專利名稱：偏光元件的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及構成在使用了半導體激光和光纖的光通信領域中使用的光隔離器的 偏光玻璃，特別涉及構成尾纖型光隔離器的偏光玻璃。
背景技術：
在以波長1. 31 μ m或1. 55 μ m的半導體激光為光源、以石英系纖維為傳輸路徑的 光通信中，使用了為了阻斷因反射而朝光源的返回光并實現(xiàn)低錯誤率的光隔離器。光隔離 器由法拉第旋轉器和兩個偏光元件以及永久磁石構成。作為光隔離器用的偏光元件，通常是使用由銀或銅構成的針狀金屬微粒在玻璃基 體中以其長軸方向在特定方向上發(fā)生取向的方式被分散的偏光玻璃(以下，在本說明書 中，將該偏光元件記為“金屬微粒分散型偏光玻璃”)。在金屬微粒分散型偏光玻璃中的偏 光效果，是由針狀金屬微粒的等離子體振子共振波長的各向異性所帶來的，其偏光特性主 要取決于針狀金屬微粒的長寬比(針狀微粒的長軸方向的長度除以短軸方向的長度而得 到的值)。關于金屬微粒分散型偏光玻璃的制造方法，例如在特開平5-208844號公報中進 行了詳細的記載，其制造工序大致分為如下所示的工序。<1>將含有氯化亞銅的玻璃材料調配成所需的組成，將此等在約1450°C熔融后緩 慢冷卻至室溫。<2>然后，通過實施熱處理，使氯化亞銅的微粒在玻璃中析出。<3>使氯化 亞銅的微粒析出后，通過機械加工制作具有適當形狀的預成型件。<4>將預成型件在規(guī)定條 件下拉伸，得到氯化亞銅的針狀微粒。<5>通過在氫氣氛中使已拉伸的玻璃被還原，得到針 狀的金屬銅微粒。對于經(jīng)過該制造工序而制造的金屬微粒分散型偏光玻璃而言，針狀金屬微粒基本 上僅存在于玻璃的表面層附近，其存在區(qū)域自玻璃表面的范圍(以下，將距表面的厚度記 為“還原層厚度”。)依賴于氣氛溫度、暴露于還原氣氛中的時間等還原條件。專利文獻1 特開平5-208844號公報以往，作為光通信用的光隔離器，一般是所謂自由空間型的光隔離器。
圖11模式地示出了自由空間型光隔離器的光學系統(tǒng)的示意側截面圖。圖中，111、 112為偏光元件，113為由法拉第旋轉器，114為由偏光元件111、112和法拉第旋轉器113構 成的光隔離器，115,115'為透鏡，116為光纖，117為半導體激光器等光源，118,118'為模式 地表示返回到光源117的返回光的光束的線組，特別地，118’為透過偏光元件112后的光 束。在圖11所示的光隔離器114中，偏光元件111和112的偏振透射軸以相互成45度角 的方式配置，且使得法拉第旋轉器113中的偏振面旋轉角為45度來設定其光程長度。在該 構成中，從光源117射出的光束(未圖示)經(jīng)由透鏡115而轉換成平行光束，僅具有方向與 偏光元件112的偏振透射軸平行的偏振光的光入射到法拉第旋轉器113。入射到法拉第旋 轉器113的光的偏光方向，由于永久磁石(未圖示)的法拉第效果而發(fā)生45度旋轉。如上 所述，由于偏光元件111和112的偏振透射軸相互成45度的角，因此已透過法拉第旋轉器113的光的偏光方向與偏光元件111的偏振透射軸一致。因此已透過法拉第旋轉器113的 光，大致沒有損耗地透過偏光元件111，經(jīng)透鏡115匯聚而入射到光纖116中。另一方面，被光纖116或在其后段配設的光學元件等(未圖示)反射而返回到光 源的返回光束118，經(jīng)由與從上述光源117射出的光束相反的光程而返回到光源117，在這 種情況下，由于法拉第旋轉器113的非互易性，透過法拉第旋轉器113后的返回光束118的 偏光方向，與偏光玻璃112的偏振透射軸成90度(以下，將該方向的軸記為“偏振消光軸”) 的角，因此在透過偏光元件112時，其光能損耗大。通常光隔離器的性能是通過自光源射出的光的透射損耗和對返回光118顯示阻 斷的能力的隔離值來進行評價的。特別地，隔離值以下面的數(shù)學式(1)來表示，其量通常用 分貝來表達。
權利要求
一種偏光元件，其特征在于，在還原性氣氛中對近似針狀的大量金屬鹵化物微粒按照其長軸方向朝向大致相同的方向的方式進行取向并分散而成的玻璃基體進行熱處理，使所述金屬鹵化物微粒被還原，從而在所述還原前所述各個金屬鹵化物微粒占據(jù)的多數(shù)區(qū)域內具有生成的金屬微粒，在所述多數(shù)區(qū)域中的至少一部分區(qū)域中存在的所述金屬微粒的個數(shù)，在每個所述區(qū)域中為多個，對于所述多數(shù)區(qū)域的各個的體積，所述金屬鹵化物微粒的總數(shù)的90％以上為2500～2500000nm3，對于在所述每個區(qū)域中存在的金屬微粒的體積或在所述每個區(qū)域中存在的多個金屬微粒的體積總和，所述金屬鹵化物微粒的總數(shù)的90％以上為所述區(qū)域的體積的4～40％。
2.根據(jù)權利要求1所述的偏光元件，其特征在于，在所述多數(shù)區(qū)域中的至少一部分區(qū) 域中存在的所述金屬微粒的個數(shù)為3個以上。
3.根據(jù)權利要求2所述的偏光元件，其特征在于，在所述多數(shù)區(qū)域中20%以上的區(qū)域 中存在的所述金屬微粒的個數(shù)為3個以上。
4.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的偏光元件，其特征在于，對于所述金屬微粒的體 積，經(jīng)所述還原而生成的金屬微粒的總數(shù)的90%以上為IOOOOOnm3以下。
5.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的偏光元件，其特征在于，所述金屬微粒包括金屬 微粒長寬比小于2的微粒，所述金屬微粒長寬比是通過將所述金屬微粒的在與所述金屬鹵 化物微粒的長軸方向平行的方向上的尺寸除以其在與所述金屬鹵化物微粒的短軸方向平 行的方向上的尺寸而求出的。
6.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的偏光元件，其特征在于，對于所述金屬微粒，經(jīng) 所述還原而生成的金屬微粒的總數(shù)的90%以上為所述金屬微粒長寬比為9以下的微粒。
7.根據(jù)權利要求1 3中任一項所述的偏光元件，其特征在于，測定距離L= 15mm的 近距離消光比為42dB以上。
8.一種偏光元件，其特征在于，在還原性氣氛中對近似針狀的大量金屬鹵化物微粒按照其長軸方向朝向大致相同的 方向的方式進行取向并分散而成的玻璃基體進行熱處理，使所述金屬鹵化物微粒被還原， 從而在所述還原前所述各個金屬鹵化物微粒占據(jù)的多數(shù)區(qū)域內具有生成的金屬微粒，在所述多數(shù)區(qū)域中的至少一部分區(qū)域中存在的所述金屬微粒的個數(shù)，在每個所述區(qū)域 中為多個，對于所述多數(shù)區(qū)域的各個的體積，所述金屬鹵化物微粒的總數(shù)的90%以上為2500 2500000nm3，對于在所述每個區(qū)域中存在的金屬微粒的體積或在所述每個區(qū)域中存在的多個金屬 微粒的體積總和，所述金屬鹵化物微粒的總數(shù)的90%以上為所述區(qū)域的體積的4 40%，所述偏光元件的、對于在與所述金屬鹵化物微粒的長軸方向大致平行的方向上具有電 場振動方向的直線偏振波的透射率譜的形狀，相對于理論上由金屬微粒長寬比的分布求出 的透射率譜形狀是在長波長側擴展，所述金屬微粒長寬比是將通過還原所述金屬商化物微 粒而生成的金屬微粒的、在與所述金屬鹵化物微粒的長軸方向平行的方向上的尺寸除以其 在與所述金屬鹵化物微粒的短軸方向平行的方向上的尺寸而求出的。
9.根據(jù)權利要求8所述的偏光元件，其特征在于，所述偏光元件的、對于在與所述金屬 鹵化物微粒的長軸方向大致平行的方向上具有電場振動方向的直線偏振波的透射率譜，透 射率接近的波長帶寬，要寬于理論上由所述金屬微粒長寬比的分布求出的透射率譜中 透射率接近的波長帶寬。
10.根據(jù)權利要求8或9所述的偏光元件，其特征在于，在所述偏光元件的、對于在與所 述金屬鹵化物微粒的長軸方向大致平行的方向上具有電場振動方向的直線偏振波的透射 率譜中，至少在光的波長為400 2500nm的區(qū)帶，透射率大致為50%以下。
11.根據(jù)權利要求1 3、8、9中任一項所述的偏光元件，其特征在于，所述金屬鹵化物 微粒為銀商化物或銅商化物。
全文摘要
一種偏光元件，其特征在于，在還原性氣氛中對近似針狀的大量金屬鹵化物微粒按照其長軸方向朝向大致相同的方向的方式進行取向并分散而成的玻璃基體進行熱處理，使金屬鹵化物微粒被還原，從而在還原前所述各個金屬鹵化物微粒占據(jù)的多數(shù)區(qū)域內具有生成的金屬微粒，在多數(shù)區(qū)域中的至少一部分區(qū)域中存在的金屬微粒的個數(shù)在每個區(qū)域中為多個，關于多數(shù)區(qū)域的各個的體積，金屬鹵化物微粒的總數(shù)的90％以上為2500～2500000nm3，關于在每個區(qū)域中存在的多個金屬微粒的體積總和，金屬鹵化物微粒的總數(shù)的90％以上為區(qū)域的體積的4～40％。
文檔編號G02B5/30GK101939672SQ20098010409
公開日2011年1月5日 申請日期2009年7月31日 優(yōu)先權日2008年7月31日
發(fā)明者三浦義從, 曾根原壽明, 米田嘉隆 申請人:豪雅冠得股份有限公司