特開 2024-162301 光アイソレータ及びレーザー照射装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024162301

(43)【公開日】2024-11-21

(54)【発明の名称】光アイソレータ及びレーザー照射装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 27/28 20060101AFI20241114BHJP

   G02B 5/30 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

G02B27/28 A

G02B5/30

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023077675

(22)【出願日】2023-05-10

(71)【出願人】

【識別番号】000232243

【氏名又は名称】日本電気硝子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001232

【氏名又は名称】弁理士法人大阪フロント特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】古山 忠仁

【テーマコード（参考）】

2H149

2H199

【Ｆターム（参考）】

2H149AA24

2H149AB01

2H149BA02

2H149DA06

2H199AA14

2H199AA23

2H199AA34

2H199AA82

(57)【要約】

【課題】筐体内における反射戻り光の散乱を抑制することができ、信頼性に優れる、光アイソレータを提供する。
【解決手段】光軸方向Ｘにおいて光入射側に設けられている、第１の偏光子２と、光軸方向Ｘにおいて光出射側に設けられている、第２の偏光子３と、第１の偏光子２及び第２の偏光子３の間に配置されている、ファラデー回転子４と、第１の偏光子２、第２の偏光子３、及びファラデー回転子４を収納している、筐体６と、を有する光アイソレータ１であって、第１の偏光子２は、第２の偏光子３及びファラデー回転子４を透過した反射戻り光Ａが光軸方向Ｘとは異なる方向に反射するように構成されており、光軸方向Ｘとは異なる方向に反射した反射戻り光Ａの光路には、反射戻り光Ａの少なくとも一部を吸収する吸収部材５が設けられている、光アイソレータ１。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

光軸方向において光入射側に設けられている、第１の偏光子と、
前記光軸方向において光出射側に設けられている、第２の偏光子と、
前記第１の偏光子及び前記第２の偏光子の間に配置されている、ファラデー回転子と、
前記第１の偏光子、前記第２の偏光子、及び前記ファラデー回転子を収納している、筐体と、を有する光アイソレータであって、
前記第１の偏光子は、前記第２の偏光子及び前記ファラデー回転子を透過した反射戻り光が前記光軸方向とは異なる方向に反射するように構成されており、
前記光軸方向とは異なる方向に反射した反射戻り光の光路には、前記反射戻り光の少なくとも一部を吸収する吸収部材が設けられている、光アイソレータ。

【請求項2】

前記吸収部材は、前記反射戻り光の光路において、前記第１の偏光子と、前記筐体の壁部との間に配置されている、請求項１に記載の光アイソレータ。

【請求項3】

前記吸収部材が、前記反射戻り光を減衰させる、光減衰面を有する、請求項１又は２に記載の光アイソレータ。

【請求項4】

前記光減衰面が、前記反射戻り光の一部を吸収し、かつ吸収されなかった前記反射戻り光を複数回反射させるように、配置されている、請求項３に記載の光アイソレータ。

【請求項5】

前記吸収部材が、複数の前記光減衰面を有し、
複数の前記光減衰面が、前記反射戻り光の一部を吸収し、かつ吸収されなかった前記反射戻り光を複数回反射させるように、配置されている、請求項３に記載の光アイソレータ。

【請求項6】

前記吸収部材が、溝部又は穴部を有し、
前記吸収部材の溝部又は穴部における内壁面が、前記光減衰面であり、
前記溝部又は穴部が、前記反射戻り光の進行方向に向かって幅が狭くなる、テーパー形状を有する、請求項３に記載の光アイソレータ。

【請求項7】

前記吸収部材が、溝部又は穴部を有し、
前記吸収部材の溝部又は穴部における内壁面が、前記光減衰面であり、
前記溝部又は穴部は、前記反射戻り光の進行方向に向かって拡幅する、逆テーパー形状を有する、請求項３に記載の光アイソレータ。

【請求項8】

前記吸収部材が、
部材本体と、
前記部材本体の少なくとも一部を覆っており、前記反射戻り光の少なくとも一部を吸収する、表面処理層と、
を有し、
前記表面処理層の表面が、前記光減衰面である、請求項３に記載の光アイソレータ。

【請求項9】

前記表面処理層が、非晶質酸化アルミニウム、クロム、ニッケル、又はカーボンからなる群から選択される少なくとも１種を含む、請求項８に記載の光アイソレータ。

【請求項10】

前記表面処理層の表面処理が、アルマイト処理、めっき処理、蒸着処理、吹き付け塗装処理、又は刷毛塗り塗装処理である、請求項８に記載の光アイソレータ。

【請求項11】

前記吸収部材が、ガラスにより構成されている、請求項１又は２に記載の光アイソレータ。

【請求項12】

前記筐体の内壁面に表面処理層が設けられており、
前記吸収部材が、前記表面処理層により構成されている、請求項１又は２に記載の光アイソレータ。

【請求項13】

レーザー光を発生させる、光源と、
請求項１又は２に記載の光アイソレータと、
を備える、レーザー照射装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光アイソレータ及び該光アイソレータを用いたレーザー照射装置に関する。

【背景技術】

【0002】

光アイソレータは、光を一方向だけに伝搬し、反射して戻る光を阻止する磁気光学素子である。光アイソレータは、光通信システムやレーザー加工システム等に用いられるレーザー照射装置に使用されている。

【0003】

このような光アイソレータとして、下記の特許文献１には、ファラデー回転子と、ファラデー回転子の光軸両端面に配する偏光子とを備える、光アイソレータが開示されている。このような光アイソレータでは、入射した光を、入射面側の偏光子を通過して偏光し、ファラデー回転子を通過して偏光面を４５°だけ回転し、出射面側の偏光子を通過して出射する。また、戻り光が出射面側に到達した場合、戻り光は、出射面側の偏光子で偏光され、ファラデー回転子を通過して４５°だけ回転されて入射面側の偏光子に到達するが、この光の偏光面が入射面側の偏光子の透過偏光方向と直交するので、戻り光が入射面側から出射されることがなく除去できるとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－３２２８２６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１のような光アイソレータにおいて、偏光子やファラデー回転子等の部材は、筐体内に配置されて用いられる。このとき、入射面側の偏光子に到達した反射戻り光は、入射面側の偏光子で反射するので、反射した反射戻り光が、筐体内で散乱して迷光となり、アイソレーション特性等の特性に悪影響を及ぼすことがある。

【0006】

本発明の目的は、筐体内における反射戻り光の散乱を抑制することができ、信頼性に優れる、光アイソレータ及び該光アイソレータを用いたレーザー照射装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決する光アイソレータ及びレーザー照射装置の各態様について説明する。

【0008】

本発明の態様１に係る光アイソレータは、光軸方向において光入射側に設けられている、第１の偏光子と、前記光軸方向において光出射側に設けられている、第２の偏光子と、前記第１の偏光子及び前記第２の偏光子の間に配置されている、ファラデー回転子と、前記第１の偏光子、前記第２の偏光子、及び前記ファラデー回転子を収納している、筐体と、を有する光アイソレータであって、前記第１の偏光子は、前記第２の偏光子及び前記ファラデー回転子を透過した反射戻り光が前記光軸方向とは異なる方向に反射するように構成されており、前記光軸方向とは異なる方向に反射した反射戻り光の光路には、前記反射戻り光の少なくとも一部を吸収する吸収部材が設けられていることを特徴とする。

【0009】

態様２の光アイソレータでは、態様１において、前記吸収部材が、前記反射戻り光の光路において、前記第１の偏光子と、前記筐体の壁部との間に配置されていることが好ましい。

【0010】

態様３の光アイソレータでは、態様１又は態様２において、前記吸収部材が、前記反射戻り光を減衰させる、光減衰面を有していてもよい。

【0011】

態様４の光アイソレータでは、態様３において、前記光減衰面が、前記反射戻り光の一部を吸収し、かつ吸収されなかった前記反射戻り光を複数回反射させるように、配置されていてもよい。

【0012】

態様５の光アイソレータでは、態様３又は態様４において、前記吸収部材が、複数の前記光減衰面を有し、複数の前記光減衰面が、前記反射戻り光の一部を吸収し、かつ吸収されなかった前記反射戻り光を複数回反射させるように、配置されていることが好ましい。

【0013】

態様６の光アイソレータでは、態様３から態様５のいずれか１つの態様において、前記吸収部材が、溝部又は穴部を有し、前記吸収部材の溝部又は穴部における内壁面が、前記光減衰面であり、前記溝部又は穴部が、前記反射戻り光の進行方向に向かって幅が狭くなる、テーパー形状を有していてもよい。

【0014】

態様７の光アイソレータでは、態様３から態様６のいずれか１つの態様において、前記吸収部材が、溝部又は穴部を有し、前記吸収部材の溝部又は穴部における内壁面が、前記光減衰面であり、前記溝部又は穴部が、前記反射戻り光の進行方向に向かって拡幅する、逆テーパー形状を有していてもよい。

【0015】

態様８の光アイソレータでは、態様３から態様７のいずれか１つの態様において、前記吸収部材が、部材本体と、前記部材本体の少なくとも一部を覆っており、前記反射戻り光の少なくとも一部を吸収する、表面処理層とを有し、前記表面処理層の表面が、前記光減衰面であってもよい。

【0016】

態様９の光アイソレータでは、態様８において、前記表面処理層が、非晶質酸化アルミニウム、クロム、ニッケル、及びカーボンからなる群から選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。

【0017】

態様１０の光アイソレータでは、態様８又は態様９において、前記表面処理層の表面処理が、アルマイト処理、めっき処理、蒸着処理、又は吹き付け、刷毛塗りなどの塗装処理であることが好ましい。

【0018】

態様１１の光アイソレータでは、態様１又は態様２において、前記吸収部材が、ガラスにより構成されていてもよい。

【0019】

態様１２の光アイソレータでは、態様１又は態様２において、前記筐体の内壁面に表面処理層が設けられており、前記吸収部材が、前記表面処理層により構成されていてもよい。

【0020】

本発明の態様１３に係るレーザー照射装置は、レーザー光を発生させる、光源と、態様１から態様１２のいずれか１つの態様の光アイソレータとを備えることを特徴としている。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、筐体内における反射戻り光の散乱を抑制することができ、信頼性に優れる、光アイソレータ及び該光アイソレータを用いたレーザー照射装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】図１は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータを示す模式的斜視図である。

【図2】図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向に沿う模式的断面図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す断面の簡略図である。

【図3】図３は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向と直交する方向に沿う模式的断面図である。

【図4】図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の吸収部材の模式的断面図である。

【図5】図５（ａ）は、第１の変形例の光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の吸収部材の模式的断面図である。

【図6】図６（ａ）は、第２の変形例の光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の吸収部材の模式的断面図である。

【図7】図７は、第３の変形例の光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の吸収部材の模式的断面図である。

【図8】図８は、第４の変形例の光アイソレータの光軸方向に沿う断面の簡略図である。

【図9】図９（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向に沿う断面の簡略図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す模式的斜視図である。

【図10】図１０は、本発明の第３の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向に沿う断面の簡略図である。

【図11】図１１（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向に沿う模式的断面図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す断面の簡略図である。

【図12】図１２は、本発明の一実施形態に係るレーザー照射装置の光軸方向に沿う断面の簡略図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、各図面において、実質的に同一の機能を有する部材は同一の符号で参照する場合がある。

【0024】

［光アイソレータ］
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータを示す模式的斜視図である。図２（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向に沿う模式的断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す断面の簡略図である。また、図３は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向と直交する方向に沿う模式的断面図である。なお、図２（ａ）においては、図示の都合上、吸収部材５の位置のみを示しており、その形状は省略している。吸収部材５の形状は、図２（ｂ）や後述の図４（ａ）及び（ｂ）で詳細に示している。

【0025】

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、光アイソレータ１は、第１の偏光子２と、第２の偏光子３と、ファラデー回転子４と、吸収部材５と、筐体６とを備える。第１の偏光子２は、光軸方向Ｘにおいて、光入射側に設けられている。第２の偏光子３は、光軸方向Ｘにおいて、光出射側に設けられている。ファラデー回転子４は、第１の偏光子２及び第２の偏光子３の間に設けられている。

【0026】

ファラデー回転子４は、磁石７と、ファラデー素子８とを有する。磁石７は、角筒状の形状を有する。また、磁石７は、貫通孔７ａを有し、この貫通孔７ａ内を光が通過する。なお、光が磁石７の貫通孔７ａを通過する方向を光軸方向Ｘとする。また、ファラデー素子８は、光を透過する常磁性体からなる。

【0027】

磁石７は、第１の端面７ｂ及び第２の端面７ｃと、側面７ｄとを有する。第１の端面７ｂ及び第２の端面７ｃは、光軸方向Ｘにおいて互いに対向している。第１の端面７ｂは、磁石７の光軸方向Ｘにおける一方側端面である。第２の端面７ｃは、磁石７の光軸方向Ｘにおける他方側端面である。第１の端面７ｂ及び第２の端面７ｃに、側面７ｄが接続されている。また、第１の端面７ｂ及び第２の端面７ｃの双方において、貫通孔７ａが開口している。

【0028】

図３に示すように、磁石７の貫通孔７ａにおける光軸方向Ｘと直交する方向に沿う断面形状は、正方形である。なお、貫通孔７ａの断面形状は、上記のような正方形を含む略矩形状に限定されず、円形を含む略円形状等であってもよい。なお、磁石７の形状も角筒状に限定されず、例えば円筒状等であってもよい。

【0029】

磁石７の貫通孔７ａ内には、管部材９が設けられている。本実施形態では、管部材９は金属パイプである。管部材９は、円筒状の形状を有する。また、管部材９は、貫通孔９ａを有し、その貫通孔９ａ内を光が通過する。なお、管部材９の貫通孔９ａにおける光軸方向Ｘと直交する方向に沿う断面形状は、円形である。本実施形態では、管部材９の材料としてＳＵＳ３０４が用いられている。もっとも、管部材９の形状や材料は、特に限定されない。

【0030】

管部材９の貫通孔９ａ内に、ファラデー素子８が配置されている。なお、管部材９は必ずしも設けられていなくともよい。この場合、磁石７の貫通孔７ａ内にファラデー素子８が設けられていればよい。

【0031】

図２（ａ）及び（ｂ）に戻り、磁石７の第１の端面７ｂ側に、第１の偏光子２が設けられている。磁石７の第２の端面７ｃ側に、第２の偏光子３が設けられている。第１の偏光子２及び第２の偏光子３は、光軸方向Ｘにおいてファラデー素子８を挟むように設けられており、かつ互いに対向するように設けられている。

【0032】

光アイソレータ１では、光が第１の偏光子２側から入射し、ファラデー素子８を通り、第２の偏光子３側から出射される。第１の偏光子２及び第２の偏光子３は、それぞれ、光透過軸を有する。第１の偏光子２を通った光は、光透過軸に応じた直線偏光となる。ファラデー素子８は、直線偏光の偏光面を回転させる。ファラデー素子８が偏光面を回転させる角度が、回転角である。第２の偏光子３における光透過軸の第１の偏光子２における光透過軸に対する角度は、回転角と等しくされている。

【0033】

本実施形態において、第１の偏光子２及び第２の偏光子３はいずれも、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）である。よって、Ｐ偏光またはＳ偏光が、第１の偏光子２を通りファラデー素子８に入射する。第２の偏光子３は、Ｐ偏光及びＳ偏光のうち、ファラデー素子８に入射する方を、光軸方向Ｘに通過させるように配置されている。もっとも、第１の偏光子２及び第２の偏光子３は、ＰＢＳに限定されるものではない。ＰＢＳとしては、例えば、２つの三角プリズムが、偏光分離膜を介して接合されてなる、偏光ビームスプリッタを用いることができる。プリズムの材料としては、例えば、ガラスを用いることができる。

【0034】

また、ファラデー素子８としては、常磁性体を用いることができる。常磁性体としては、ガラス材を用いることが好ましい。ガラス材からなるファラデー素子８は、単結晶材料のように欠陥等によるベルデ定数の変動や消光比の低下が少なく、接着剤からの応力の影響も少ないため、安定したベルデ定数と高い消光比を保つことができる。なお、ファラデー素子８には、ガラス材以外の常磁性体を用いることもできる。

【0035】

ファラデー素子８に用いるガラス材は、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｐｍ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍから選択される少なくとも１種の希土類元素を含有することが好ましい。特にＴｂを含有することが好ましい。なお、ガラス材中においてＴｂは３価や４価の状態で存在するが、本明細書ではこれら全てをＴｂ_２Ｏ_３に換算した値として表す。

【0036】

本実施形態において、第１の偏光子２、第２の偏光子３、及びファラデー回転子４は、筐体６内に設けられている。筐体６の材料としては、例えば、アルミニウム合金を用いることができる。もっとも、筐体６の材料は、特に限定されない。

【0037】

本実施形態において、光アイソレータ１に入射する光は、第１の偏光子２を通過し、直線偏光となって、ファラデー素子８に入射する。入射した光はファラデー素子８により４５°回転し、第２の偏光子３を通過する。第２の偏光子３を通過した光の一部が反射戻り光Ａとなり、偏光面が４５°の角度で第２の偏光子３を通過する。第２の偏光子３を通過した反射戻り光Ａは、ファラデー素子８により、さらに４５°回転される。これにより、反射戻り光Ａの偏光面は、第１の偏光子２の光透過軸に対して９０°の直交偏光面となる。そのため、反射戻り光Ａは第１の偏光子２を透過できず、遮断される。なお、第１の偏光子２では、反射戻り光Ａが反射され、光軸方向Ｘとは異なる方向（本実施形態においては光軸方向Ｘに直交する方向）に進行する。このようにして、第１の偏光子２では、レーザー光の反射戻り光Ａを遮断することができる。

【0038】

図２（ｂ）に示すように、光アイソレータ１では、第１の偏光子２で反射した反射戻り光Ａの光路に、吸収部材５が設けられている。吸収部材５は、第１の偏光子２で反射した反射戻り光Ａの少なくとも一部を吸収することができる部材である。本実施形態において、吸収部材５は、第１の偏光子２と筐体６の壁部との間に配置されている。

【0039】

本実施形態の光アイソレータ１は、上記の構成を備えるので、筐体６内における反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、信頼性に優れている。

【0040】

従来、光アイソレータにおいて、偏光子やファラデー回転子等の部材は、筐体内に配置されて用いられる。このとき、入射面側の偏光子に到達した反射戻り光は、入射面側の偏光子で反射するので、反射した反射戻り光が、筐体内で散乱し、アイソレーション特性等に悪影響を及ぼすことがあり、光アイソレータの信頼性を十分に高められないという問題があった。

【0041】

これに対して、本実施形態の光アイソレータ１では、第１の偏光子２で反射した反射戻り光Ａの光路に、反射戻り光Ａの少なくとも一部を吸収することのできる吸収部材５が設けられている。そのため、光アイソレータ１では、反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、アイソレーション特性等の特性に悪影響を及ぼし難くすることができる。従って、光アイソレータ１は、信頼性に優れている。

【0042】

図４（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す斜視図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）の吸収部材の模式的断面図である。

【0043】

図４（ａ）に示すように、本実施形態の吸収部材５は、略四角柱状のブロックに、略Ｖ字状の溝部１１が設けられた構造を有している。なお、図４（ａ）では、吸収部材５の形状を説明するために、吸収部材５を反転させて図示しているが、実際は、図２（ｂ）に示すように、吸収部材５の溝部１１が、第１の偏光子２に面するように配置されるものとする。

【0044】

また、図４（ｂ）に示すように、吸収部材５の溝部１１は、反射戻り光Ａの進行方向に向かって幅が狭くなる、テーパー形状を有している。また、溝部１１を構成する内壁面５ａ、５ｂは、反射戻り光Ａの一部を吸収させ、かつ吸収されなかった反射戻り光Ａを反射させる、光減衰面である。

【0045】

本実施形態において、吸収部材５は、部材本体と、表面処理層とを有する。表面処理層は、反射戻り光Ａの少なくとも一部を吸収する層である。本実施形態では、部材本体を表面処理層で覆うことにより、光減衰面である内壁面５ａ、５ｂを構成している。

【0046】

本実施形態のように、表面処理層は、少なくとも内壁面５ａ、５ｂにおいて、部材本体を覆うように設けられていることが好ましい。なお、表面処理層は、反射戻り光Ａの少なくとも一部を吸収することができる限りにおいて、内壁面５ａ、５ｂの一部を覆っていてもよく、全部を覆っていてもよい。また、表面処理層は、内壁面５ａ、５ｂ以外の部材本体の表面を覆っていてもよい。従って、表面処理層は、部材本体の表面における全面を覆っていてもよい。

【0047】

部材本体としては、例えば、アルミニウムブロック、ＳＵＳ３０４等を用いることができる。また、表面処理層は、例えば、非晶質酸化アルミニウム、クロム、ニッケル、又はカーボン等を含有することができる。また、表面処理層の表面処理としては、特に限定されず、アルマイト処理、めっき処理、蒸着処理、又は吹き付け、刷毛塗りなどの塗装処理であることが好ましい。

【0048】

なお、具体的に、表面処理層は、使用するレーザー光の波長により適宜選定することができる。例えば、アルマイト処理による黒色の表面処理層を用いた場合、可視波長域で、反射戻り光Ａの吸収率を高めることができる。なお、アルマイト処理による可視波長域（４００ｎｍ～６５０ｎｍ）の反射率は、３％～１０％程度である。また、アルマイト処理による黒色の表面処理層は、通常、より波長の大きい赤外波長域での反射率が高いため、赤外波長域で好適に使用することが難しいが、例えば、ツヤ消等の処理をすることにより、赤外波長域での反射率を低下させて用いることができる。ツヤ消等の処理をすることにより、例えば、通常のツヤ有アルマイト処理で波長１０３０ｎｍの反射率が６０％程度であるところ、反射率を５％～５０％の範囲まで低減することができる。

【0049】

また、クロムめっきや、無電解ニッケルめっき等により黒色の表面処理をした場合は、可視波長域に加えて赤外波長域でも、反射戻り光Ａの吸収率を高めることができる。なお、クロムめっき処理による可視波長域（４００ｎｍ～６５０ｎｍ）の反射率は、３％～１０％程度であり、また、赤外波長域（８００ｎｍ～１４００ｎｍ）の反射率は、３％～１０％程度である。また、無電解ニッケルめっき処理による可視波長域（４００ｎｍ～６５０ｎｍ）の反射率は、２％～１０％程度であり、また、赤外波長域（８００ｎｍ～１４００ｎｍ）の反射率は、４％～１５％程度である。

【0050】

表面処理層の厚みは、例えば、１μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。

【0051】

本実施形態では、第１の偏光子２で反射された反射戻り光Ａの一部が吸収部材５の内壁面５ａで吸収され、吸収されなかった反射戻り光Ａが内壁面５ａで反射する。内壁面５ａで反射した反射戻り光Ａの一部は、吸収部材５の内壁面５ｂで吸収され、吸収されなかった反射戻り光Ａが内壁面５ｂで反射する。なお、図４（ｂ）では、内壁面５ａ、５ｂで反射した反射戻り光Ａの経路の一例を破線で示している。

【0052】

このように、本実施形態では、反射戻り光Ａの一部を内壁面５ａ、５ｂで吸収することができるため、反射戻り光Ａを減衰させることができる。従って、光アイソレータ１では、吸収部材５を設けることにより、筐体６内での反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、光アイソレータ１の信頼性を高めることができる。

【0053】

なお、本実施形態では、反射戻り光Ａを内壁面５ａ、５ｂで、２回反射させるように、吸収部材５を配置していたが、反射戻り光Ａを内壁面５ａ、５ｂで３回以上繰り返し吸収及び反射させるように吸収部材５を配置してもよい。反射戻り光Ａをより確実に減衰させる観点からは、反射戻り光Ａを内壁面５ａ、５ｂで繰り返し吸収及び反射させるように、吸収部材５を配置することが望ましいが、本発明においては、反射戻り光Ａを内壁面５ａ、５ｂで少なくとも１回、吸収及び反射させればよい。

【0054】

第１の変形例：
図５（ａ）は、第１の変形例の光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す斜視図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）の吸収部材の模式的断面図である。

【0055】

図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の変形例の吸収部材５Ａでは、略四角柱状のブロックが円錐状にくりぬかれることにより、溝部１１Ａが構成されている。なお、吸収部材５Ａも、図２（ｂ）において、吸収部材５が設けられる位置に配置され、吸収部材５Ａの溝部１１Ａが第１の偏光子２に面するように配置されるものとする。

【0056】

図５（ｂ）に示すように、第１の変形例の吸収部材５Ａにおける溝部１１Ａも、反射戻り光Ａの進行方向に向かって幅が狭くなる、テーパー形状を有している。また、溝部１１Ａを構成する内壁面５Ａａは、反射戻り光Ａの一部を吸収させ、かつ吸収されなかった反射戻り光を反射させる、光減衰面である。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0057】

第１の変形例においても、第１の偏光子２で反射された反射戻り光Ａの一部が吸収部材５Ａの内壁面５Ａａで吸収され、吸収されなかった反射戻り光Ａが内壁面５Ａａで反射する。内壁面５Ａａで反射した反射戻り光Ａの一部は、吸収部材５Ａの内壁面５Ａａの他の部分で吸収され、吸収されなかった反射戻り光Ａが内壁面５Ａａの上記他の部分で反射する。このように、第１の変形例でも、反射戻り光Ａの一部を内壁面５Ａａで吸収させることができるため、反射戻り光Ａを減衰させることができる。また、内壁面５Ａａが円錐形であることで反射した光は拡がりをもち、より広い面積の内壁面５Ａａにあたり吸収させることができる。従って、この吸収部材５Ａを設けることにより、筐体６内での反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、光アイソレータ１の信頼性を高めることができる。なお、図５（ｂ）においても内壁面５Ａａで反射した反射戻り光Ａの経路の一例を破線で示しているが、実際にもあらゆる方向に反射し吸収されることとなる。

【0058】

第２の変形例；
図６（ａ）は、第２の変形例の光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す斜視図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の吸収部材の模式的断面図である。

【0059】

図６（ａ）に示すように、第２の変形例の吸収部材５Ｂでは、略四角柱状のブロックが異形な四角柱状にくりぬかれることにより、穴部が形成されている。なお、四角柱状の穴部の一部はブロックの主面に至っており、それによって溝部１１Ｂが構成されている。また、吸収部材５Ｂも、図２（ｂ）において、吸収部材５が設けられる位置に配置され、吸収部材５Ｂの溝部１１Ｂが第１の偏光子２に面するように配置されるものとする。

【0060】

図６（ｂ）に示すように、第２の変形例の吸収部材５Ｂにおける溝部１１Ｂは、反射戻り光Ａの進行方向に向かって幅が狭くなる、テーパー形状を有する部分と、反射戻り光Ａの進行方向に向かって幅が広くなる、逆テーパー形状を有する部分とを備えている。また、溝部１１Ｂを構成する内壁面５Ｂａ～５Ｂｄは、反射戻り光Ａの一部を吸収させ、かつ吸収されなかった反射戻り光Ａを反射させる、光減衰面である。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0061】

第２の変形例においても、第１の偏光子２で反射された反射戻り光Ａの一部が吸収部材５Ｂの内壁面５Ｂｂで吸収され、吸収されなかった反射戻り光Ａが内壁面５Ｂｂで反射する。内壁面５Ｂｂで反射した反射戻り光Ａの一部は、吸収部材５Ｂの内壁面５Ｂaで吸収され、吸収されなかった反射戻り光Ａが内壁面５Ｂａで反射する。本実施形態では、反射戻り光Ａの入る溝部１１ｂが小さいことから、内壁面５Ｂａ～５Ｂｄで反射と吸収が繰り返されるため、反射戻り光Ａをより一層減衰させることができる。従って、この吸収部材５Ｂを設けることにより、筐体６内での反射戻り光Ａの散乱をより一層抑制することができ、光アイソレータ１の信頼性を高めることができる。なお、図６（ｂ）においても内壁面５Ｂａ～５Ｂｄ等で反射した反射戻り光Ａの経路の一例を破線で示しているが、実際にもあらゆる方向に反射し吸収されることとなる。

【0062】

第３の変形例：
図７（ａ）は、第３の変形例の光アイソレータにおける吸収部材を拡大して示す斜視図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の吸収部材の模式的断面図である。

【0063】

図７（ａ）に示すように、第３の変形例の吸収部材５Ｃでは、略四角柱状のブロックが円錐状にくりぬかれており、円錐の頂点が吸収部材５Ｃの主面に至るように、穴部１１Ｃが構成されている。なお、吸収部材５Ｃも、図２（ｂ）において、吸収部材５が設けられる位置に配置され、吸収部材５Ｃの穴部１１Ｃ（円錐の頂点側）が第１の偏光子２に面するように配置されるものとする。

【0064】

図７（ｂ）に示すように、第３の変形例の吸収部材５Ｃにおける穴部１１Ｃは、反射戻り光Ａの進行方向に向かって幅が広くなる、逆テーパー形状を有している。また、穴部１１Ｃを構成する内壁面５Ｃａは、反射戻り光Ａの一部を吸収させ、かつ吸収されなかった反射戻り光を反射させる、光減衰面である。その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0065】

第３の変形例では、第１の偏光子２で反射された反射戻り光Ａが穴部１１Ｃを通過し、筐体６の壁部で反射して、吸収部材５Ｃの内壁面５Ｃａに至る。吸収部材５Ｃの内壁面５Ｃａに至った反射戻り光Ａは、吸収部材５Ｃの内壁面５Ｃａで吸収され、吸収されなかった反射戻り光Ａが内壁面５Ｃａで反射する。内壁面５Ｃａで反射した反射戻り光Ａの一部は、吸収部材５Ｃの内壁面５Ｃａの他の部分で吸収され、吸収されなかった反射戻り光Ａが内壁面５Ｃａの上記他の部分で反射する。このように、本実施形態では、反射戻り光Ａの一部が内壁面５Ｃａで吸収されるため、反射戻り光Ａを減衰させることができる。従って、この吸収部材５Ｃを設けることにより、筐体６内での反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、光アイソレータ１の信頼性を高めることができる。なお、図７（ｂ）に示すように、本実施形態において、反射戻り光Ａを反射させる筐体６の壁部は、湾曲していることが望ましい。これにより、図７（ｂ）に破線で示すように、反射戻り光Ａをあらゆる方向から内壁面５Ｃａに入射させ、吸収及び反射させることができる。

【0066】

第４の変形例；
図８は、第４の変形例の光アイソレータの光軸方向に沿う断面の簡略図である。

【0067】

図８に示すように、光アイソレータ１の第４の変形例では、筐体６の壁部の一部がくりぬかれており、くりぬかれた位置に嵌め込まれるように吸収部材５Ｄが配置されている。吸収部材５Ｄは、第１の実施形態の吸収部材５と同様の構成とすることができる。その他の点も、第１の実施形態と同様である。

【0068】

第４の変形例においても、第１の偏光子２で反射した反射戻り光Ａの光路に、反射戻り光Ａの少なくとも一部を吸収することのできる吸収部材５Ｄが設けられている。そのため、筐体６内での反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、光アイソレータ１の信頼性を高めることができる。

【0069】

（第２の実施形態）
図９（ａ）は、本発明の第２の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向に沿う断面の簡略図である。図９（ｂ）は、本発明の第２の実施形態に係る光アイソレータの吸収部材を拡大して示す模式的斜視図である。

【0070】

図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、光アイソレータ２１では、第１の偏光子２で反射された反射戻り光Ａの光路に略円柱状の吸収部材２５が配置されている。本実施形態では、円柱状の吸収部材２５の主面２５ａが第１の偏光子２に面している。また、吸収部材２５は、ガラスにより構成されている。

【0071】

ガラスとしては、例えば、鉄、銅などを含有する組成を有するガラスを用いることができる。

【0072】

なお、吸収部材２５は、ガラス以外の材料により構成されていてもよい。吸収部材２５は、使用するレーザー光の波長に応じて適宜選定することができる。

【0073】

吸収部材２５は、例えば、セラミック、多孔質体などにより構成されていてもよい。

【0074】

その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0075】

第２の実施形態においても、第１の偏光子２で反射した反射戻り光Ａの光路に、反射戻り光Ａの少なくとも一部を吸収することのできる吸収部材２５が設けられている。そのため、筐体６内での反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、光アイソレータ２１におけるアイソレーション特性等の特性に悪影響を及ぼし難くすることができる。従って、光アイソレータ２１は、信頼性に優れている。

【0076】

（第３の実施形態）
図１０は、本発明の第３の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向に沿う断面の簡略図である。

【0077】

図１０に示すように、光アイソレータ３１では、筐体３６の内壁面３６ａに表面処理層が形成されている。本実施形態では、この表面処理層が、吸収部材３５である。

【0078】

吸収部材３５の表面処理層は、例えば、非晶質酸化アルミニウム、クロム、ニッケル、カーボン等を含有することができる。また、表面処理層の表面処理としては、特に限定されず、アルマイト処理、めっき処理、蒸着処理、又は吹き付け、刷毛塗り等の塗装処理であることが好ましい。

【0079】

なお、具体的に、表面処理層は、使用するレーザー光の波長により適宜選定することができる。例えば、アルマイト処理による黒色の表面処理層を用いた場合、可視波長域で、反射戻り光Ａの吸収率を高めることができる。なお、アルマイト処理による可視波長域（４００ｎｍ～６５０ｎｍ）の反射率は、３％～１０％程度である。また、アルマイト処理による黒色の表面処理層は、通常、より波長の大きい赤外波長域での反射率が高いため、赤外波長域で好適に使用することが難しいが、例えば、ツヤ消等の処理をすることにより、赤外波長域での反射率を低下させて用いてもよい。ツヤ消等の処理をすることにより、例えば、通常のツヤ有アルマイト処理で波長１０３０ｎｍの反射率が６０％程度であるところ、反射率を５％～５０％の範囲まで低減することができる。

【0080】

また、クロムめっきや、無電解ニッケルめっき等により黒色の表面処理をした場合は、可視波長域に加えて赤外波長域でも、反射戻り光Ａの吸収率を高めることができる。なお、クロムめっき処理による可視波長域（４００ｎｍ～６５０ｎｍ）の反射率は、３％～１０％程度であり、また、赤外波長域（８００ｎｍ～１４００ｎｍ）の反射率は、３％～１０％程度である。また、無電解ニッケルめっき処理による可視波長域（４００ｎｍ～６５０ｎｍ）の反射率は、２％～１０％程度であり、また、赤外波長域（８００ｎｍ～１４００ｎｍ）の反射率は、４％～１５％程度である。

【0081】

吸収部材３５の表面処理層の厚みは、例えば、１μｍ以上、１００μｍ以下とすることができる。

【0082】

その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0083】

第３の実施形態においても、第１の偏光子２で反射した反射戻り光Ａの光路に、反射戻り光Ａの少なくとも一部を吸収することのできる吸収部材３５が設けられている。そのため、筐体３６内での反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、光アイソレータ３１におけるアイソレーション特性等の特性に悪影響を及ぼし難くすることができる。従って、光アイソレータ３１は、信頼性に優れている。

【0084】

（第４の実施形態）
図１１（ａ）は、本発明の第４の実施形態に係る光アイソレータの光軸方向に沿う模式的断面図である。また、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示す断面の簡略図である。

【0085】

図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、光アイソレータ４１では、筐体４６の壁部の一部に貫通孔４５が設けられている。貫通孔４５は、第１の偏光子２により反射した反射戻り光Ａの少なくとも一部を通過させるように設けられている。従って、貫通孔４５は、反射戻り光Ａの光路に設けられている。

【0086】

貫通孔４５の形状は、反射戻り光Ａの少なくとも一部を通過させることができる限りにおいて、特に限定されないが、例えば、略円状や略矩形状、長孔とすることができる。

【0087】

貫通孔４５の大きさは、特に限定されないが、例えば、１ｍｍ以上、８ｍｍ以下とすることができる。貫通孔４５は、反射戻り光Ａが透過できる透明部材によって塞がれていても良く、反射戻り光Ａがより透過し易いように上記透明部材に反射防止膜を形成しても良い。

【0088】

その他の点は、第１の実施形態と同様である。

【0089】

第４の実施形態では、第１の偏光子２により反射した反射戻り光Ａの光路において、反射戻り光Ａの少なくとも一部を通過させるように貫通孔４５が設けられている。そのため、筐体４６内での反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、光アイソレータ４１におけるアイソレーション特性等の特性に悪影響を及ぼし難い。従って、光アイソレータ４１は、信頼性に優れている。

【0090】

［レーザー照射装置］
図１２は、本発明の一実施形態に係るレーザー照射装置の光軸方向に沿う断面の簡略図である。

【0091】

図１２に示すように、レーザー照射装置５１は、光アイソレータ１と、光源５２とを備える。光アイソレータ１の吸収部材５としては、上述したように、光源５２から発せられるレーザー光Ａ_０の波長に応じて、適宜選定することができる。

【0092】

レーザー照射装置５１では、光源５２から発せられるレーザー光Ａ_０が第１の偏光子２を通過し、直線偏光となって、ファラデー素子８に入射する。入射した光はファラデー素子８により４５°回転し、第２の偏光子３を通過する。第２の偏光子３を通過した光の一部が反射戻り光Ａとなり、偏光面が４５°の角度で第２の偏光子３を通過する。一方、第２の偏光子３を通過した反射戻り光Ａは、ファラデー素子８により、さらに４５°回転される。これにより、反射戻り光Ａの偏光面は、第１の偏光子２の光透過軸に対して９０°の直交偏光面となる。そのため、反射戻り光Ａは第１の偏光子２を透過できず、遮断される。なお、第１の偏光子２では、反射戻り光Ａが反射され、光軸方向Ｘに直交する方向に進行する。これにより、第１の偏光子２では、レーザー光Ａ_０の反射戻り光Ａを遮断することができる。

【0093】

また、レーザー照射装置５１では、第１の偏光子２で反射された反射戻り光Ａの少なくとも一部が吸収部材５で吸収されるため、反射戻り光Ａを減衰させることができる。従って、レーザー照射装置５１では、この吸収部材５を設けることにより、筐体６内での反射戻り光Ａの散乱を抑制することができ、光アイソレータ１におけるアイソレーション特性等の特性に悪影響を及ぼし難くすることができる。従って、レーザー照射装置５１は、信頼性に優れている。

【符号の説明】

【0094】

１、２１、３１、４１…光アイソレータ
２…第１の偏光子
３…第２の偏光子
４…ファラデー回転子
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、２５、３５…吸収部材
５ａ、５ｂ、５Ａａ、５Ｂａ、５Ｂｂ、５Ｂｃ、５Ｂｄ、５Ｃａ、３６ａ…内壁面
６、３６、４６…筐体
７…磁石
７ａ、９ａ、４５…貫通孔
７ｂ…第１の端面
７ｃ…第２の端面
７ｄ…側面
８…ファラデー素子
９…管部材
１１、１１Ａ、１１Ｂ…溝部
１１Ｃ…穴部
２５ａ…主面
５１…レーザー照射装置
５２…光源
Ａ_０…レーザー光
Ａ…反射戻り光
Ｘ…光軸方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】