JP4113455B2

JP4113455B2 - Receptacle with optical isolator

Info

Publication number: JP4113455B2
Application number: JP2003117692A
Authority: JP
Inventors: 敬司森; 嘉一郎中島
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-04-22
Filing date: 2003-04-22
Publication date: 2008-07-09
Anticipated expiration: 2023-04-22
Also published as: JP2004325606A

Description

【０００１】
【発明の属する技術】
本発明は光通信に用いる光アイソレータ付きレセプタクルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光信号を電気信号に変換するための光モジュールは、半導体レーザーやフォトダイオード等の光素子をケース内に収納し、光ファイバを通じて光信号を導入又は導出するような構造となっている。
【０００３】
上記光モジュールのうちコネクタを接続するようにしたレセプタクル型の光モジュールは、図４に示すような光レセプタクル１６の一端に光素子（不図示）を備えるとともに、他端に光コネクタのプラグフェルール２３を接続するものである。
【０００４】
上記光レセプタクル１６は、図４に示すようにジルコニア、アルミナ等のセラミック材料からなるフェルール１７と、フェルール１７の貫通孔に石英ガラス等からなる光ファイバ１８を挿入固定して得られたファイバスタブ１９の後端部をホルダ２０に圧入により固定し、先端部をスリーブ２１の内孔に挿入するとともに、ホルダ２０がスリーブケース２２に圧入又は接着固定することによって構成されている。
【０００５】
また、光通信において光部品からのレーザー光源への反射戻り光を防止する為に光アイソレータ素子２４を使用する場合は、光アイソレータ素子２４がレセプタクル１６のファイバスタブ１９の後端に固定され、磁石２５がホルダ２０の端面と接合し、光アイソレータ素子２４が磁石２５の貫通孔に配置した構造となっている（特許文献１参照）。
【０００６】
近年、高密度実装の要求から光モジュールの小型化が求められており、レセプタクルの全長短尺化や光アイソレータの磁石全長の短尺化、外径寸法の小型化を求められている。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００３−７５６７９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図４に示す従来の光アイソレータ付きレセプタクル１６の場合、レセプタクル１６の外側に磁石２５を接合する構造のため、外側に磁石２５を接合する作業が必要になるのでコストがかかり、さらに磁石２５の長さ分だけ光アイソレータ付きレセプタクル１６も長くなり、小型化が難しいという問題があった。
【０００９】
また、小型化を実現するためにはサイズが小さい磁石２５を使用する必要があるため、磁石２５の磁界強度も小さくなり十分な飽和磁界強度を得ることが困難になり、温度変化によるファラデー回転角の変動が小さく、広帯域の波長であってもファラデー回転角の変動が小さいという点で優れたＴｂ−ＢｉガーネットやＨｏ−Ｂｉガーネットのようなファラデー回転子９を使用できず、温度特性、波長特性が優れた光アイソレータ付きレセプタクルを提供できないという問題があった。
【００１０】
さらに、ファラデー回転子９が磁石２５から飽和磁界強度を得るために、磁石２５の貫通孔内に光アイソレータ２４を配置する必要あるため、複雑な作業が必要となり安価に製造できないという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記に鑑みて、本発明の光アイソレータ付きレセプタクルは、先端面がプラグフェルールと接続するファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を挿入して保持するスリーブと、筒状の磁石から成り、貫通孔に前記ファイバスタブの後端部を挿入固定するホルダと、少なくとも偏光子とファラデー回転子と一体化するとともに前記偏光子を前記ファイバスタブの後端面に接合してなる光アイソレータ素子と、を備え、前記光アイソレータ素子は、前記貫通孔よりも外側に突出するように配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
さらに、前記ファラデー回転子は、Ｔｂ−Ｂｉガーネット又はＨｏ−Ｂｉガーネットが用いることを特徴とするものである。
【００１４】
またさらに、本発明の光モジュールは、上記光アイソレータ付きレセプタクルに、前記光アイソレータ素子へ光信号を出射する光素子を収納したケースを取り付けてなることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の光アイソレータ付きレセプタクル１の一実施形態を示す断面図であり、先端面４ａがプラグフェルール１０と接続するファイバスタブ４と、ファイバスタブ４の先端部を挿入して保持するスリーブ６と、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブ４の後端部４ｂを挿入固定する磁石で構成されたホルダ５と、偏光子７、８とファラデー回転子９とを一体化するとともに偏光子８がファイバスタブ４の後端面４ｂに接合してなる光アイソレータ素子１１とからなる。
【００１７】
ホルダ５は磁石であるため、光レセプタクル１に磁石を取り付ける必要が無くなり、磁石の長さ分だけ小型化できるとともに、磁石取付け作業を省略できるため安価に製造することが可能となる。
【００１８】
ホルダ５はサマリウムコバルト（ＳｍＣｏ）磁石等の磁性材料で形成されており、ファイバスタブ４の後端面４ｂに光アイソレータ素子１１を接合した後に、着磁作業を行い磁石とすることが好ましい。光アイソレータ素子１１に用いられているファラデー回転子９が磁性体であるため、接合作業を行う際にホルダ５が磁石であるとファラデー回転子９が磁力によって引き寄せられ、作業性が著しく悪くなるためである。
【００１９】
本発明ではホルダ５自身が磁石で構成されているため、磁石サイズを大きくすることが可能となり、それにより磁界強度を大きくすることができる。従来の光アイソレータ付きレセプタクル１６ではファラデー回転子９が磁石２５から飽和磁界強度を得るために、磁石２５の貫通孔内に光アイソレータ２４を配置する必要があり複雑な作業を必要としたが、本発明では磁界強度を大きくすることができるので、磁石外に光アイソレータ素子１１を配置してもファラデー回転子９が磁石から十分な飽和磁界強度を得ることが可能となる。すなわち光アイソレータ素子１１をホルダ５から突出させる構造が実現可能となるので、磁石２５の貫通孔内に光アイソレータ素子１１を配置する作業に比べ、簡単な作業で光アイソレータ付きレセプタクル１を製造することができるので、コストダウンすることが容易となる。
【００２０】
また、磁界強度が大きいため、外部の磁界からの影響を受けにくくなり、安定した特性の光アイソレータ付きレセプタクル１を提供することができる。
【００２１】
なお、図２に示すように、光アイソレータ１１を磁石体であるホルダ５の貫通孔内に配置して、ホルダ５が光アイソレータ素子１１を保護してキズや欠損などの破損を防止する構造にしても良い。この場合ファイバスタブ４の後端面は、フェルール２の外径をＤとしたとき、０．２Ｄ〜１．５Ｄホルダ５端面よりも凹んでいることが好ましい。０．２Ｄよりも凹み量が小さいときは、光アイソレータ１１がホルダ５から外に出る箇所が大きいため、ホルダ５が光アイソレータ素子１１を保護してキズや欠損などの破損を防止する効果を得られない。また、１．５Ｄ以上ホルダ５端面よりも凹んでいる場合は、光アイソレータ１１をファイバスタブ４後端面に接合する作業が非常に難しくなり、大幅なコストアップとなってしまう。
【００２２】
ファイバスタブ４がホルダ５へ固定される固定方法としては、圧入しても良く、接着しても良い。さらに、圧入と接着を併用することによって固定しても構わない。
【００２３】
ファイバスタブ４を構成するフェルール２はステンレス、りん青銅等の金属、エポキシ、液晶ポリマー等のプラスチックス、アルミナ、ジルコニア等のセラミックスからなり、特に、ジルコニアセラミックスで形成することが好ましい。具体的には、ＺｒＯ_２を主成分とし、Ｙ_２Ｏ_３、ＣａＯ、ＭｇＯ、ＣｅＯ_２、Ｄｙ_２Ｏ_３などの少なくとも一種を安定化剤として含み、正方晶の結晶を主体とする部分安定化ジルコニアセラミックスを用いることが好ましく、このような部分安定化ジルコニアセラミックスは、優れた耐摩耗性を有するとともに、適度に弾性変形することから、圧入によって固定する際に有利である。
【００２４】
上記フェルール２の加工方法としては、先ず、フェルール２を例えばジルコニアセラミックスから形成する場合、予め射出成形、プレス成形、押出成形等の所定の成形法によってフェルール２となる円柱状もしくは直方体形状の成形体を得、その後、その成形体を１３００〜１５００℃で焼成し、所定の寸法に切削加工または研磨加工を施す。なお、成形体に切削加工等によって予め所定の形状を形成しておき、その後焼成を行ってもよい。
【００２５】
ファイバスタブ４の先端部の端面４ａは、光コネクタとの接続損失を低減させるため曲率半径５〜３０mm程度の曲面状に加工され、後端部の端面４ｂはＬＤ（レーザダイオード）等の光素子から出射された光信号が光ファイバ３の端面で反射して光素子に戻る反射光を防止するため４〜１２°程度の傾斜面に鏡面研磨されている。
【００２６】
スリーブ６は全体がスリーブケース１２に完全に収納されており、その材質としてはジルコニア、アルミナ、銅などの材料が用いられるが、主に耐摩耗性を考慮して、ジルコニアセラミックス材料が用いられる。また、スリーブケース１２は、ホルダ５と安定して接続させるためのものであり、耐摩耗性、溶接性を配慮する必要がないため、ステンレス、銅、鉄、ニッケル、プラスチック、ジルコニア、アルミナなどの幅広い材料が用いられる。
【００２７】
スリーブ６の内周面の算術平均粗さ（Ｒａ）は挿入性を考慮して、Ｒａ０．２μｍ以下が望ましく、ファイバスタブ４の外径とスリーブ６の内径公差は低い接続損失を得るため、±１μｍ以下が望ましく、スリーブ６の内径寸法はファイバスタブ４を確実に保持するために、０．９８Ｎ以下の圧入になるよう設計することが望ましい。
【００２８】
本発明に用いる偏光子７、８にはガラス基板に誘電体粒子を内包するタイプや誘電体積層タイプなどの透過偏光方向と直交する偏光方向を吸収する偏光子の他に、複屈折結晶などの偏光を分離して反射戻り光をＬＤの光路からずらす偏光子でも実施可能である。
【００２９】
また、ファラデー回転子９はＴｂ、Ｈｏ、Ｇｄを添加したＢｉ置換ガーネットやＹＩＧガーネットでも実施可能である。特にＴｂ−ＢｉガーネットやＨｏ−Ｂｉガーネット等のファラデー回転子９を使用することが好ましい。本発明では、光アイソレータ付きレセプタクル１を小型化しても大きな磁界強度を確保できるので、高い飽和磁界強度を必要とする温度変化によるファラデー回転角の変動が小さく、広帯域の波長であってもファラデー回転角の変動が小さいＴｂ−ＢｉガーネットやＨｏ−Ｂｉガーネット等のファラデー回転子９を使用することが可能となり、温度特性や波長特性に優れた光アイソレータ付きレセプタクル１を供給することができる。
【００３０】
次に、図１や図２に示す本発明の光レセプタクル１を用いて光モジュールを構成する場合は、図３に示すように光レセプタクル１のファイバスタブ４の後端面４ｂ側に、光素子１３とレンズ１４を備えたケース１５を接合する。
【００３１】
【実施例】
本発明の実施例を説明する。
【００３２】
（実験１）
先ず、図１に示す光アイソレータ付きレセプタクル１と、比較例として図４に示す光アイソレータ付きレセプタクル１６を作製し、ストップウオッチを用いて作業時間の比較を行った。
【００３３】
以下にその作製方法を示す。ガラス基板に金属等の誘電体を内包した厚さ０．２ｍｍの偏光子７または８とファラデー回転子９のウエハーを接着剤で固定し、このアッシーともう一枚偏光子７または８を光学調整した後、接着剤で固定して光アイソレータ用ウエハーを作製した。このとき、ＬＤ出射光が入射する側の偏光子７の光通過面には対空気ＡＲコートが施され、ファラデー回転子９の光通過面の両面には対接着剤ＡＲコートが施されている。
【００３４】
光レセプタクルは、フェルール２の貫通孔に光ファイバ３を挿入固定し、先端面を曲率半径２０ｍｍ程度の曲面に鏡面研磨し、反対側の後端部は、ＬＤ等の光素子から出射された光が光ファイバ３の先端部で反射して光素子に戻る反射光を防止するため、８°の傾斜面に鏡面研磨を行いファイバスタブ４とし、ファイバスタブ４の先端側をスリーブ６へ挿入したものをスリーブケース１２へ挿入し、ファイバスタブ４の後端側をホルダ５へ圧入することによって作製した。
【００３５】
作製したウエハーは、ダイシング等で光通過面側が０．５×０．６ｍｍの長方形になるようにカットして作製される。作製した光アイソレータ素子１１の入射側偏光子７の偏光透過方向は０．５ｍｍに対して平行になるよう設定し、ファイバスタブ４の後端面に接着剤で固定した。
【００３６】
次に本発明の図１に示す光アイソレータ付きレセプタクル１では、ホルダ５に強磁界を与えて着磁を行い、ホルダ５を磁石とした。また、図４に示す従来の光アイソレータ付きレセプタクル１６では、ファイバスタブ１９の外周に円筒型磁石２５を配置し、磁石２５とホルダ２０の端面を接着剤で固定した。
【００３７】
【表１】

【００３８】
表１より明らかなように、本発明の光アイソレータ付きレセプタクルでは従来の光アイソレータ付きレセプタクルに比べて、作業時間が約２５％も短縮できることがわかる。
【００３９】
（実験２）
また、光アイソレータ素子１１のファラデー回転子９をＴｂ−Ｂｉガーネットを使用したものと、比較例としてＧｄ−Ｂｉガーネットを使用したものを作製し、これらの光アイソレータ素子１１を様々な温度に設定した恒温槽内で１０００エルステッドの磁場強度の中に入れ、波長１３１０ｎｍの直線偏光を透過させたときの透過光のファラデー回転角を、ファラデー回転角測定装置により測定した。
【００４０】
なお高温槽の温度が２０℃のときのファラデー回転角は、ともに４５．５°であった。
【００４１】
【表２】

【００４２】
表２より明らかなように、−４０℃〜１００℃の温度範囲でＴｂ−Ｂｉガーネットを使用した光アイソレータ素子１１のファラデー回転角は４４．４°〜４５．７°と安定したファラデー回転角が得られるのに対し、Ｇｄ−Ｂｉガーネットを使用したものは４１．８°〜４７．７°とファラデー回転角の変動が大きいことがわかる。これにより、Ｔｂ−Ｂｉガーネットを使用した光アイソレータ素子１１を用いた光アイソレータ付きレセプタクルはＧｄ−Ｂｉガーネットを使用した光アイソレータ素子１１を使用した光アイソレータ付きレセプタクルに比べて温度特性及び波長特性が優れていることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
以上のように、本発明の光レセプタクルによれば、先端面がプラグフェルールと接続するファイバスタブと、該ファイバスタブの先端部を挿入して保持するスリーブと、貫通孔を有し該貫通孔に上記ファイバスタブの後端部を挿入固定するホルダと、少なくとも偏光子とファラデー回転子とを一体化するとともに上記偏光子が上記ファイバスタブの後端面に接合してなる光アイソレータ素子とからなる光アイソレータ付きレセプタクルにおいて、上記ホルダを磁石で構成したため、光レセプタクルに磁石を取り付ける必要が無くなり、磁石の長さ分だけ小型化ができるとともに、磁石取付け作業を省略できるため安価に製造することが可能となる。
【００４４】
また、上記光アイソレータを上記ホルダから突出させたため、簡単な作業で光アイソレータ付きレセプタクルを製造することができるので、コストダウンすることが可能となり、安価な光アイソレータ付きレセプタクル及び、光アイソレータ付きレセプタクルを用いた光モジュールを実現することができる。
【００４５】
さらに、上記光アイソレータ素子のファラデー回転子は、温度変化によるファラデー回転角の変動が小さく、広帯域の波長であってもファラデー回転角の変動が小さいＴｂ−Ｂｉガーネット又はＨｏ−Ｂｉガーネットを用いるため、小型化を実現しつつ、温度特性や波長特性に優れた光アイソレータ付きレセプタクルを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光アイソレータ付きレセプタクルの一実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明の光アイソレータ付きレセプタクルの他の形状を示す断面図である。
【図３】本発明の光モジュールの一実施形態を示す断面図である。
【図４】従来の光アイソレータ付きレセプタクルを示す断面図である。
【符号の説明】
１：光アイソレータ付きレセプタクル
２：フェルール
３：光ファイバ
４：ファイバスタブ
４ａ：ファイバスタブの先端面
４ｂ：ファイバスタブの後端面
５：ホルダ
６：スリーブ
７：偏光子
８：偏光子
９：ファラデー回転子
１０：プラグフェルール
１１：光アイソレータ素子
１２：スリーブケース
１３：光素子
１４：レンズ
１５：ケース
１６：ファイバスタブ
１７：光アイソレータ付きレセプタクル
１８：フェルール
１９：ファイバスタブ
１９ａ：ファイバスタブの先端面
１９ｂ：ファイバスタブの後端面
２０：ホルダ
２１：スリーブ
２２：スリーブケース
２３：プラグフェルール
２４：光アイソレータ素子
２５：磁石[0001]
[Technology to which the invention belongs]
The present invention relates to a receptacle with an optical isolator used for optical communication.
[0002]
[Prior art]
An optical module for converting an optical signal into an electrical signal has a structure in which an optical element such as a semiconductor laser or a photodiode is housed in a case, and the optical signal is introduced or derived through an optical fiber.
[0003]
A receptacle-type optical module in which a connector is connected among the optical modules includes an optical element (not shown) at one end of the optical receptacle 16 as shown in FIG. 4, and a plug ferrule 23 of the optical connector at the other end. Are connected.
[0004]
As shown in FIG. 4, the optical receptacle 16 includes a ferrule 17 made of a ceramic material such as zirconia or alumina, and a fiber stub 19 obtained by inserting and fixing an optical fiber 18 made of quartz glass or the like in a through hole of the ferrule 17. The rear end portion is fixed to the holder 20 by press-fitting, the front end portion is inserted into the inner hole of the sleeve 21, and the holder 20 is press-fitted or adhesively fixed to the sleeve case 22.
[0005]
Further, in the case where the optical isolator element 24 is used in order to prevent the reflected return light from the optical component to the laser light source in the optical communication, the optical isolator element 24 is fixed to the rear end of the fiber stub 19 of the receptacle 16, and the magnet 25 is joined to the end face of the holder 20, and the optical isolator element 24 is arranged in the through hole of the magnet 25 (see Patent Document 1).
[0006]
In recent years, miniaturization of optical modules has been demanded due to the demand for high-density mounting, and there has been a demand for shortening the overall length of the receptacle, shortening the overall length of the magnet of the optical isolator, and reducing the outer diameter.
[0007]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2003-75679
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the conventional receptacle 16 with an optical isolator shown in FIG. 4, since the magnet 25 is joined to the outside of the receptacle 16, the work of joining the magnet 25 to the outside is required, and thus the cost is increased. The length of the receptacle 16 with an optical isolator becomes longer by the length of the length, and there is a problem that downsizing is difficult.
[0009]
Further, since it is necessary to use a magnet 25 having a small size in order to realize miniaturization, the magnetic field strength of the magnet 25 becomes small and it becomes difficult to obtain a sufficient saturation magnetic field strength, and the Faraday rotation angle due to temperature change. The Faraday rotator 9 such as a Tb-Bi garnet or Ho-Bi garnet, which is excellent in that the fluctuation of the Faraday rotation angle is small and the fluctuation of the Faraday rotation angle is small even at a wide wavelength range, cannot be used. However, there is a problem that a receptacle with an optical isolator which is excellent cannot be provided.
[0010]
Furthermore, in order for the Faraday rotator 9 to obtain the saturation magnetic field strength from the magnet 25, it is necessary to arrange the optical isolator 24 in the through-hole of the magnet 25. Therefore, there is a problem that complicated work is required and it cannot be manufactured at low cost. .
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above, the receptacle with an optical isolator according to the present invention comprises a fiber stub whose tip surface is connected to a plug ferrule, a sleeve for inserting and holding the tip of the fiber stub, a cylindrical magnet, and a through hole. a holder rear end part is inserted and fixed before Symbol fiber stub, and the optical isolator element formed by joining the front Kihen photons on the rear end surface of the front Symbol fiber stub with integral with at least a polarizer and a Faraday rotator, The optical isolator element is arranged so as to protrude outward from the through hole .
[0013]
Furthermore, before Symbol Faraday rotator is characterized in that the use is Tb-Bi garnet or Ho-Bi garnet.
[0014]
Furthermore, the optical module of the present invention is characterized in that a case containing an optical element that emits an optical signal to the optical isolator element is attached to the receptacle with the optical isolator.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a receptacle 1 with an optical isolator according to the present invention. A fiber stub 4 having a distal end surface 4a connected to a plug ferrule 10 and a distal end portion of the fiber stub 4 are inserted and held. The sleeve 6, the holder 5 made of a magnet having a through-hole and inserting and fixing the rear end 4 b of the fiber stub 4 into the through-hole, the polarizers 7 and 8, and the Faraday rotator 9 are integrated. In addition, the polarizer 8 includes an optical isolator element 11 formed by bonding the fiber stub 4 to the rear end surface 4 b of the fiber stub 4.
[0017]
Since the holder 5 is a magnet, it is not necessary to attach a magnet to the optical receptacle 1, and it is possible to reduce the size by the length of the magnet and to omit the magnet attaching operation, so that it can be manufactured at a low cost.
[0018]
The holder 5 is made of a magnetic material such as a samarium cobalt (SmCo) magnet, and it is preferable to perform a magnetizing operation after joining the optical isolator element 11 to the rear end surface 4b of the fiber stub 4 to obtain a magnet. Since the Faraday rotator 9 used in the optical isolator element 11 is a magnetic material, when the holder 5 is a magnet when performing a joining operation, the Faraday rotator 9 is attracted by a magnetic force, and workability is significantly deteriorated. It is.
[0019]
In the present invention, since the holder 5 itself is composed of a magnet, it is possible to increase the magnet size, thereby increasing the magnetic field strength. In the conventional receptacle 16 with an optical isolator, the Faraday rotator 9 needs to arrange the optical isolator 24 in the through hole of the magnet 25 in order to obtain the saturation magnetic field strength from the magnet 25. In the invention, since the magnetic field strength can be increased, the Faraday rotator 9 can obtain a sufficient saturation magnetic field strength from the magnet even if the optical isolator element 11 is disposed outside the magnet. That is, since the structure in which the optical isolator element 11 protrudes from the holder 5 can be realized, the receptacle 1 with the optical isolator can be manufactured with a simple operation compared to the operation of arranging the optical isolator element 11 in the through hole of the magnet 25. Therefore, it is easy to reduce the cost.
[0020]
Further, since the magnetic field strength is large, it is difficult to be influenced by an external magnetic field, and the receptacle 1 with an optical isolator having stable characteristics can be provided.
[0021]
As shown in FIG. 2, the optical isolator 11 is disposed in the through hole of the holder 5 that is a magnet body, and the holder 5 protects the optical isolator element 11 to prevent damage such as scratches and defects. May be. In this case, the rear end face of the fiber stub 4 is preferably recessed from the end face of the 0.2D to 1.5D holder 5 when the outer diameter of the ferrule 2 is D. When the amount of dents is smaller than 0.2D, the location where the optical isolator 11 goes out of the holder 5 is large, so that the holder 5 protects the optical isolator element 11 and prevents damage such as scratches and defects. I can't. Moreover, when it is recessed more than 1.5D from the end surface of the holder 5, the operation | work which joins the optical isolator 11 to the rear end surface of the fiber stub 4 becomes very difficult, and it will raise a cost significantly.
[0022]
The fixing method for fixing the fiber stub 4 to the holder 5 may be press-fitting or bonding. Furthermore, you may fix by using press-fit and adhesion together.
[0023]
The ferrule 2 constituting the fiber stub 4 is made of a metal such as stainless steel or phosphor bronze, a plastic such as an epoxy or a liquid crystal polymer, or a ceramic such as alumina or zirconia, and is particularly preferably formed of zirconia ceramic. Specifically, partial stabilization mainly comprising tetragonal crystals containing ZrO ₂ as a main component and containing at least one of Y ₂ O ₃ , CaO, MgO, CeO ₂ , Dy ₂ O _{3 and the} like as a stabilizer. Zirconia ceramics are preferably used, and such partially stabilized zirconia ceramics are advantageous in fixing by press-fitting because they have excellent wear resistance and moderate elastic deformation.
[0024]
As a processing method of the ferrule 2, first, when the ferrule 2 is formed from, for example, zirconia ceramics, a cylindrical or cuboid shaped body that becomes the ferrule 2 by a predetermined molding method such as injection molding, press molding, extrusion molding or the like in advance. After that, the molded body is fired at 1300 to 1500 ° C. and subjected to cutting or polishing to a predetermined dimension. Note that a predetermined shape may be formed in advance on the formed body by cutting or the like, and then fired.
[0025]
The end face 4a at the front end of the fiber stub 4 is processed into a curved surface having a curvature radius of about 5 to 30 mm in order to reduce the connection loss with the optical connector, and the end face 4b at the rear end is an optical element such as an LD (laser diode). The optical signal emitted from the optical fiber 3 is mirror-polished to an inclined surface of about 4 to 12 ° in order to prevent reflected light that is reflected from the end face of the optical fiber 3 and returns to the optical element.
[0026]
The entire sleeve 6 is completely accommodated in the sleeve case 12, and materials such as zirconia, alumina, and copper are used, and zirconia ceramic materials are mainly used in consideration of wear resistance. Further, the sleeve case 12 is for stably connecting to the holder 5 and does not need to consider wear resistance and weldability, so that stainless steel, copper, iron, nickel, plastic, zirconia, alumina, etc. A wide range of materials are used.
[0027]
The arithmetic average roughness (Ra) of the inner peripheral surface of the sleeve 6 is preferably Ra 0.2 μm or less in consideration of the insertability, and the tolerance of the outer diameter of the fiber stub 4 and the inner diameter of the sleeve 6 obtains a low connection loss. The inner diameter of the sleeve 6 is desirably 1 μm or less, and it is desirable to design the inner diameter of the sleeve 6 to be 0.98 N or less in order to securely hold the fiber stub 4.
[0028]
The polarizers 7 and 8 used in the present invention include a birefringent crystal and the like in addition to a polarizer that absorbs a polarization direction orthogonal to a transmission polarization direction, such as a type in which dielectric particles are included in a glass substrate or a dielectric laminate type. It can also be implemented with a polarizer that separates the polarized light and shifts the reflected return light from the optical path of the LD.
[0029]
The Faraday rotator 9 can also be implemented by a Bi-substituted garnet or YIG garnet to which Tb, Ho, or Gd is added. In particular, it is preferable to use a Faraday rotator 9 such as Tb-Bi garnet or Ho-Bi garnet. In the present invention, since a large magnetic field strength can be ensured even if the receptacle 1 with an optical isolator is miniaturized, the fluctuation of the Faraday rotation angle due to a temperature change that requires a high saturation magnetic field strength is small, and the Faraday rotation is possible even with a wide-band wavelength. It is possible to use a Faraday rotator 9 such as Tb-Bi garnet or Ho-Bi garnet having a small angle variation, and the receptacle 1 with an optical isolator excellent in temperature characteristics and wavelength characteristics can be supplied.
[0030]
Next, when an optical module is configured using the optical receptacle 1 of the present invention shown in FIGS. 1 and 2, the optical element 13 is disposed on the rear end face 4b side of the fiber stub 4 of the optical receptacle 1 as shown in FIG. And a case 15 having a lens 14 are joined.
[0031]
【Example】
Examples of the present invention will be described.
[0032]
(Experiment 1)
First, the receptacle 1 with an optical isolator shown in FIG. 1 and the receptacle 16 with an optical isolator shown in FIG. 4 as a comparative example were manufactured, and the working time was compared using a stopwatch.
[0033]
The manufacturing method is shown below. A 0.2 mm-thick polarizer 7 or 8 and a Faraday rotator 9 wafer fixed with a dielectric material such as metal on a glass substrate are fixed with an adhesive, and this assembly and the other polarizer 7 or 8 are optically adjusted. Then, it was fixed with an adhesive to produce an optical isolator wafer. At this time, an air-to-air AR coat is applied to the light passage surface of the polarizer 7 on the side where the LD emission light is incident, and an adhesive AR coat is applied to both surfaces of the light passage surface of the Faraday rotator 9. .
[0034]
In the optical receptacle, the optical fiber 3 is inserted and fixed in the through hole of the ferrule 2, the front end surface is mirror-polished to a curved surface having a curvature radius of about 20 mm, and the rear end portion on the opposite side is light emitted from an optical element such as an LD. In order to prevent the reflected light from being reflected from the tip of the optical fiber 3 and returning to the optical element, the 8 ° inclined surface is mirror-polished to form a fiber stub 4 and the fiber stub 4 is inserted into the sleeve 6 at the tip side. Was inserted into the sleeve case 12 and the rear end side of the fiber stub 4 was press-fitted into the holder 5.
[0035]
The manufactured wafer is manufactured by dicing or the like so that the light passing surface side becomes a rectangle of 0.5 × 0.6 mm. The polarization transmission direction of the incident-side polarizer 7 of the manufactured optical isolator element 11 was set to be parallel to 0.5 mm, and was fixed to the rear end face of the fiber stub 4 with an adhesive.
[0036]
Next, in the receptacle 1 with an optical isolator shown in FIG. 1 of the present invention, the holder 5 is magnetized by applying a strong magnetic field, and the holder 5 is a magnet. Moreover, in the conventional receptacle 16 with an optical isolator shown in FIG. 4, the cylindrical magnet 25 was arrange | positioned on the outer periphery of the fiber stub 19, and the end surface of the magnet 25 and the holder 20 was fixed with the adhesive agent.
[0037]
[Table 1]

[0038]
As can be seen from Table 1, the receptacle with an optical isolator of the present invention can reduce the working time by about 25% compared to the conventional receptacle with an optical isolator.
[0039]
(Experiment 2)
Further, the Faraday rotator 9 of the optical isolator element 11 using Tb-Bi garnet and a comparative example using Gd-Bi garnet were prepared, and these optical isolator elements 11 were set at various temperatures. The Faraday rotation angle of the transmitted light was measured with a Faraday rotation angle measuring device when it was placed in a magnetic field strength of 1000 Oersted in a thermostat and allowed to transmit linearly polarized light having a wavelength of 1310 nm.
[0040]
The Faraday rotation angle when the temperature of the high-temperature tank was 20 ° C. was 45.5 °.
[0041]
[Table 2]

[0042]
As is clear from Table 2, the Faraday rotation angle of the optical isolator element 11 using Tb-Bi garnet in the temperature range of −40 ° C. to 100 ° C. is 44.4 ° to 45.7 °, and a stable Faraday rotation angle. On the other hand, the one using Gd-Bi garnet shows a large variation in Faraday rotation angle of 41.8 ° to 47.7 °. As a result, the receptacle with an optical isolator using the optical isolator element 11 using Tb-Bi garnet has superior temperature characteristics and wavelength characteristics compared to the receptacle with the optical isolator using optical isolator element 11 using the Gd-Bi garnet. You can see that
[0043]
【The invention's effect】
As described above, according to the optical receptacle of the present invention, the fiber stub whose tip surface is connected to the plug ferrule, the sleeve that inserts and holds the tip of the fiber stub, and the through hole are provided in the through hole. An optical isolator comprising: a holder for inserting and fixing the rear end portion of the fiber stub; and an optical isolator element in which at least the polarizer and the Faraday rotator are integrated and the polarizer is joined to the rear end surface of the fiber stub. In the attached receptacle, since the holder is composed of a magnet, it is not necessary to attach a magnet to the optical receptacle, and the size can be reduced by the length of the magnet, and the magnet attaching operation can be omitted, so that it can be manufactured at a low cost. .
[0044]
In addition, since the optical isolator is protruded from the holder, a receptacle with an optical isolator can be manufactured by a simple operation, so that the cost can be reduced, and an inexpensive receptacle with an optical isolator and a receptacle with an optical isolator can be manufactured. The used optical module can be realized.
[0045]
Further, the Faraday rotator of the optical isolator element uses a Tb-Bi garnet or a Ho-Bi garnet that has a small Faraday rotation angle variation due to a temperature change and a small Faraday rotation angle variation even at a wide wavelength range. It is possible to supply a receptacle with an optical isolator excellent in temperature characteristics and wavelength characteristics while realizing miniaturization.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of a receptacle with an optical isolator of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another shape of the receptacle with an optical isolator according to the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing an embodiment of the optical module of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a conventional receptacle with an optical isolator.
[Explanation of symbols]
1: Receptacle with optical isolator 2: Ferrule 3: Optical fiber 4: Fiber stub 4a: Fiber stub tip surface 4b: Fiber stub rear end surface 5: Holder 6: Sleeve 7: Polarizer 8: Polarizer 9: Faraday rotator 10: Plug ferrule 11: Optical isolator element 12: Sleeve case 13: Optical element 14: Lens 15: Case 16: Fiber stub 17: Receptacle with optical isolator 18: Ferrule 19: Fiber stub 19a: Fiber end 19b: Fiber Rear end surface 20 of stub: holder 21: sleeve 22: sleeve case 23: plug ferrule 24: optical isolator element 25: magnet

Claims

A fiber stub whose tip is connected to the plug ferrule;
A sleeve for inserting and holding the tip of the fiber stub;
Consist cylindrical magnet, a holder for inserting and fixing the rear end of the front Symbol fiber stub into the through hole,
And an optical isolator element formed by joining the front Kihen photons on the rear end surface of the front Symbol fiber stub with integral with at least a polarizer and a Faraday rotator,
The receptacle with an optical isolator, wherein the optical isolator element is disposed so as to protrude outward from the through hole.

Before SL Faraday rotator, an optical isolator with receptacle according to claim 1, characterized in that Tb-Bi garnet or Ho-Bi garnet is used.

The optical isolator with receptacle according to claim 1 or 2, an optical module composed by attaching a case containing an optical element for emitting an optical signal to the optical isolator element.