專利名稱：Tgg法拉第旋光器的制作方法
技術領域：
本實用新型 涉及一種在光通信系統(tǒng)、激光加工系統(tǒng)等中使用的磁光學設備，尤其涉及在光隔離器等中使用的法拉第旋光器。
背景技術：
法拉第旋光器是功能元件，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生法拉第效應的磁鐵，用于光隔離器等磁光學設備上，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光器的剖視圖。圖中的附圖標記5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6。法拉第元件6因永久磁鐵5的貫通孔中的光軸方向的磁場而產生法拉第效應。以往，在光通信系統(tǒng)中使用的光的波段主要是1. 3 1. 7 μ m，在光隔離器中，以稀土類鐵石榴石膜作為法拉第元件插入到永久磁鐵中，將此用作法拉第旋轉器。近年來，越來越需要用于保護激發(fā)加工機用光纖激光器所使用的半導體激光的光隔離器，但是在此使用的光的波長為比光通信波段短的波長，主要是Iym附近的波長。但是，對于Iym附近的波長而言，稀土類鐵石榴石膜不耐用，因此大大限制了光隔離器在這方面的應用。尤其，當將法拉第旋光器用于光隔離器時，通過法拉第效應使光的偏振面旋轉，其旋轉角度(以下稱為法拉第旋轉角)必須是45度(以下標記為45° )。當設法拉第元件的長度為L、費爾德常數(shù)為V、光軸方向的磁場為H時，法拉第旋轉角=VXLXH。法拉第元件的費爾德常數(shù)在空間上恒定，而通過磁鐵產生的光軸方向的磁場在空間不一定恒定，因此，實際上法拉第旋轉角=Σ VXH(L)X AL。然而，由于磁體的費爾德常數(shù)小，使偏振面旋轉的能力小，因此需要大的磁場，結果需要上述磁體在光軸方向上長且大，同時將其磁化的永久磁鐵也變得巨大，因而成本直線上升。

實用新型內容有鑒于此，本實用新型提出一種小型化的、采用TGG晶體作為法拉第元件的法拉第旋光器，為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型的具體技術方案為一種TGG法拉第旋光器，具有磁鐵體和TGG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并且具有使光通過的順磁性體，該法拉第旋轉器的特征在于，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置有構成上述磁鐵體的貫通孔的孔部，并且在由這些孔部構成的貫通孔的長度方向中央部配置法拉第元件，并且當?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，下述關系式成立L2/5 ^ L3 ^ L2/2。本實用新型通過采用TGG晶體作為法拉第元件，克服了采用傳統(tǒng)稀土類鐵石榴石作為法拉第元件導致的在Iym附近波長不耐用的缺陷，另外，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，能夠進一步提高對法拉第元件施加的磁場強度，因此能夠減小法拉第元件的光軸方向的長度尺寸 ，使法拉第旋光器進一步地小型化。

圖1是在光通信系統(tǒng)中使用的基本的法拉第旋光器的示意性結構剖視圖。圖2是本實用新型的TGG法拉第旋光器的示意性剖視圖。圖3是本實用新型具體實施例的TGG法拉第旋光器的示意性剖視圖。圖4是圖3的第一磁鐵的示意性剖視圖。
具體實施方式
下面，參照附圖具體說明本實用新型的實施例。圖2表示本實施例的TGG法拉第旋光器的剖視圖。在圖2中，附圖標記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，在各磁鐵的中心設置有孔部(貫通孔)。另外，第一磁鐵1與光軸垂直并且從外側向光軸磁化。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，TGG法拉第元件4配置在設于第一磁鐵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。磁鐵為Nd-Fe-B燒結磁鐵，法拉第元件使用直徑為3mm的圓柱狀的TGG，該元件可以從福建中策光電科技有限公司采購。如圖4所示，第一磁鐵1由6個磁鐵片，形成為在與光軸準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個磁鐵片構成，磁化方向與第一磁鐵相反并且平行。設光的波長為1064nm，TGG法拉第旋轉角為45°的三個磁鐵的外徑L1為28mm，第一磁鐵1以及第二磁鐵2的光軸方向長度L2為10mm、第三磁鐵3的光軸方向長度L3為4mm 以及TGG的光軸上的結晶長度C，圖3表示Ll L3以及C的關系。根據上述結果，制作了三臺該實施例的TGG法拉第旋光器，使用波長為1064nm、光強度為IOOmW的光纖激光對法拉第旋轉角進行了評價，評價結果，法拉第旋轉角為45 士 Γ，是良好的旋轉角。由上述實施例可知，本實用新型的TGG法拉第旋光器極其適合小型化，因此，具有如下的產業(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設備上，用于遮斷向半導體激光器返回的光，使該激光振蕩穩(wěn)定。
權利要求1.一種TGG法拉第旋光器，具有磁鐵體和TGG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并且具有使光通過的順磁性體， 該法拉第旋轉器的特征在于，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置有構成上述磁鐵體的貫通孔的孔部，并且在由這些孔部構成的貫通孔的長度方向中央部配置法拉第元件，并且當?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，下述關系式成立:L2/5 ^ L3 ^ L2/2。
2.根據權利要求1所述的法拉第旋光器，其特征在于所述第一磁鐵及第二磁鐵由多個磁鐵片組合而成。
專利摘要本實用新型涉及一種TGG法拉第旋光器，其特征在于，磁鐵體由第一磁鐵、第二磁鐵和第三磁鐵構成，當設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，下述關系式成立L2/5≤L3≤L2/2。本實用新型通過采用TGG晶體作為法拉第元件，克服了采用傳統(tǒng)稀土類鐵石榴石作為法拉第元件導致的在1μm附近波長不耐用的缺陷，另外，能夠減小法拉第元件的光軸方向的長度尺寸，使法拉第旋光器進一步地小型化。
文檔編號G02F1/09GK201945766SQ20112003608
公開日2011年8月24日 申請日期2011年1月30日 優(yōu)先權日2011年1月30日
發(fā)明者林德升 申請人:福建中策光電科技有限公司