專利名稱：：法拉第旋轉(zhuǎn)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在光通信系統(tǒng)、激光加工系統(tǒng)等中使用的磁光學(xué)設(shè)備，尤其涉及在光隔離器等中使用的法拉第旋轉(zhuǎn)器(FamdayK)tator)的改良，所述光隔離器用于防止從光源射出且在光學(xué)元件的端面反射的光回到光源。
背景技術(shù)：
：法拉第旋轉(zhuǎn)器是功能元件，具有由法拉第元件以及用于向該法拉第元件施加磁場以產(chǎn)生法拉第效應(yīng)的磁鐵，用于光隔離器等磁光學(xué)設(shè)備上，其中，所述光隔離器在光通信系統(tǒng)、激光加工系統(tǒng)等中使用，用于遮斷向半導(dǎo)體激光器返回的反光，使其激光振蕩穩(wěn)定。圖1是目前在光通信系統(tǒng)中使用的基本的法拉第旋轉(zhuǎn)器的剖視圖。圖中的附圖標(biāo)記10是在光軸方向上磁化的(黑箭頭)永久磁鐵(磁鐵體)，其形狀一般為圓筒形，在其貫通孔中插入有法拉第元件11。法拉第元件11因永久磁鐵10的貫通孔中的光軸方向的磁場而產(chǎn)生法拉第效應(yīng)。以往，在光通信系統(tǒng)中使用的光的波段(bandofwavelength)主要是1.31.7nm，在光隔離器中，以稀土類鐵石榴石膜(rareearthirongarnetfilm)作為法拉第元件插入到永久磁鐵中，將此用作法拉第旋轉(zhuǎn)器。近年來，越來越需要用于保護(hù)激發(fā)加工機(jī)用光纖激光器所使用的半導(dǎo)體激光的光隔離器，但是在此使用的光的波長為比光通信波段(opticalcommunicationband)短的波長，主要是l(im附近的波長。而且，對于lpm附近的波長而言，稀土類鐵石榴石膜較大地吸收這種光，導(dǎo)致稀土類鐵石榴石膜不耐用，因此作為上述法拉第元件，使用鋱鎵石榴石(以下，有時(shí)略記為TGG)、鋱玻璃等順磁性體。尤其，當(dāng)將法拉第旋轉(zhuǎn)器用于光隔離器時(shí)，通過法拉第效應(yīng)使光的偏振面旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)角度(以下稱為法拉第旋轉(zhuǎn)角)必須是45度(以下標(biāo)記為45°)。當(dāng)設(shè)法拉第元件的長度為L、費(fèi)爾德常數(shù)(Verdetconstant)為V、光軸方向的磁場為H時(shí)，法拉第旋轉(zhuǎn)角-VxLxH。法拉第元件的費(fèi)爾德常數(shù)在空間上恒定，而通過磁鐵產(chǎn)生的光軸方向的磁場在空間不一定恒定，因此，實(shí)際上法拉第旋轉(zhuǎn)角-ZVH(L)AL(式2)然而，由于TGG、鋱玻璃等上述順磁性體的費(fèi)爾德常數(shù)小，使偏振面旋轉(zhuǎn)的能力小，因此需要大的磁場，結(jié)果需要上述順磁性體在光軸方向上長且大，同時(shí)將其磁化的永久磁鐵也變得巨大。另外，順磁性體和磁鐵的巨大化不僅使成本較大地上升，而且由于強(qiáng)大的漏磁場，導(dǎo)致光隔離器的裝配困難，而且向設(shè)備組裝光隔離器也困難。另外，若上述順磁性體的尺寸在光軸方向上長，則在激光透過時(shí)，因吸收光而造成順磁性體的溫度上升，法拉第旋轉(zhuǎn)角偏離45°，引起光隔離器的性能下降。作為解決這樣的問題的方法，已開發(fā)了一種法拉第旋轉(zhuǎn)器，如圖5所示，該法拉第旋轉(zhuǎn)器由第一磁鐵1和第二磁鐵2構(gòu)成具有貫通孔的磁鐵體，在該磁鐵體的上述貫通孔內(nèi)配置法拉第元件5，以提高對法拉第元件5施加的磁場強(qiáng)度，所述第一磁鐵l的磁化方向與光軸垂直并且在朝向光軸的方向上磁化，所述第二磁鐵2的磁化方向與光軸垂直并且在從光軸離開的方向上磁化(參照J(rèn)P特開2004-302412號公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)1)以及JP特開2007-248779號公報(bào)(以下稱為專利文獻(xiàn)2))。而且，通過在專利文獻(xiàn)l以及2中公開的方法，能夠加強(qiáng)對法拉第元件施加的磁場強(qiáng)度，但是為了實(shí)現(xiàn)法拉第旋轉(zhuǎn)器的進(jìn)一步的小型化，期望開發(fā)更強(qiáng)的磁鐵體結(jié)構(gòu)。然而，為了解決因順磁性體(法拉第元件)的溫度上升而引起的法拉第旋轉(zhuǎn)角的偏離問題，考慮到如下方法是有效的，即，將短的多個(gè)順磁性體組合從而提高放熱性的方法，例如將法拉第旋轉(zhuǎn)角為22.5度的兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行串聯(lián)連接的方法。但是，當(dāng)將專利文獻(xiàn)1中記載的法拉第旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行串聯(lián)連接時(shí)，存在如下問題，即，如果不在兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)器間設(shè)置充分的間隔，則施加在法拉第元件上的磁場強(qiáng)度會下降。另外，還考慮應(yīng)用具有兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)器的專利文獻(xiàn)2中記載的光隔離器的結(jié)構(gòu)的方法。但是，專利文獻(xiàn)2的上述光隔離器作為在法拉第旋轉(zhuǎn)角為45度的法拉第旋轉(zhuǎn)器間配置了偏振光鏡的所謂準(zhǔn)雙(semidouble)型光隔離器結(jié)構(gòu)(在法拉第旋轉(zhuǎn)器之間配置了偏振光鏡的光隔離器被稱為準(zhǔn)雙型光隔離器結(jié)構(gòu)，應(yīng)用法拉第旋轉(zhuǎn)角為45度的法拉第旋轉(zhuǎn)器)發(fā)揮功能，在專利文獻(xiàn)2中記載的磁鐵結(jié)構(gòu)中，在將兩個(gè)法拉第元件的法拉第旋轉(zhuǎn)角設(shè)為22.5度的情況下，在與偏振光鏡組合而構(gòu)成光隔離器時(shí)不能夠有效地發(fā)揮功能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是著眼于這樣的問題而作成的，其目的在于提供一種更小型的法拉第旋轉(zhuǎn)器，并且提供一種在將兩個(gè)該法拉第旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行串聯(lián)連接的情況下，也能夠使其作為法拉第旋轉(zhuǎn)器有效地發(fā)揮功能的小型的法拉第旋轉(zhuǎn)器。艮P，本發(fā)明的第一方式是一種法拉第旋轉(zhuǎn)器，具有磁鐵體和法拉第元件，其中，上述磁鐵體在中心具有使光通過的貫通孔，上述法拉第元件配置在該貫通孔內(nèi)并且具有使光透過的順磁性體，該法拉第旋轉(zhuǎn)器的特征在于，上述磁鐵體由第一磁鐵、第二磁鐵以及第三磁鐵構(gòu)成，其中，上述第一磁鐵，其磁化方向與光軸垂直，并且在朝向光軸的方向上被磁化，上述第二磁鐵，其磁化方向與光軸垂直，并且在從光軸離開的方向上被磁化，上述第三磁鐵配置在上述第一磁鐵和第二磁鐵之間，其磁化方向與光軸平行并且在從第二磁鐵朝向第一磁鐵的方向上被磁化；在上述第一磁鐵、第二磁鐵以及第三磁鐵的各中心設(shè)置有構(gòu)成上述磁鐵體的貫通孔的孔部，并且在由這些孔部構(gòu)成的貫通孔的長度方向中央部配置法拉第元件，并且當(dāng)?shù)谝淮盆F和第二磁鐵的光軸方向的長度均為L"第三磁鐵的光軸方向的長度為k時(shí)，下述關(guān)系式的關(guān)系成立，即，L2/10《L3《L2。另外，本發(fā)明的第二方式是一種法拉第旋轉(zhuǎn)器，具有磁鐵體和法拉第元件，其中，上述磁鐵體在中心具有光通過的貫通孔，上述法拉第元件配置在該貫通孔內(nèi)并且具有光透過的順磁性體，其特征在于，將兩個(gè)第一方式的法拉第旋轉(zhuǎn)器沿著光軸方向進(jìn)行串聯(lián)連接，并且在第一法拉第旋轉(zhuǎn)器和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器之間，配置有由內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵構(gòu)成的第四磁鐵對，并且上述內(nèi)側(cè)磁鐵和上述外側(cè)磁鐵的磁化方向與光軸平行，且上述內(nèi)側(cè)磁鐵和上述外側(cè)磁鐵在相互相反的方向上被磁化，上述內(nèi)側(cè)磁鐵具有與第一和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器的貫通孔連通的孔部，上述外側(cè)磁鐵具有直徑比上述內(nèi)側(cè)磁鐵的外徑大的孔部，并且在該孔部中嵌入整個(gè)上述內(nèi)側(cè)磁鐵。并且，根據(jù)本發(fā)明的第一方式的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其具有如下特征磁鐵體由第一磁鐵、第二磁鐵以及第三磁鐵構(gòu)成，其中，上述第一磁鐵其磁化方向與光軸垂直并且在朝向光軸的方向上被磁化，上述第二磁鐵其磁化方向與光軸垂直并且在從光軸離開的方向上被磁化，上述第三磁鐵配置在上述第一磁鐵和第二磁鐵之間，磁化方向與光軸平行并且在從第二磁鐵向第一磁鐵的方向上磁化，在第一、第二磁鐵以及第三磁鐵的各中心設(shè)置有構(gòu)成上述磁鐵體的貫通孔的孔部，并且在由這些孔部構(gòu)成的貫通孔的長度方向中央部配置法拉第元件，并且當(dāng)設(shè)第一磁鐵和第二磁鐵的光軸方向的長度相同，均為L2，第三磁鐵的光軸方向的長度為L3時(shí)，上述關(guān)系式的關(guān)系成立。然后，與專利文獻(xiàn)l以及2中公開的方法相比較，通過磁化方向與光軸平行并且在從第二磁鐵向第一磁鐵的方向上磁化的上述第三磁鐵的作用，能夠進(jìn)一步提高對法拉第元件施加的磁場強(qiáng)度，因此能夠減小法拉第元件的光軸方向的長度尺寸，使法拉第旋轉(zhuǎn)器的進(jìn)一步地小型化。另外，根據(jù)本發(fā)明的第二方面的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其具有如下特征將兩個(gè)第一方式的法拉第旋轉(zhuǎn)器沿著光軸方向進(jìn)行串聯(lián)連接，并且在第一法拉第旋轉(zhuǎn)器和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器之間配置有由內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵構(gòu)成的第四磁鐵對，并且內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵的磁化方向與光軸平行且內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵在相互相反的方向上磁化，其中，上述內(nèi)側(cè)磁鐵具有與第一和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器的貫通孔連通的孔部，上述外側(cè)磁鐵具有比該內(nèi)側(cè)磁鐵的外徑大的孔部，并且在該孔部中嵌入有整個(gè)內(nèi)側(cè)磁鐵。并且，通過由內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵構(gòu)成的各磁鐵的磁化方向與光軸平行并且在相互相反的方向上磁化的第四磁鐵對的作用，在無需設(shè)置充分的間隔，將第一法拉第旋轉(zhuǎn)器和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行串聯(lián)連接的情況下，也難以使對法拉第元件施加的磁場強(qiáng)度的下降，因此抑制吸收光而引起的法拉第元件的溫度上升，由此能夠使法拉第旋轉(zhuǎn)角穩(wěn)定的法拉第旋轉(zhuǎn)器進(jìn)一步地小型化。圖1是在光通信系統(tǒng)中使用的基本的法拉第旋轉(zhuǎn)器的概略剖視圖。圖2是本發(fā)明的法拉第旋轉(zhuǎn)器的概略剖視圖。圖3是第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器的概略剖視圖。圖4是第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器的構(gòu)成構(gòu)件即第一磁鐵的概略剖視圖。圖5是第一比較例(現(xiàn)有技術(shù))的法拉第旋轉(zhuǎn)器的概略剖視圖。圖6是將第一實(shí)施例和第一比較例的法拉第旋轉(zhuǎn)器的光軸方向的磁場強(qiáng)度進(jìn)行比較的曲線圖。圖7是本發(fā)明的變形例的法拉第旋轉(zhuǎn)器的概略剖視圖。圖8是第二實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器的概略剖視圖。具體實(shí)施例方式下面，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。首先，本發(fā)明的第一方式的法拉第旋轉(zhuǎn)器，具有磁鐵體和法拉第元件，其中，上述磁鐵體在中心具有使光通過的貫通孔，上述法拉第元件配置在該貫通孔內(nèi)并且具有光透過的順磁性體，其特征在于，上述磁鐵體由第一磁鐵、第二磁鐵以及第三磁鐵構(gòu)成，其中，上述第一磁鐵其磁化方向與光軸垂直并且在朝光軸的方向上磁化，上述第二磁鐵其磁化方向與光軸垂直并且在從光軸離開的方向上磁化，上述第三磁鐵配置在上述第一磁鐵和第二磁鐵之間，磁化方向與光軸平行并且在從第二磁鐵向第一磁鐵的方向上磁化，在第一、第二磁鐵以及第三磁鐵的各中心設(shè)置有構(gòu)成上述磁鐵體的貫通孔的孔部，并且在由這些孔部構(gòu)成的貫通孔的長度方向中央部配置法拉第元件，并且當(dāng)設(shè)第一磁鐵和第二磁鐵的光軸方向的長度相同，均為L2，第三磁鐵的光軸方向的長度為L3時(shí)，下述式(1)的關(guān)系成立L2/10《L3《L2式(1)。并且，磁化方向與光軸平行并且在從第二磁鐵向第一磁鐵的方向上磁化的上述第三磁鐵進(jìn)一步發(fā)揮輔助作用，g卩，對因第一磁鐵以及第二磁鐵的相互作用而形成的磁場進(jìn)行加強(qiáng)，但是如果光軸方向的長度過短，則不能充分發(fā)揮輔助磁鐵的作用，另外，如果過長，則通過第一以及第二磁鐵的相互作用而形成的磁場反而會減弱，因此設(shè)為式(1)的范圍。另外，在將兩個(gè)上述法拉第旋轉(zhuǎn)器沿著光軸方向進(jìn)行串聯(lián)連接的本發(fā)明的第二方式中，在第一法拉第旋轉(zhuǎn)器和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器之間配置有由內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵構(gòu)成的第四磁鐵對，并且內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵的磁化方向與光軸平行且內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵在相互相反的方向上磁化，其中，上述內(nèi)側(cè)磁鐵具有與第一和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器的貫通孔連通的孔部，上述外側(cè)磁鐵具有比該內(nèi)側(cè)磁鐵的外徑大的孔部，并且在該孔部中嵌入有整個(gè)內(nèi)側(cè)磁鐵。另外，當(dāng)將兩個(gè)上述法拉第旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行串聯(lián)連接時(shí)，因從第一法拉第旋轉(zhuǎn)器流向第二法拉第旋轉(zhuǎn)器的磁力線，導(dǎo)致施加在法拉第元件的磁場減弱。因此，在第一法拉第旋轉(zhuǎn)器和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器之間配置由在相對于光軸方向平行并且相互相反的方向上磁化的內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵構(gòu)成的上述第四磁鐵對，抵消從第一法拉第旋轉(zhuǎn)器流向第二法拉第旋轉(zhuǎn)器的磁力線，由此，防止施加在法拉第元件上的磁場減弱。此時(shí)，優(yōu)選第四磁鐵對的光軸方向的長度為第一磁鐵的光軸方向長度L2的1/2以上。另外，在第三磁鐵的孔部(貫通孔)附近，產(chǎn)生因第一磁鐵以及第二磁鐵的相互作用而形成的非常大的磁場，因此，有時(shí)由于用作第三磁鐵的磁鐵的殘留磁感應(yīng)密度或頑磁力，在第三磁鐵的孔部(貫通孔)附近發(fā)生減磁或磁化反轉(zhuǎn)，導(dǎo)致發(fā)生第三磁鐵的效果減弱等缺陷。在這種情況下，需要如圖7所示地使第三磁鐵3的整個(gè)孔部(貫通孔)或其一部分的直徑大于第一磁鐵1以及第二磁鐵2的孔部(貫通孔)，以去掉發(fā)生減磁或磁化反轉(zhuǎn)的部分。另外，從磁鐵制作方面考慮，優(yōu)選組合多個(gè)磁鐵片構(gòu)成第一磁鐵以及第二磁鐵。下面，參照附圖具體說明本發(fā)明的實(shí)施例。[第一實(shí)施例]圖2表示第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器的剖視圖。在圖2中，附圖標(biāo)記1、2以及3表示第一磁鐵、第二磁鐵、第三磁鐵，用黑箭頭表示其磁化方向。另外，在各磁鐵的中心設(shè)置有孔部(貫通孔)。另外，第一磁鐵l與光行進(jìn)的光軸垂直并且從外側(cè)向光軸磁化。另一方面，第二磁鐵2的磁化方向與光軸垂直，但是與第一磁鐵1相反地在從光軸向外側(cè)的方向上磁化。另外，第三磁鐵3配置在第一磁鐵1和第二磁鐵2之間，磁化方向與光軸平行并且在從第二磁鐵2到第一磁鐵1的方向上被磁化。另外，法拉第元件5配置在設(shè)于第一磁鐵1、第二磁鐵2以及第三磁鐵3上的孔部(貫通孔)的長度方向的中央部。另外，在制作第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器之前，通過利用有限元素法(finiteelementmethod)的計(jì)算機(jī)模擬來求出法拉第旋轉(zhuǎn)器的光軸方向的磁場分布，并進(jìn)行了優(yōu)化，以便滿足上述式(1)、(2)，并且，使作為法拉第旋轉(zhuǎn)器的體積減小，進(jìn)一步使法拉第元件的長度尺寸變短。磁鐵為Nd-Fe-B燒結(jié)磁鐵，法拉第元件使用直徑為3mm的圓柱狀的TGG。如圖4所示，第一磁鐵l由6個(gè)磁鐵片構(gòu)成，形成為在與光軸準(zhǔn)垂直的方向上磁化的形態(tài)。另外，第二磁鐵2也由與第一磁鐵1相同厚度的6個(gè)磁鐵片構(gòu)成，磁化方向與第一磁鐵相反并且平行。另外，假設(shè)在第一磁鐵l、第二磁鐵2、第三磁鐵3的中心設(shè)置3.3mm的孔部(貫通孔)，以便能夠容納上述法拉第元件。設(shè)光的波長為1064nm，通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算出法拉第旋轉(zhuǎn)角成為45°的三個(gè)磁鐵的外徑L"第一磁鐵1以及第二磁鐵2的光軸方向長度L2、第三磁鐵3的光軸方向長度L3以及TGG的光軸上的結(jié)晶長度C。圖3表示L廣L3以及C的關(guān)系。另外，表1表示計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果。L2C30mm12mm5mm12mm表l根據(jù)上述結(jié)果，制作了三臺第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器，使用波長為1064nm、光強(qiáng)度為100mW的光纖激光(fiberlaser)對法拉第旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行了評價(jià)。評價(jià)結(jié)果，法拉第旋轉(zhuǎn)角為45±1°，是良好的旋轉(zhuǎn)角。接著，在將光強(qiáng)度提高至10W并進(jìn)行了連續(xù)照射時(shí)，即使經(jīng)過了時(shí)間法拉第旋轉(zhuǎn)角也沒有發(fā)生變化，TGG的溫度也沒有發(fā)生變化。[第一比較例]將專利文獻(xiàn)1中公開的圖5所示的結(jié)構(gòu)的法拉第旋轉(zhuǎn)器進(jìn)行裝配。第一磁鐵1以及第二磁鐵2使用與第一實(shí)施例相同的磁鐵，圖3所示的LHL3的尺寸與第一實(shí)施例相同。g卩，在第一磁鐵1與第二磁鐵2之間不插入第三磁鐵，而設(shè)置有等同于L3的長度的空間。另外，如圖5所示，在第一磁鐵1和第二磁鐵2的外側(cè)，覆蓋厚度為0.35mm的圓筒狀的軟鐵(軟磁性體)6制成的構(gòu)件，在貫通孔中插入了厚度為0.35mm、內(nèi)徑為2.6mm的圓筒狀軟鐵(軟磁性體)6制成的構(gòu)件。因此，不同于第一實(shí)施例，第一比較例的法拉第元件使用了直徑為2.5mm的圓柱狀的TGG，但將TGG的光軸上的長度設(shè)為與第一實(shí)施例相同，是12mm。然后，和第一實(shí)施例同樣，對法拉第旋轉(zhuǎn)角進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果為27°，不能用作光隔離器。這是因?yàn)?，向順磁性體即法拉第元件5施加的磁場不足。另外，第一比較例的法拉第旋轉(zhuǎn)器的光軸上的磁場分布也通過計(jì)算機(jī)模擬來求出，在圖6中示出與第一實(shí)施例進(jìn)行比較的結(jié)果。從圖6的曲線圖可知，與第一比較例(現(xiàn)有技術(shù))相比，在第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器中，在光軸上的中心附近可以獲得極大的磁場。由此，可以確認(rèn)在第一比較樹(現(xiàn)有技術(shù))中，在使用與第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器大小相同的磁鐵以及長度相同的順磁性體的情況下，無法實(shí)現(xiàn)45。的法拉第旋轉(zhuǎn)角。對第一比較例的法拉第旋轉(zhuǎn)器與第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器的磁鐵的體積以及TGG的光軸上的長度進(jìn)行了比較，所述磁鐵的體積以及TGG的光軸上的長度是在TGG直徑以及磁鐵的貫通孔直徑固定的情況下，通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算出能夠?qū)崿F(xiàn)45。的法拉第旋轉(zhuǎn)角時(shí)的大小。表2表示該結(jié)果。另外，為了容易比較，將第一實(shí)施例的磁鐵體積(a.u.)和TGG長度(a.u.)設(shè)為l，對數(shù)值進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化。<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>表2根據(jù)該表2的數(shù)值可知，第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器極其適合小型化，可以確認(rèn)，由于法拉第元件的光軸上的長度尺寸較短，所以能夠抑制光吸收引起的溫度上升使法拉第旋轉(zhuǎn)角穩(wěn)定。另外，法拉第旋轉(zhuǎn)器的小型化能夠抑制磁鐵以及順磁性體的使用量，因此性價(jià)比也非常好。[第二實(shí)施例]制作了如下結(jié)構(gòu)的法拉第旋轉(zhuǎn)器，即，將兩個(gè)與第一實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器相同的法拉第旋轉(zhuǎn)器如圖8所示地進(jìn)行串聯(lián)連接，并且在兩個(gè)法拉第旋轉(zhuǎn)器之間插入了由內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵構(gòu)成的第四磁鐵對4，所述內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵在相對于光軸方向平行并且相互相反的方向上磁化。另外，構(gòu)成第四磁鐵對4的上述內(nèi)側(cè)磁鐵，其磁化方向與光軸平行并且在從圖8左側(cè)的第一法拉第旋轉(zhuǎn)器向圖8右側(cè)的第二法拉第旋轉(zhuǎn)器的方向上被磁化，另外，上述外側(cè)磁鐵其磁化方向與光軸平行并且在從圖8右側(cè)的第二法拉第旋轉(zhuǎn)器向圖8左側(cè)的第一法拉第旋轉(zhuǎn)器的方向上磁化，內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵在相對于光軸方向平行并且相互相反的方向上磁化。然后，與第一實(shí)施例相同，通過計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行了優(yōu)化，以使作為法拉第旋轉(zhuǎn)器的體積減小，使順磁性體的長度尺寸變短。與第一實(shí)施例相同，假設(shè)各磁鐵以及法拉第元件使用Nd-Fe-B燒結(jié)磁鐵以及直徑為3mm的圓柱狀的TGG。另外，第一磁鐵1以及第二磁鐵2也與第一實(shí)施例相同，由6個(gè)磁鐵片構(gòu)成。此外，在各磁鐵的中心設(shè)置有3.3mm的孔部(貫通孔)，以便能夠容納上述法拉第元件5。設(shè)光的波長為1064nm，為了使兩個(gè)法拉第元件所形成的法拉第旋轉(zhuǎn)角的合計(jì)成為45。，通過計(jì)算機(jī)模擬計(jì)算出了4種磁鐵的外徑L,、各磁鐵的光軸方向的長度L2~L4以及TGG的光軸上的結(jié)晶長度C。圖8表示L,L4以及C的關(guān)系。另外，表3表示計(jì)算機(jī)模擬的結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表3組裝表3所示的法拉第旋轉(zhuǎn)器，與第一實(shí)施例同樣地，使光透過，從而進(jìn)行了特性評價(jià)。評價(jià)結(jié)果，激光強(qiáng)度為10mW時(shí)的法拉第旋轉(zhuǎn)角為45土1。，是良好的旋轉(zhuǎn)角，即使將光強(qiáng)度提高到IOW后進(jìn)行連續(xù)照射，法拉第旋轉(zhuǎn)角也不發(fā)生變化，TGG的溫度也不發(fā)生變化。另外，與第一實(shí)施例相比，雖然沒確認(rèn)溫度特性的提高，但是由于TGG的結(jié)晶長度變短，所以可以推測當(dāng)進(jìn)一步加強(qiáng)激光強(qiáng)度時(shí)會表現(xiàn)出比第一實(shí)施例更良好的溫度特性。這樣，可以知道，各實(shí)施例的法拉第旋轉(zhuǎn)器極其適合小型化，由于法拉第元件的光軸上的長度尺寸較短，所以能夠抑制光吸收引起的溫度上升使法拉第旋轉(zhuǎn)角穩(wěn)定。另外，法拉第旋轉(zhuǎn)器的小型化能夠抑制磁鐵以及順磁性體的使用量，因此性價(jià)比也非常好。本發(fā)明的法拉第旋轉(zhuǎn)器極其適合小型化，并且由于法拉第元件的光軸上的長度尺寸較短，所以能夠抑制光吸收引起的溫度上升使法拉第旋轉(zhuǎn)角穩(wěn)定。因此，具有如下的產(chǎn)業(yè)上的可利用性，即，能夠適用于在光通信系統(tǒng)、激光加工系統(tǒng)等中使用的光隔離器等磁光學(xué)設(shè)備上，用于遮斷向半導(dǎo)體激光器返回的光，使該激光振蕩穩(wěn)定。權(quán)利要求1.一種法拉第旋轉(zhuǎn)器，具有磁鐵體和法拉第元件，其中，上述磁鐵體在中心具有使光通過的貫通孔，上述法拉第元件配置在該貫通孔內(nèi)并且具有使光透過的順磁性體，該法拉第旋轉(zhuǎn)器的特征在于，上述磁鐵體由第一磁鐵、第二磁鐵以及第三磁鐵構(gòu)成，其中，上述第一磁鐵，其磁化方向與光軸垂直，并且在朝向光軸的方向上被磁化，上述第二磁鐵，其磁化方向與光軸垂直，并且在從光軸離開的方向上被磁化，上述第三磁鐵配置在上述第一磁鐵和第二磁鐵之間，其磁化方向與光軸平行并且在從第二磁鐵朝向第一磁鐵的方向上被磁化；在上述第一磁鐵、第二磁鐵以及第三磁鐵的各中心設(shè)置有構(gòu)成上述磁鐵體的貫通孔的孔部，并且在由這些孔部構(gòu)成的貫通孔的長度方向中央部配置法拉第元件，并且當(dāng)?shù)谝淮盆F和第二磁鐵的光軸方向的長度均為L2，第三磁鐵的光軸方向的長度為L3時(shí)，下述關(guān)系式的關(guān)系成立，即，L2/10≤L3≤L2。2.—種法拉第旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，將兩個(gè)權(quán)利要求1的法拉第旋轉(zhuǎn)器沿著光軸方向進(jìn)行串聯(lián)連接，并且在第一法拉第旋轉(zhuǎn)器和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器之間，配置有由內(nèi)側(cè)磁鐵和外側(cè)磁鐵構(gòu)成的第四磁鐵對，并且上述內(nèi)側(cè)磁鐵和上述外側(cè)磁鐵的磁化方向與光軸平行，且上述內(nèi)側(cè)磁鐵和上述外側(cè)磁鐵在相互相反的方向上被磁化，上述內(nèi)側(cè)磁鐵具有與第一和第二法拉第旋轉(zhuǎn)器的貫通孔連通的孔部，上述外側(cè)磁鐵具有直徑比上述內(nèi)側(cè)磁鐵的外徑大的孔部，并且在該孔部中嵌入整個(gè)上述內(nèi)側(cè)磁鐵。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，整個(gè)內(nèi)側(cè)磁鐵嵌入到外側(cè)磁鐵的孔部中的上述第四磁鐵對的光軸方向的長度為L2/2以上。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，第三磁鐵的整個(gè)孔部或者部分孔部的直徑大于第一以及第二磁鐵的孔部的直徑。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，第三磁鐵的整個(gè)孔部或者部分孔部的直徑大于第一以及第二磁鐵的孔部的直徑。6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，組合多個(gè)磁鐵片構(gòu)成上述第一以及第二磁鐵。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，組合多個(gè)磁鐵片構(gòu)成上述第一以及第二磁鐵。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，組合多個(gè)磁鐵片構(gòu)成上述第一以及第二磁鐵。全文摘要本發(fā)明的法拉第旋轉(zhuǎn)器，其特征在于，磁鐵體由第一磁鐵(1)、第二磁鐵(2)以及第三磁鐵(3)構(gòu)成，其中，上述第一磁鐵(1)在與光軸垂直且朝光軸的方向上磁化，上述第二磁鐵(2)在與光軸垂直且遠(yuǎn)離光軸的方向上磁化，上述第三磁鐵(3)配置在上述兩磁鐵之間，在與光軸平行從第二磁鐵向第一磁鐵的方向上磁化，在這些磁鐵的各中心設(shè)置有用于配置上述磁鐵體的貫通孔(孔部)，并且當(dāng)設(shè)第一磁鐵和第二磁鐵的光軸方向的長度相同，均為L₂，第三磁鐵的光軸方向的長度為L₃時(shí)，下述關(guān)系式的關(guān)系成立，即，L₂/10≤L₃≤L₂。文檔編號G02F1/01GK101546051SQ20091012802公開日2009年9月30日申請日期2009年3月17日優(yōu)先權(quán)日2008年3月24日發(fā)明者中村宣夫,槙孝一郎申請人:住友金屬礦山株式會社