下，将距表面的厚度记为“还原层厚度”。)依赖于气氛温度、暴露于还原气氛中的时间等还原条件。

专利文献1：特开平5-208844号公报

以往，作为光通信用的光隔离器，一般是所谓自由空间型的光隔离器。

图11模式地示出了自由空间型光隔离器的光学系统的示意侧截面图。图中，111、112为偏光元件，113为由法拉第旋转器，114为由偏光元件111、112和法拉第旋转器113构成的光隔离器，115、115’为透镜，116为光纤，117为半导体激光器等光源，118、118’为模式地表示返回到光源117的返回光的光束的线组，特别地，118’为透过偏光元件112后的光束。在图11所示的光隔离器114中，偏光元件111和112的偏振透射轴以相互成45度角的方式配置，且使得法拉第旋转器113中的偏振面旋转角为45度来设定其光程长度。在该构成中，从光源117射出的光束(未图示)经由透镜115而转换成平行光束，仅具有方向与偏光元件112的偏振透射轴平行的偏振光的光入射到法拉第旋转器113。入射到法拉第旋转器113的光的偏光方向，由于永久磁石(未图示)的法拉第效果而发生45度旋转。如上所述，由于偏光元件111和112的偏振透射轴相互成45度的角，因此已透过法拉第旋转器113的光的偏光方向与偏光元件111的偏振透射轴一致。因此已透过法拉第旋转器113的光，大致没有损耗地透过偏光元件111，经透镜115汇聚而入射到光纤116中。

另一方面，被光纤116或在其后段配设的光学元件等(未图示)反射而返回到光源的返回光束118，经由与从上述光源117射出的光束相反的光程而返回到光源117，在这种情况下，由于法拉第旋转器113的非互易性，透过法拉第旋转器113后的返回光束118的偏光方向，与偏光玻璃112的偏振透射轴成90度(以下，将该方向的轴记为“偏振消光轴”)的角，因此在透过偏光元件112时，其光能损耗大。

通常光隔离器的性能是通过自光源射出的光的透射损耗和对返回光118显示阻断的能力的隔离值来进行评价的。特别地，隔离值以下面的数学式(1)来表示，其量通常用分贝来表达。