专利名称：偏光元件的制作方法
技术领域：
本发明涉及构成在使用了半导体激光和光纤的光通信领域中使用的光隔离器的 偏光玻璃，特别涉及构成尾纤型光隔离器的偏光玻璃。
背景技术：
在以波长1. 31 μ m或1. 55 μ m的半导体激光为光源、以石英系纤维为传输路径的 光通信中，使用了为了阻断因反射而朝光源的返回光并实现低错误率的光隔离器。光隔离 器由法拉第旋转器和两个偏光元件以及永久磁石构成。作为光隔离器用的偏光元件，通常是使用由银或铜构成的针状金属微粒在玻璃基 体中以其长轴方向在特定方向上发生取向的方式被分散的偏光玻璃(以下，在本说明书 中，将该偏光元件记为“金属微粒分散型偏光玻璃”)。在金属微粒分散型偏光玻璃中的偏 光效果，是由针状金属微粒的等离子体振子共振波长的各向异性所带来的，其偏光特性主 要取决于针状金属微粒的长宽比(针状微粒的长轴方向的长度除以短轴方向的长度而得 到的值)。关于金属微粒分散型偏光玻璃的制造方法，例如在特开平5-208844号公报中进 行了详细的记载，其制造工序大致分为如下所示的工序。<1>将含有氯化亚铜的玻璃材料调配成所需的组成，将此等在约1450°C熔融后缓 慢冷却至室温。<2>然后，通过实施热处理，使氯化亚铜的微粒在玻璃中析出。<3>使氯化 亚铜的微粒析出后，通过机械加工制作具有适当形状的预成型件。<4>将预成型件在规定条 件下拉伸，得到氯化亚铜的针状微粒。<5>通过在氢气氛中使已拉伸的玻璃被还原，得到针 状的金属铜微粒。对于经过该制造工序而制造的金属微粒分散型偏光玻璃而言，针状金属微粒基本 上仅存在于玻璃的表面层附近，其存在区域自玻璃表面的范围(以下，将距表面的厚度记 为“还原层厚度”。)依赖于气氛温度、暴露于还原气氛中的时间等还原条件。专利文献1 特开平5-208844号公报以往，作为光通信用的光隔离器，一般是所谓自由空间型的光隔离器。
图11模式地示出了自由空间型光隔离器的光学系统的示意侧截面图。图中，111、 112为偏光元件，113为由法拉第旋转器，114为由偏光元件111、112和法拉第旋转器113构 成的光隔离器，115,115'为透镜，116为光纤，117为半导体激光器等光源，118,118'为模式 地表示返回到光源117的返回光的光束的线组，特别地，118’为透过偏光元件112后的光 束。在图11所示的光隔离器114中，偏光元件111和112的偏振透射轴以相互成45度角 的方式配置，且使得法拉第旋转器113中的偏振面旋转角为45度来设定其光程长度。在该 构成中，从光源117射出的光束(未图示)经由透镜115而转换成平行光束，仅具有方向与 偏光元件112的偏振透射轴平行的偏振光的光入射到法拉第旋转器113。入射到法拉第旋 转器113的光的偏光方向，由于永久磁石(未图示)的法拉第效果而发生45度旋转。如上 所述，由于偏光元件111和112的偏振透射轴相互成45度的角，因此已透过法拉第旋转器113的光的偏光方向与偏光元件111的偏振透射轴一致。因此已透过法拉第旋转器113的 光，大致没有损耗地透过偏光元件111，经透镜115汇聚而入射到光纤116中。另一方面，被光纤116或在其后段配设的光学元件等(未图示)反射而返回到光 源的返回光束118，经由与从上述光源117射出的光束相反的光程而返回到光源117，在这 种情况下，由于法拉第旋转器113的非互易性，透过法拉第旋转器113后的返回光束118的 偏光方向，与偏光玻璃112的偏振透射轴成90度(以下，将该方向的轴记为“偏振消光轴”) 的角，因此在透过偏光元件112时，其光能损耗大。通常光隔离器的性能是通过自光源射出的光的透射损耗和对返回光118显示阻 断的能力的隔离值来进行评价的。特别地，隔离值以下面的数学式(1)来表示，其量通常用 分贝来表达。
权利要求
一种偏光元件，其特征在于，在还原性气氛中对近似针状的大量金属卤化物微粒按照其长轴方向朝向大致相同的方向的方式进行取向并分散而成的玻璃基体进行热处理，使所述金属卤化物微粒被还原，从而在所述还原前所述各个金属卤化物微粒占据的多数区域内具有生成的金属微粒，在所述多数区域中的至少一部分区域中存在的所述金属微粒的个数，在每个所述区域中为多个，对于所述多数区域的各个的体积，所述金属卤化物微粒的总数的90％以上为2500～2500000nm3，对于在所述每个区域中存在的金属微粒的体积或在所述每个区域中存在的多个金属微粒的体积总和，所述金属卤化物微粒的总数的90％以上为所述区域的体积的4～40％。
2.根据权利要求1所述的偏光元件，其特征在于，在所述多数区域中的至少一部分区 域中存在的所述金属微粒的个数为3个以上。
3.根据权利要求2所述的偏光元件，其特征在于，在所述多数区域中20%以上的区域 中存在的所述金属微粒的个数为3个以上。
4.根据权利要求1 3中任一项所述的偏光元件，其特征在于，对于所述金属微粒的体 积，经所述还原而生成的金属微粒的总数的90%以上为IOOOOOnm3以下。
5.根据权利要求1 3中任一项所述的偏光元件，其特征在于，所述金属微粒包括金属 微粒长宽比小于2的微粒，所述金属微粒长宽比是通过将所述金属微粒的在与所述金属卤 化物微粒的长轴方向平行的方向上的尺寸除以其在与所述金属卤化物微粒的短轴方向平 行的方向上的尺寸而求出的。
6.根据权利要求1 3中任一项所述的偏光元件，其特征在于，对于所述金属微粒，经 所述还原而生成的金属微粒的总数的90%以上为所述金属微粒长宽比为9以下的微粒。
7.根据权利要求1 3中任一项所述的偏光元件，其特征在于，测定距离L= 15mm的 近距离消光比为42dB以上。
8.一种偏光元件，其特征在于，在还原性气氛中对近似针状的大量金属卤化物微粒按照其长轴方向朝向大致相同的 方向的方式进行取向并分散而成的玻璃基体进行热处理，使所述金属卤化物微粒被还原， 从而在所述还原前所述各个金属卤化物微粒占据的多数区域内具有生成的金属微粒，在所述多数区域中的至少一部分区域中存在的所述金属微粒的个数，在每个所述区域 中为多个，对于所述多数区域的各个的体积，所述金属卤化物微粒的总数的90%以上为2500 2500000nm3，对于在所述每个区域中存在的金属微粒的体积或在所述每个区域中存在的多个金属 微粒的体积总和，所述金属卤化物微粒的总数的90%以上为所述区域的体积的4 40%，所述偏光元件的、对于在与所述金属卤化物微粒的长轴方向大致平行的方向上具有电 场振动方向的直线偏振波的透射率谱的形状，相对于理论上由金属微粒长宽比的分布求出 的透射率谱形状是在长波长侧扩展，所述金属微粒长宽比是将通过还原所述金属商化物微 粒而生成的金属微粒的、在与所述金属卤化物微粒的长轴方向平行的方向上的尺寸除以其 在与所述金属卤化物微粒的短轴方向平行的方向上的尺寸而求出的。
9.根据权利要求8所述的偏光元件，其特征在于，所述偏光元件的、对于在与所述金属 卤化物微粒的长轴方向大致平行的方向上具有电场振动方向的直线偏振波的透射率谱，透 射率接近的波长带宽，要宽于理论上由所述金属微粒长宽比的分布求出的透射率谱中 透射率接近的波长带宽。
10.根据权利要求8或9所述的偏光元件，其特征在于，在所述偏光元件的、对于在与所 述金属卤化物微粒的长轴方向大致平行的方向上具有电场振动方向的直线偏振波的透射 率谱中，至少在光的波长为400 2500nm的区带，透射率大致为50%以下。
11.根据权利要求1 3、8、9中任一项所述的偏光元件，其特征在于，所述金属卤化物 微粒为银商化物或铜商化物。
全文摘要
一种偏光元件，其特征在于，在还原性气氛中对近似针状的大量金属卤化物微粒按照其长轴方向朝向大致相同的方向的方式进行取向并分散而成的玻璃基体进行热处理，使金属卤化物微粒被还原，从而在还原前所述各个金属卤化物微粒占据的多数区域内具有生成的金属微粒，在多数区域中的至少一部分区域中存在的金属微粒的个数在每个区域中为多个，关于多数区域的各个的体积，金属卤化物微粒的总数的90％以上为2500～2500000nm3，关于在每个区域中存在的多个金属微粒的体积总和，金属卤化物微粒的总数的90％以上为区域的体积的4～40％。
文档编号G02B5/30GK101939672SQ20098010409
公开日2011年1月5日 申请日期2009年7月31日 优先权日2008年7月31日
发明者三浦义从, 曾根原寿明, 米田嘉隆 申请人:豪雅冠得股份有限公司