[发明专利]法拉第旋转器

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光通信、加工中使用的高输出激光的反射返回光对 策的光隔离器，特别地，涉及构成所述光隔离器的一部分的法拉第旋转器的 改良。

背景技术

对在光通信中利用的半导体激光器和在激光加工等中利用的固体激光器 等而言，若在激光谐振器外部的光学面或加工面所反射的光返回到激光元件， 则会使激光振荡变得不稳定。若激光振荡变得不稳定，则在光通信的情况下 会成为信号噪声，而在加工用激光器的情况下会导致激光元件被损坏。因此， 采用光隔离器以进行屏蔽，从而使上述反射的返回光不会返回到激光元件中。 通常，光隔离器由法拉第旋转器、偏振器、检偏振器以及永久磁铁构成。

以往，作为组装至高输出激光用的光隔离器的法拉第旋转器，能够使用 铽镓石榴石晶体(以下，称为TGG)、铽铝石榴石晶体(以下，称为TAG)。

但是，TGG、TAG的每单位长度的法拉第旋转系数较小，为了获得45 度的偏振光旋转角以发挥作为光隔离器的功能，需要加长光程长度，并且必 须采用长度为6cm左右的大的晶体。另外，为了获得高光隔离度，需要对晶 体施加均匀且强大的磁场，因此使用了强力的大磁铁。由此，光隔离器的尺 寸形成得较大。另外，由于光程长度长的缘故，存在激光器的射线束形状在 晶体内变形的问题，有时也需要用于修正变形的光学系统。而且，由于TGG 昂贵，因此，一直需求小型且廉价的法拉第旋转器。

另一方面，在光通信领域中专用的铋置换型稀土类铁石榴石晶体膜(以 下，称为RIG膜)，每单位长度的法拉第旋转系数与上述TGG、TAG相比 显著地大，因此，能够使光隔离器进行大幅地小型化。但是，已知，如果使 用的光的波长从光通信领域中专用的1.3μm波段、1.55μm波段变短至加工 用激光中使用的1.1μm附近，则所述RIG膜通过铁离子的光吸收变大，通 过所述光吸收导致的温度上升引起性能劣化。

因此，在专利文献1和专利文献2中，提出了改善RIG膜中的温度上升 的问题的方法。

首先，在专利文献1中提出了一种方法，其是在非磁性石榴石基板的单 面生长了RIG膜后，在残留非磁性石榴石基板的情形下直接作为法拉第旋转 器使用。根据该方法，通过非磁性石榴石基板进行放热，能够防止RIG膜的 温度上升。此外，在这样的结构的法拉第旋转器中，在RIG膜与非磁性石榴 石基板的界面产生反射光，通过在激光元件(光源)一侧配置RIG膜，上述 反射光在通过RIG膜时偏振光旋转90度，与从光隔离器外返回的光相同地 处理，因此，不会导致隔离度的降低。

另外，在专利文献2中提出了一种方法，其是在通过磨削以及研磨加工 除去用于RIG膜的生长的非磁性石榴石基板后，在RIG膜的两面粘合由蓝宝 石晶体、金红石晶体构成的放热用基板，防止RIG膜的温度上升。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2000-66160号公报(参考权利要求1)；

专利文献2：日本特开2006-215491号公报(参考权利要求1)。

发明内容

发明要解决的课题

在此，在专利文献1中提出的方法中，非磁性石榴石基板的导热率为 7W/m·k左右，不是很高，因此，在功率高的激光入射至法拉第旋转器的情 况下，不能通过非磁性石榴石基板充分进行放热，依然存在引起RIG膜的温 度上升的问题。