專利名稱：光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光通信、光測量等中使用的利用發(fā)拉第效應(yīng)的光隔離，更詳細(xì)地說，涉及光隔離器零件的光學(xué)元件組件的制造方法。
背景技術(shù)：
近年來，將半導(dǎo)體激光器作為光源的光通信系統(tǒng)或使用半導(dǎo)體激光器的光應(yīng)用機(jī)器已被廣范地利用起來，而且其用途及應(yīng)用范圍正進(jìn)一步擴(kuò)大。
為了提高這些光通信系統(tǒng)或光應(yīng)用機(jī)器的精度和安全性，除去返回半導(dǎo)體激光器的光是一種有效的方法，且使用光隔離器作為這種返回光除去裝置。
現(xiàn)有的光隔離器的一般結(jié)構(gòu)是它由將偏光鏡、法拉第旋光鏡及偏光鏡這至少3種光學(xué)元件沿一直線配置成的光學(xué)元件組件、產(chǎn)生磁場用的永磁鐵、以及將這些光學(xué)元件組件及永磁鐵固定并進(jìn)行保護(hù)用的保持架構(gòu)成。
迄今，作為將光學(xué)元件互相固定的方法及將光學(xué)元件固定在保持架上的方法，可以采用利用有機(jī)粘接劑進(jìn)行固定的方法，但該固定法難以長期維持粘接力，特別是由于溫度、濕度等環(huán)境條件變化，會引起粘接力下降。
因此，在光通信用中繼器等這種要求長期保持高度可靠性的光隔離器方面，提出了采用金屬融合法進(jìn)行固定的方法，以代替利用有機(jī)粘接劑進(jìn)行固定的方法，構(gòu)成光隔離器的方案。
利用這種金屬融合法進(jìn)行的粘接，被應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)葉片、磁控管及微波電子管的真空窗、以及大功率高頻發(fā)射管等廣闊領(lǐng)域，是一種已實(shí)用化的技術(shù)。這種金屬融合法用于在光隔離器中，通過在各光學(xué)元件的孔隙周圍形成的金屬鍍膜，將光學(xué)元件之間粘接起來，或?qū)⒐鈱W(xué)元件與保持架粘接起來。
該金屬鍍膜的材料隨著被粘接的材料不同而稍有不同，通常，為了確保緊密粘接力，形成由Cr、Ta、W、Ti、Mo、Ni、或Pt中的一種金屬構(gòu)成的層作為底層，或形成由含有這些金屬中的至少一種金屬的合金構(gòu)成的層，另外，使用Au、Ni、Pt等作為表面層。形成由Ni、Pt等構(gòu)成的層作為底層和表面層之間的中間層。
另外，作為熔合用的金屬，可使用Au-Sn合金、Pb-Sn合金、Au-Ge合金等軟釬料或各種焊料，但粘接強(qiáng)度大、融合溫度也比較低的Au-Sn合金軟釬料由于其粘接強(qiáng)度及操作性較好，所以最好用它作為金屬融合固定用材料。
作為上述金屬鍍膜的形成方法，已知有采用電鍍法的濕式工藝、以及真空蒸鍍法及濺射法等干式工藝，但為了防止在光學(xué)元件的光學(xué)面或防反射膜上產(chǎn)生缺陷或附著灰塵，多半采用干式工藝。
這里，圖29及圖30表示現(xiàn)有的金屬融合型光隔離器的制造方法。首先，如圖29(a)所示，用激光將外部保持架42和經(jīng)過鍍金處理的端部保持架40焊接起來，在其內(nèi)部依次配置著環(huán)狀的永磁鐵3、環(huán)狀的軟釬料14、在表面和背面都形成了金屬鍍膜10的偏光鏡50、環(huán)狀的軟釬料14、經(jīng)過鍍金處理的內(nèi)環(huán)15、環(huán)狀的軟釬料14、以及在一面形成了金屬鍍膜10的法拉第旋光鏡60，將它們放入熱處理爐中進(jìn)行它們之間的焊接。將該零件稱為零件A。
另一方面，如圖29(b)所示，在一面形成了金屬鍍膜10的偏光鏡70通過環(huán)狀的軟釬料14配置在經(jīng)過鍍金處理的端部保持架41上，將它們放入熱處理爐中進(jìn)行它們之間的焊接。將該零件稱為零件B。
然后，如圖30(a)所示，使偏光鏡70旋轉(zhuǎn)，以便使給定波長的光線從偏光鏡一側(cè)(零件B)入射后從偏光鏡一側(cè)(零件A)射出的光的能量最低，在光的能量達(dá)到最低位置將零件B嵌入零件A中，然后，用激光焊接機(jī)將端部保持架40、41和外部保持架42焊接起來，于是，如圖30(b)所示，零件A和零件B被組合在一起，制成了一個光隔離器1。
可是，現(xiàn)有的制造方法在大量生產(chǎn)和價格方面存在著重大的問題。即，偏光鏡、偏光鏡及法拉第旋光鏡各光學(xué)元件都是在10mm以上大小的方形光學(xué)材料板上形成防反射膜后，按1.6mm方形左右的尺寸切斷制成。然后，如圖31所示，一個光學(xué)元件20被固定在由支撐板17及遮光壓板18構(gòu)成的固定夾具上。利用該固定夾具，借助于金屬掩模19，將一個光學(xué)元件20上應(yīng)成為孔隙的區(qū)域遮住，利用真空蒸鍍法或?yàn)R射法這樣的干式工藝，按給定的形狀形成金屬鍍膜。
采用這種現(xiàn)有的制造方法時，將光學(xué)材料板切斷成1個光學(xué)元件后，在進(jìn)行清洗、以及將清洗后的光學(xué)元件定位在固定夾具上所需的工序中，要花費(fèi)非常多的時間，在大量的光學(xué)元件上形成金屬鍍膜有困難。
再者，如上所述，將偏光鏡、法拉第旋光鏡及端部保持架焊接后的零件A和將偏光鏡及端部保持架焊接后的零件B一組一組地調(diào)整角度后固定起來，為此所花費(fèi)的工時有礙于降低成本。
另外，還研究了對切出多個光學(xué)元件大小的偏光鏡材料板、法拉第旋光鏡材料板及偏光鏡材料板各光學(xué)材料板進(jìn)行直接焊接的方法，實(shí)施了利用真空蒸鍍法在金屬鍍膜上形成由軟釬料構(gòu)成的薄膜的方法?？墒牵纬绍涒F料膜的部分的面積相對于光學(xué)元件的全部面積來說很小，所以軟釬料的利用效率非常低，為了獲得充分的粘接狀態(tài)，必須形成數(shù)μm以上厚的軟釬料膜，致使成本增加，不實(shí)用。
本發(fā)明的技術(shù)課題是解決以上的問題，提供一種能使大量生產(chǎn)性好、價格便宜的可靠性高的光隔離器的制造方法。發(fā)明的公開如果采用本發(fā)明的第1方面，則能獲得這樣一種光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，即由至少將偏光鏡、法拉第旋光鏡及偏光鏡這3個光學(xué)元件沿一光軸整齊排列配置成的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于包括下述工序準(zhǔn)備可切出多個上述偏光鏡的偏光鏡材料板、可切出多個上述法拉第旋光鏡的法拉第旋光鏡材料板、及可切出多個上述偏光鏡的偏光鏡材料板至少這3種光學(xué)材料板，在上述偏光鏡材料板上與上述法拉第旋光鏡材料板相對的光學(xué)面上、在上述法拉第旋光鏡材料板上與上述偏光鏡材料板及偏光鏡材料板相對的光學(xué)面上、以及在上述偏光鏡材料板上與上述法拉第旋光鏡材料板相對的光學(xué)面上，在應(yīng)成為透光用的孔隙的區(qū)域以外的部分形成金屬鍍膜的金屬鍍膜形成工序；在該金屬鍍膜形成工序之后，將上述各光學(xué)材料板重疊，使上述偏光鏡材料板的偏振光方向相對于上述偏光鏡材料板的偏振光方向?qū)嶋H傾斜45°，利用在上述各光學(xué)面上形成的金屬鍍膜部分，將上述各光學(xué)材料板互相焊接起來的焊接工序；以及在該焊接工序之后，將上述各光學(xué)材料板切斷，切出多個上述光學(xué)元件組件的切斷工序。
如果采用本發(fā)明的第2方面，則能獲得本發(fā)明的第1方面所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述焊接工序之前，增加一道槽形成工序，即在與上述法拉第旋光鏡材料板相對的光學(xué)面和與上述偏光鏡材料板相對的光學(xué)面內(nèi)，至少在一方的光學(xué)面上形成以上述光學(xué)元件組件為單位切割上述各光學(xué)材料板用的第1槽，再在與上述偏光鏡材料板相對的光學(xué)面和與上述法拉第旋光鏡材料板相對的光學(xué)面內(nèi)，至少在一方的光學(xué)面上形成與上述第1槽相同圖形的第2槽，在上述切斷工序中，在上述第1及第2槽部分處切斷上述各光學(xué)材料板。
如果采用本發(fā)明的第3方面，則能獲得本發(fā)明的第2方面所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述槽形成工序之后，執(zhí)行上述金屬鍍膜形成工序，在該金屬鍍膜形成工序中，在構(gòu)成上述第1及第2槽的壁面上也形成上述金屬鍍膜，在上述切斷工序中，在上述第1及第2槽部分的中央部分切斷，以便使有形成了上述金屬鍍膜的壁面的部分在上述各光學(xué)元件的側(cè)面作為臺階部留下。
如果采用本發(fā)明的第4方面，則能獲得這樣一種光隔離器用光學(xué)元件組件，即偏光鏡、法拉第旋光鏡及偏光鏡至少這3個光學(xué)元件排列配置在一條光軸上，通過在上述各光學(xué)元件各自的光學(xué)面上的孔隙周邊形成的金屬鍍膜焊接起來，該光隔離器用光學(xué)元件組件的特征在于在上述各光學(xué)元件的側(cè)面形成臺階部，在該臺階部上形成金屬鍍膜，通過在該臺階部上形成的金屬鍍膜焊接在永磁鐵的電鍍部。
如果采用本發(fā)明的第5方面，則能獲得本發(fā)明的第1或第2方面所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述焊接工序中，重疊上述各光學(xué)材料板，使通過由上述金屬鍍膜規(guī)定了范圍的上述各光學(xué)材料板上的孔隙的同一處的光軸相對于與上述光學(xué)面正交的直線呈傾斜狀態(tài)，在此狀態(tài)下，用上述金屬鍍膜的部分焊接上述各光學(xué)材料板，在上述切斷工序中，沿上述光軸切斷上述各光學(xué)材料板。
如果采用本發(fā)明的第6方面，則能獲得這樣一種光隔離器用光學(xué)元件組件，即偏光鏡、法拉第旋光鏡及偏光鏡至少這3個光學(xué)元件排列配置在一條光軸上，通過在上述各光學(xué)元件各自的光學(xué)面上的孔隙周邊形成的金屬鍍膜焊接起來，該光隔離器用光學(xué)元件組件的特征在于與上述各光學(xué)元件的光學(xué)面正交的直線相對于通過上述各孔隙的同一處的光軸呈傾斜狀態(tài)，上述各光學(xué)元件的側(cè)面排列在同一平面上，且與上述光軸平行。
如果采用本發(fā)明的第7方面，則能獲得本發(fā)明的第1或第2方面所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述焊接工序之后，執(zhí)行在上述各光學(xué)材料板的光學(xué)面上涂敷具有疏水性的表面改質(zhì)劑的表面改質(zhì)工序，在該表面改質(zhì)工序之后，執(zhí)行上述切斷工序。
如果采用本發(fā)明的第8方面，則能獲得本發(fā)明的第7方面所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述表面改質(zhì)工序中使用的表面改質(zhì)劑是硅烷系列耦聯(lián)劑。
如果采用本發(fā)明的第9方面，則能獲得本發(fā)明的第7方面所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述表面改質(zhì)工序中使用的表面改質(zhì)劑是氟代烷基硅烷。
如果采用本發(fā)明的第10方面，則能獲得本發(fā)明的第1或第2方面所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述金屬鍍膜形成工序中，這樣形成上述金屬鍍膜，即利用該金屬鍍膜將用上述金屬鍍膜規(guī)定范圍的上述孔隙完全包圍。
如果采用本發(fā)明的第11方面，則能獲得本發(fā)明的第10方面所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述金屬鍍膜形成工序中，為了形成上述金屬鍍膜所使用的金屬掩模有覆蓋應(yīng)形成上述孔隙的區(qū)域的掩模部和連接該掩模部彼此之間的橋部，而且，上述掩模部覆蓋應(yīng)形成上述孔隙的區(qū)域時，上述橋部離開上述光學(xué)面。
附圖的簡單說明

圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例的槽形成工序的斜視圖。
圖2是表示第1實(shí)施例的金屬鍍膜形成工序的斜視圖。
圖3表示第1實(shí)施例的焊接工序，(a)是表示將軟釬料插入槽中后的狀態(tài)的斷面圖，(b)是表示焊接結(jié)束狀態(tài)的斷面圖。
圖4模式地表示第1實(shí)施例中的動作過程，(a)是將軟釬料插入槽中后的狀態(tài)的斷面圖，(b)是軟釬料融熔后的狀態(tài)的斷面圖。
圖5模式地表示第1實(shí)施例的變形例中的動作過程，(a)是將軟釬料插入槽中后的狀態(tài)的斷面圖，(b)是軟釬料融熔后的狀態(tài)的斷面圖。
圖6表示第1實(shí)施例的切斷工序，(a)是表示切斷前的狀態(tài)的斷面圖，(b)是表示切斷后的狀態(tài)的斷面圖。
圖7是用由第1實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件構(gòu)成的隔離器的斷面圖。
圖8是表示第1實(shí)施例的變形例中的金屬鍍膜形成工序的斜視圖。
圖9是表示本發(fā)明的第1實(shí)施例中的金屬鍍膜形成工序結(jié)束時的光學(xué)材料板的主要部分的斜視圖。
圖10表示將由第2實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件插入磁鐵中結(jié)合的狀態(tài)，(a)是在結(jié)合后的狀態(tài)下將一部分切去的斜視圖，(b)是插入時的斷面圖。
圖11是用由第2實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件構(gòu)成的光隔離器的斷面圖。
圖12是表示本發(fā)明的第3實(shí)施例中的金屬鍍膜形成工序及槽形成工序的斜視圖。
圖13是表示第3實(shí)施例中的焊接工序及切斷工序的斷面圖。
圖14是用由第3實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件構(gòu)成的光隔離器的斷面圖。
圖15是表示本發(fā)明的第4實(shí)施例中的焊接工序及切斷工序的斷面圖。
圖16是表示本發(fā)明的第5實(shí)施例中的焊接工序及切斷工序的斷面圖。
圖17是表示本發(fā)明的第6實(shí)施例中的焊接工序及切斷工序的斷面圖。
圖18是表示本發(fā)明的第7實(shí)施例中的槽形成工序及金屬鍍膜形成工序的斜視圖。
圖19是表示第7實(shí)施例中的焊接工序及切斷工序的斷面圖。
圖20是第7實(shí)施例中用的表面改質(zhì)劑的結(jié)構(gòu)式。
圖21是表示本發(fā)明的第7實(shí)施例的光隔離器及比較例的光隔離器的測定結(jié)果的圖。
圖22是本發(fā)明的第8實(shí)施例的制造方法中的槽形成工序后的光學(xué)材料板的斜視圖。
圖23是概略地表示在圖22所示的光學(xué)材料板上形成金屬鍍膜的金屬鍍膜形成工序的透視圖。
圖24是表示在圖23所示的金屬鍍膜形成工序時使用的金屬掩模的主要部分的斜視圖。
圖25表示焊接圖22所示的光學(xué)材料板的焊接工序，(a)是表示焊接前的狀態(tài)的斷面圖，(b)是表示焊接后的狀態(tài)的斷面圖。
圖26是表示將圖25所示的焊接后的光學(xué)材料板切斷的切斷工序的側(cè)視圖。
圖27是進(jìn)行比較用的制造方法的金屬鍍膜形成工序中使用的金屬掩模的俯視圖。
圖28是表示第8實(shí)施例的光隔離器及比較例的光隔離器的測定結(jié)果的圖表。
圖29表示現(xiàn)有的光隔離器的組裝方法，(a)是表示零件A的組裝方法的斷面圖，(b)是表示零件B的組裝方法的斷面圖。
圖30表示現(xiàn)有的光隔離器的組裝方法，(a)是表示將零件B嵌入零件A之前的狀態(tài)的斷面圖，(b)是表示將零件B嵌入零件A之后的狀態(tài)的斷面圖。
圖31表示現(xiàn)有的金屬鍍膜形成的狀態(tài)，(a)是斜視圖，(b)是斷面圖。
圖32是用現(xiàn)有的傾斜保持架使光學(xué)元件組件傾斜的光隔離器的斷面圖。
圖33是用現(xiàn)有的制造方法獲得的光學(xué)元件組件的透視圖。
實(shí)施發(fā)明用的最佳形態(tài)參照圖1至圖7，說明本發(fā)明的第1實(shí)施例。
首先，如圖1所示，準(zhǔn)備好可切出多個偏光鏡50的偏光鏡材料板5、可切出多個法拉第旋光鏡60的法拉第旋光鏡材料板6、及可切出多個偏光鏡70的偏光鏡材料板7等各種光學(xué)材料板。作為偏光鏡材料板5和偏光鏡材料板7，采用在兩表面上形成了防反射膜的金紅石單晶板。另外，作為法拉第旋光鏡材料板6，采用在兩表面上形成了防反射膜的石榴石單晶板。
在偏光鏡材料板5的與法拉第旋光鏡材料板6相對的光學(xué)面5a上、以及在法拉第旋光鏡材料板6的與偏光鏡材料板5相對的光學(xué)面6a上，形成以光學(xué)元件組件為單位切割各光學(xué)材料板用的格子狀的第1槽8。再在法拉第旋光鏡材料板6的與偏光鏡材料板7相對的光學(xué)面6b上、以及在偏光鏡材料板7的與法拉第旋光鏡材料板6相對的光學(xué)面7a上，形成與第1槽8圖形相同的第2槽9。在偏光鏡材料板5上形成的槽8的方向相對于金紅石單晶的C軸呈0°及90°的2個方向，在偏光鏡材料板7上形成的槽9的方向相對于金紅石單晶的C軸呈45°及135°的2個方向。
在以上的槽形成工序后，使用金屬掩模，在偏光鏡材料板5的與法拉第旋光鏡材料板6相對的光學(xué)面5a上、在法拉第旋光鏡材料板6的與偏光鏡材料板5及偏光鏡材料板7相對的光學(xué)面6a、6b上，以及在偏光鏡材料板7的與法拉第旋光鏡材料板6相對的光學(xué)面7a上等各光學(xué)面上，在應(yīng)成為透光用的孔隙11的區(qū)域以外的部分形成了金屬鍍膜10。這時，金屬鍍膜10的形成方法采用RF磁控管濺射法，所使用的金屬是Ti/Ni/Au，金屬鍍膜10為3層膜。圖2表示在偏光鏡材料板5上形成的金屬鍍膜10，在法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7上形成的金屬鍍膜10也一樣。
在以上的金屬鍍膜形成工序后，如圖3(a)所示，將各光學(xué)材料板5、6、7重疊，使偏光鏡材料板7的偏振光方向相對于偏光鏡材料板5的偏振光方向?qū)嶋H傾斜45°(在本實(shí)施例的情況下，可使第1槽8和第2槽9一致)，將棒狀軟釬料12插入槽8、9中，用熱處理爐進(jìn)行融熔-固化后，如圖3(b)所示，用在各光學(xué)面5a、6a、6b、7a上形成的金屬鍍膜10的部分，將各光學(xué)材料板5、6、7互相焊接起來。這時用的軟釬料12是Au-Sn(Au50atm％；融點(diǎn)為418℃)。
這樣，通過使偏光鏡材料板7的偏振光方向相對于偏光鏡材料板5的偏振光方向旋轉(zhuǎn)45°，則用按本實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件構(gòu)成光隔離器時，能獲得最大的消光比，所以通過在偏光鏡材料板5及偏光鏡材料板7上沿上述方向形成槽8、9，能省去以往進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)調(diào)整檢光鏡的工序，以使從偏光鏡一側(cè)入射后從偏光鏡一側(cè)射出的光的能量最低。
另外，光學(xué)材料板之間焊接時，為了能在大范圍內(nèi)獲得充分的粘接強(qiáng)度，在焊接工序中必須使必要的最低限度的軟釬料流入沿各光學(xué)材料板的大范圍形成的全部金屬鍍膜上。在本實(shí)施例中，如圖4(a)的模式圖所示，置于光學(xué)材料板5、6的槽8中的軟釬料12在熱處理爐中加熱而呈液體狀態(tài)后，如圖4(b)的模式圖所示，融熔了的軟釬料12通過槽8流入光學(xué)材料板的各角處，利用毛細(xì)管現(xiàn)象，焊接所需量的軟釬料從該槽8流入相對的金屬鍍膜10之間，冷卻后由金屬鍍膜10部分進(jìn)行焊接。這時，由于剩余的軟釬料12留在槽8中，所以不會因軟釬料流入光通過的部分而增大入射損失。另外，如圖5(a)所示，即使在只在光學(xué)材料板5、6兩者中的一個粘接面上形成槽8的變形例的情況下，如圖5(b)所示，與圖4(b)一樣，融熔了的軟釬料12只流金屬鍍膜10之間，所以融熔了的軟釬料12不流入孔隙11部分。
在以上的焊接工序后，如圖6(a)中的虛線所示，沿槽8、9切斷焊接后的各光學(xué)材料板5、6、7，如圖4(b)所示，從焊接后的各光學(xué)材料板5、6、7切出多個光學(xué)元件組件2。
通過將端部保持架40、41、永磁鐵3、外部保持架42焊接在如上獲得的光學(xué)元件組件2中，制成了圖7所示的光隔離器1。這時用的軟釬料是比焊接光學(xué)材料板的軟釬料12的融點(diǎn)低的Au-Sn(Au80atm％；融點(diǎn)為252℃)。
利用以上說明的工序，能大量地處理各光學(xué)元件上的金屬鍍膜的形成及各光學(xué)元件之間的焊接，所以能減少工序降低成本。
另外，在本實(shí)施例下，槽的斷面形狀呈長方形，但也可以是三角形、梯形等多邊形或半圓形、橢圓形，只要能插入軟釬料且能保持焊接時剩余的軟釬料即可。
另外，在本實(shí)施例下，將槽8、9配置成格子狀，但不受此限，如圖8中的變形例所示，可使槽8(9)沿一個方向并排設(shè)置。
另外，防反射膜的形成既可在槽的形成前、也可在形成后進(jìn)行。
另外，按本實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件是由偏光鏡、法拉第旋光鏡及偏光鏡3個光學(xué)元件構(gòu)成的所謂一級式光隔離器用組件，但本發(fā)明也能適用于將2個一級式光隔離器連接起來、由6個光學(xué)元件構(gòu)成的所謂二級式光隔離器用的光學(xué)元件組件，而且也能適用于中間結(jié)構(gòu)的由5個光學(xué)元件構(gòu)成的所謂1.5級式光隔離器用的光學(xué)元件組件。
其次，參照圖9至圖11說明本發(fā)明的第2實(shí)施例。
本實(shí)施例除了在金屬鍍膜形成工序中形成的金屬鍍膜的形狀及材質(zhì)、以及切斷工序中的光學(xué)材料板的切斷位置不同以外，與第1實(shí)施例相同。
圖9表示將3個光學(xué)材料板分別構(gòu)成各自的1個光學(xué)元件。由圖9可知，在本實(shí)施例的情況下，用金屬鍍膜形成工序形成的金屬鍍膜10不僅在光學(xué)面上、而且在構(gòu)成槽8、9的壁面80、90上也形成。該金屬鍍膜10形成厚0.35μm的Cr作為底膜，形成厚0.35μm的Ni作為中間膜，形成厚0.15μm的Au作為結(jié)合膜共3層膜。
然后，用第1軟釬料(Au-Sn280℃)12焊接各光學(xué)材料板5、6、7。
然后，在槽8、9的中央切斷焊接好的各光學(xué)材料板5、6、7，以使有形成了金屬鍍膜10的壁面80，90的部分作為臺階部51、61、71留在各光學(xué)元件50、60、70的側(cè)面上，獲得多個光學(xué)元件組件2。
其次，如圖10所示，將光學(xué)元件組件2插入永磁鐵3中，該永磁鐵3呈圓柱狀、沿中心軸方向形成長方體狀的穴30、在該穴30的4個角處形成退刀槽31、再在表面上鍍上Ni電鍍膜(膜厚10μm)32，利用第2軟釬料(Pb-Sn175℃)13，將光學(xué)元件組件2通過在其側(cè)面露出的金屬鍍膜10焊接在永磁鐵3上，制成光隔離器1。
順便提一下，在現(xiàn)有的光隔離器上，光學(xué)元件組件的焊接部不從已焊接的光學(xué)元件組件的側(cè)面露出。因此，不能利用該部分焊接光學(xué)元件組件和永磁鐵。在按本實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件的情況下，如上所述，在光學(xué)元件的側(cè)面有臺階部51、61、71，在這些臺階部51、61、71上有金屬鍍膜10，所以在焊接工序中，如圖11所示，第1軟釬料12也流到臺階部51、61、71的金屬鍍膜10上。因此，在所結(jié)合的光學(xué)元件組件2的側(cè)面能使第1軟釬料12露出，能在該部分用第2軟釬料13將光學(xué)元件組件2焊接在永磁鐵3上。
如上所述，在本實(shí)施例下，在各光學(xué)元件上形成臺階部，使金屬鍍膜在光學(xué)元件組件的側(cè)面露出，能在已附著在該側(cè)面的金屬鍍膜上的第1軟釬料的部分，用第2軟釬料將光學(xué)元件組件焊接在永磁鐵上。其結(jié)果是能不使用端部保持架及外部保持架而制成光隔離器。
另外，金屬鍍膜的材質(zhì)及軟釬料的材質(zhì)不限于在本實(shí)施例中使用的。
其次，參照圖12至圖14說明本發(fā)明的第3實(shí)施例。
為了使本實(shí)施例具有更優(yōu)異的特性，故使入射光的光軸相對于與光學(xué)面正交的直線呈傾斜狀態(tài)。
本實(shí)施例也基本上與第1實(shí)施例相同。
首先，準(zhǔn)備好其大小可切出多個偏光鏡50的縱橫長度相等的具有規(guī)定厚度的偏光鏡材料板5、其大小可切出多個法拉第旋光鏡60的縱橫長度與偏光鏡材料板5相等的具有規(guī)定厚度的法拉第旋光鏡材料板6、及其大小可切出多個偏光鏡70的縱橫長度與偏光鏡材料板5相等的具有規(guī)定厚度的偏光鏡材料板7。
其次，在偏光鏡材料板5的一面、法拉第旋光鏡材料板6的兩面及偏光鏡材料板7的一面上形成金屬鍍膜10。然后，在偏光鏡材料板5、法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7上形成了金屬鍍膜10的面上按格子狀形成槽8、9，如圖12所示，用偏光鏡材料板5上形成了金屬鍍膜10的面和偏光鏡材料板7上形成了金屬鍍膜10的面將法拉第旋光鏡材料板6夾在中間重合起來。這樣形成槽8、9，使在將各光學(xué)材料板的端部對齊并將各光學(xué)材料板重合時，能使槽8、9相對。
將光學(xué)材料板重合后，如圖13(a)所示，使偏光鏡材料板5、法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7的端部位于與相對于各光學(xué)材料板的光學(xué)面垂直的線相交成角度θ的直線上，以使槽8、9的位置及孔隙11的位置互相偏移。然后，將軟釬料12插入槽8、9中。通過這樣使各光學(xué)材料板互相偏移，以使通過各光學(xué)材料板上的孔隙的同一處的光軸相對于與光學(xué)材料板的光學(xué)面垂直的直線相交成角度θ。
插入的軟釬料12在熱處理爐中加熱而呈液體狀態(tài)后，如圖13(b)所示，焊接所需要的量的軟釬料利用毛細(xì)管現(xiàn)象，流入相對的金屬鍍膜10之間，冷卻后而被焊接起來。這時，由于剩余的軟釬料12留在槽8、9中，所以不會因軟釬料流入光通過的部分而增大入射損失。
其次，如圖13(b)中的虛線所示，將包括偏光鏡材料板5的偏光鏡50、一個光透射區(qū)、與其對應(yīng)的法拉第旋光鏡材料板6的法拉第旋光鏡60、一個光透射區(qū)、與其對應(yīng)的偏光鏡材料板7的偏光鏡70、一個光透射區(qū)這樣的一組和包圍這一組的各個光透射區(qū)的各金屬鍍膜10的部分作為一個光隔離器的光學(xué)元件組件2切出。
這樣，如圖13(c)所示，能從焊接好的各光學(xué)材料板得到多個光學(xué)元件組件2。
用按本實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件2構(gòu)成了圖14所示的光隔離器1。該光隔離器1由光學(xué)元件組件2、永磁鐵3、端部保持架40、41和外部保持架43構(gòu)成。由圖14可知，按本實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件2的各光學(xué)元件50、60、70是其斷面形狀呈平行四邊形的六面體，該光學(xué)元件組件2被配置在永磁鐵3內(nèi)，且被焊接在永磁鐵3的電鍍了金屬的內(nèi)壁上。該光隔離器1與現(xiàn)有的例如圖32所示的使光隔離器的光學(xué)元件組件2傾斜設(shè)置的光隔離器相比，各光學(xué)元件50、60、70的光學(xué)面上的除金屬鍍膜10的部分以外的大部分區(qū)域都能使用。即在使孔隙的大小相同的情況下，按本實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件能小型化。另外，能省去以往為了傾斜設(shè)置而使用的傾斜保持架43，所以與以往的產(chǎn)品相比，能小型化和低成本化。
其次，參照圖15說明本發(fā)明的第4實(shí)施例。
首先，與第3實(shí)施例一樣，準(zhǔn)備好其大小可切出多個偏光鏡50的縱橫長度相等的具有規(guī)定厚度的偏光鏡材料板5、其縱橫長度與偏光鏡材料板5相等的具有規(guī)定厚度的法拉第旋光鏡材料板6、及其縱橫長度與偏光鏡材料板5相等的具有規(guī)定厚度的偏光鏡材料板7。
其次，在偏光鏡材料板5的一面、法拉第旋光鏡材料板6的兩面及偏光鏡材料板7的一面上形成金屬鍍膜10。然后，在偏光鏡材料板5、法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7上形成了金屬鍍膜10的面上按格子狀形成槽8、9，采用與圖12所示相同的方法，用偏光鏡材料板5上形成了金屬鍍膜10的面和偏光鏡材料板7上形成了金屬鍍膜10的面將法拉第旋光鏡材料板6夾在中間重合起來。這里，各光學(xué)材料板5、6、7上的槽8、9與圖15(a)所示的相同，將各光學(xué)材料板5、6、7的端部對齊時，排列在與相對于各光學(xué)材料板的光學(xué)面垂直的直線相交成角度θ的直線上。通過這樣構(gòu)成，使通過各光學(xué)材料板上的孔隙的同一處的光軸相對于與光學(xué)材料板的光學(xué)面垂直的直線相交成角度θ。
將各光學(xué)材料板5、6、7重合后，將軟釬料12插入槽8、9中。插入的軟釬料12在熱處理爐中加熱而呈液體狀態(tài)后，如圖15(b)所示，焊接所需要的量的軟釬料利用毛細(xì)管現(xiàn)象，流入相對的金屬鍍膜10之間，冷卻后而被焊接起來。
其次，如圖15(b)中的虛線所示，將包括偏光鏡材料板5的偏光鏡50、一個光透射區(qū)、與其對應(yīng)的法拉第旋光鏡材料板6的法拉第旋光鏡60、一個光透射區(qū)、與其對應(yīng)的偏光鏡材料板7的偏光鏡70、一個光透射區(qū)這樣的一組和包圍該組的各個光透射區(qū)的各金屬鍍膜10的部分作為一個光隔離器的光學(xué)元件組件2切出。
這樣，如圖15(c)所示，能從焊接好的各光學(xué)材料板得到多個光學(xué)元件組件2。
圖16是表示本發(fā)明的第5實(shí)施例的光學(xué)元件組件的制造方法的工序的斷面圖。
本實(shí)施例與第3實(shí)施例近似。可是，在第3實(shí)施例中，是在形成金屬鍍膜10以后才形成槽8、9，但在本實(shí)施例中，首先，在偏光鏡材料板5的一面、法拉第旋光鏡材料板6的兩面及偏光鏡材料板7的一面上形成槽8、9。這里，在將各光學(xué)材料板的端部對齊并將各光學(xué)材料板重合時，槽8、9處于相對位置。形成該槽8、9后，在偏光鏡材料板5的一面、法拉第旋光鏡材料板6的兩面及偏光鏡材料板7的一面上形成金屬鍍膜10。
此后，通過執(zhí)行與第3實(shí)施例相同的工序，一次能制造出多個光學(xué)元件組件2。
圖17是表示本發(fā)明的第6實(shí)施例的光學(xué)元件組件的制造方法的工序的斷面圖。
本實(shí)施例與第4實(shí)施例近似?？墒牵诘?實(shí)施例中，是在形成金屬鍍膜10以后才形成槽8、9，但在本實(shí)施例中，與此相反。即，在本實(shí)施例中，首先，在偏光鏡材料板5的一面、法拉第旋光鏡材料板6的兩面及偏光鏡材料板7的一面上形成槽8、9。這里，如圖17(a)所示，在將各光學(xué)材料板5、6、7的端部對齊時，槽8、9排列在與相對于各光學(xué)材料板的光學(xué)面垂直的直線相交成角度θ的直線上。形成該槽8、9后，在偏光鏡材料板5的一面、法拉第旋光鏡材料板6的兩面及偏光鏡材料板7的一面上形成金屬鍍膜10。
此后，通過執(zhí)行與第4實(shí)施例相同的工序，一次能制造出多個光學(xué)元件組件2。
另外，在第3至第6實(shí)施例中，圖示出了將軟釬料12插入槽8、9中進(jìn)行焊接的方法，但也可采用蒸鍍法、濺射法或離子鍍敷法，在金屬鍍膜10上形成由軟釬料構(gòu)成的薄膜后進(jìn)行焊接，關(guān)于軟釬料的設(shè)置方法，不受第3至第4實(shí)施例的限制。
另外，在第3至第6實(shí)施例中，槽8、9的偏移方向既可以只沿圖12中的X軸方向，也可以只沿Y軸方向，或沿X軸和Y軸所夾的任意方向。
另外，在第3至第6實(shí)施例中，偏光鏡材料板5及偏光鏡材料板7采用了由金紅石單晶構(gòu)成的光學(xué)材料板。這些偏光鏡材料板5、法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7各自的縱橫尺寸為11mm×11mm。偏光鏡材料板5及偏光鏡材料板7的厚度為0.4mm，法拉第旋光鏡材料板6的厚度為0.485mm。另外，相對于各光學(xué)材料板的光學(xué)面垂直的直線和與該直線相交的直線所構(gòu)成的角度θ為4度。
下面，說明以增加了表面改質(zhì)工序?yàn)樘卣鞯牡?實(shí)施例。
在上述的實(shí)施例中，執(zhí)行切斷工序時，切削粉、冷卻水、光學(xué)材料板固定用的蠟等異物，往往進(jìn)入焊接后的光學(xué)材料板之間，即使進(jìn)行清洗，也不能將異物除去，致使合格率下降，但本實(shí)施例可防止這一現(xiàn)象的發(fā)生。
參照圖18至圖20，說明第7實(shí)施例。如圖18所示，將由板面尺寸為11mm×11mm的金紅石單晶構(gòu)成的板狀光學(xué)材料板作為偏光鏡材料板5及偏光鏡材料板7，另外，將具有11mm×11mm相同面積的板狀石榴石作為法拉第旋光鏡材料板6。與第1實(shí)施例相同，在這些光學(xué)材料板上形成槽8、9，然后形成金屬鍍膜10。此后，如圖19(a)、(b)所示，利用軟釬料12將各光學(xué)材料板5、6、7互相焊接起來。
此后，將焊接好的光學(xué)材料板浸漬在以異丙醇為溶劑、具有圖20所示結(jié)構(gòu)式的過氟代烷基硅烷[東芝硅(株)制1的0.5wt％溶液中，持續(xù)30分鐘，用120℃干燥1小時。這樣處理后，再在各光學(xué)材料板5、6、7的表面上涂敷疏水性的表面改質(zhì)材料。
然后，如圖19(c)所示，在槽8、9部位用切割鋸將焊接好的光學(xué)材料板切斷，切出尺寸為1.6mm×1.6mm的25個光隔離器的光學(xué)元件組件2。
其次，說明本實(shí)施例的效果。作為在光學(xué)材料表面上形成的防反射膜，通常是形成2～3層折射率不同的材料的薄膜。其中，用于最外層表面上材料多半使用SiO2、TiO2、以及A12O2膜。這些材料的表面能高，非?；顫姡沟们邢鞣?、水垢、蠟等塵埃牢固地附著在表面上。
因此，通過將疏水性表面改質(zhì)劑涂敷在防反射膜的表面上，使表面能下降，增大冷卻水或蠟同表面改質(zhì)劑的接觸角，能防止冷卻水或蠟進(jìn)入光學(xué)材料板之間的間隙中。另外，即使切削粉進(jìn)入間隙，由于表面改質(zhì)劑的作用，不會牢固地附著，能通過簡單地清洗而將其除去。
這里，作為疏水性表面改質(zhì)劑，最好是末端具有與氟系列樹脂的反應(yīng)性高的基且與底材之間的結(jié)合力強(qiáng)的物質(zhì)。與作為防反射膜使用的SiO2、TiO2、以及Al2O2反應(yīng)最強(qiáng)的該末端基，一般稱為耦聯(lián)劑的物質(zhì)最為有效，例如有硅烷系列耦聯(lián)劑及鈦酸鹽耦聯(lián)劑。其中，硅烷系列耦聯(lián)劑與氧化物表面中的(-OH)基、(-COOH)基進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，結(jié)合牢固，所以作為表面改質(zhì)劑非常好。
另外，能置換氟的碳直鏈功能基稱為氟代烷基硅烷，涂敷在防反射膜上后，牢固地結(jié)合在表面上，使表面能下降，所以能防止切斷時的切削粉、冷卻水及光學(xué)材料固定用的蠟進(jìn)入間隙中，另外，即使上述塵埃一旦進(jìn)入，也能通過簡單地清洗而將其除去，是特別推薦使用的。
一般在被處理面上涂敷一個分子厚的這些耦聯(lián)劑，就能充分地起作用，即使超過上述厚度，效果也不變。因此，將焊接好的光學(xué)材料浸漬在用溶劑將濃度稀釋到0.01～5wt％的溶液中后，加熱進(jìn)行光學(xué)材料表面的改質(zhì)處理。
為了確認(rèn)本實(shí)施例的有效性，采用一部分工序與本實(shí)施例不同的制造方法(以下稱為“比較例”)制成了光學(xué)元件組件。該比較例與本實(shí)施例不同之點(diǎn)僅在于不涂敷過氟代烷基硅烷就進(jìn)行切斷。
將由本實(shí)施例及比較例制成的光學(xué)元件組件固定在磁鐵中，構(gòu)成光隔離器，對其插入損失進(jìn)行了比較。
本實(shí)施例及比較例的光隔離器的插入損失的直方圖示于圖21。
由于一枚金紅石單晶本身的透射損失為0.01dB，一枚石榴石單晶為0.15dB，所以3枚晶體損失0.17dB，除此以外的大部分損失都是由在切斷工序中附著在光學(xué)材料板的光學(xué)面上的切削粉、水垢、蠟等塵埃造成的損失。
由圖21可知，比較例的光隔離器的損失大，而且很分散，與此不同，本實(shí)施例的光隔離器幾乎只是晶體本身的損失，大致全一樣。這表明各元件的間隙中沒有塵埃，本實(shí)施例十分有效。
如上所述，如果采用本實(shí)施例，則能提供一種能提高合格率的光學(xué)元件組件的制造方法，即通過將疏水性表面改質(zhì)劑涂敷在焊接好的光學(xué)材料板的表面上，然后再切斷，能防止切削粉、水垢及光學(xué)材料固定用的蠟進(jìn)入該間隙，而且，即使一旦有異物進(jìn)入，也能通過簡單地清洗將其除去。
而且，雖然在本實(shí)施例中，使用傾斜法作為表面處理劑的處理方法，但本實(shí)施例的目的在于對光學(xué)材料板表面進(jìn)行表面處理，至于處理方法不限于本實(shí)施例。
另外，在本實(shí)施例中，使用了直鏈碳數(shù)為7的氟代烷基硅烷，但隨著制造方法的不同，也可變更其直鏈碳數(shù)進(jìn)行合成，能獲得與本實(shí)施例相同的效果，所以氟代烷基硅的直鏈碳數(shù)不受本實(shí)施例中的直鏈碳數(shù)的限制。
下面，詳細(xì)說明本發(fā)明的第8實(shí)施例。本實(shí)施例的目的與第7實(shí)施例相同。
參照圖22至圖28，首先，如圖22所示，將由尺寸為11mm×11mm的金紅石單晶(厚1mm)構(gòu)成的板狀光學(xué)材料板作為偏光鏡材料板5及偏光鏡材料板7，另外，將具有11mm×11mm(厚0.5mm)的石榴石作為法拉第旋光鏡材料板6。偏光鏡材料板5的大小能切出多個偏光鏡50，同樣，法拉第旋光鏡材料板6的大小也能切出多個法拉第旋光鏡60，另外，偏光鏡材料板7的大小也能切出多個偏光鏡70。
在偏光鏡材料板5的與法拉第旋光鏡材料板6相對的光學(xué)面5a上及在法拉第旋光鏡材料板6的與偏光鏡材料板5相對的光學(xué)面6a上分別形成縱向及橫向的間距為1.6mm的第1槽8，再在法拉第旋光鏡材料板6的與偏光鏡材料板7相對的光學(xué)面6b上、以及在偏光鏡材料板7的與法拉第旋光鏡材料板6相對的光學(xué)面7a上分別形成與第1槽8的圖形相同的第2槽9。當(dāng)偏光鏡材料板7的偏振方向相對于偏光鏡材料板5的偏振方向?qū)嶋H上傾斜45°時，該第2槽9與第1槽8相對。利用第1及第2槽8、9，獲得了1.6mm方形的光學(xué)元件組件2共25組。
在以上的槽形成工序后，如圖23所示，在偏光鏡材料板5的與法拉第旋光鏡材料板6相對的光學(xué)面5a上、在法拉第旋光鏡材料板6的與偏光鏡材料板5及偏光鏡材料板7相對的光學(xué)面6a、6b上、以及在偏光鏡材料板7的與法拉第旋光鏡材料板6相對的光學(xué)面7a的各光學(xué)面上分別形成了金屬鍍膜10。這時，形成金屬鍍膜10使其不覆蓋應(yīng)成為各光學(xué)面上的孔隙11的區(qū)域。利用該金屬鍍膜10能在各光學(xué)面上規(guī)定出孔隙11的范圍。另外，該金屬鍍膜10將應(yīng)成為孔隙11的區(qū)域完全包圍。這樣，通過形成金屬鍍膜10，在后文所述的焊接工序中，在相對的金屬鍍膜10之間形成軟釬料層12’，利用這些金屬鍍膜10及軟釬料層12’，將在孔隙11的部分產(chǎn)生的間隙13完全堵塞。因此，如圖31所示，沒有構(gòu)成通到在孔隙11的部分產(chǎn)生的間隙13的開口，在后文所述的切斷工序中，異物16不會進(jìn)入間隙13。
在本實(shí)施例中，利用濺射法形成金屬鍍膜10。進(jìn)行濺射時使用圖24所示的金屬掩模140。該金屬掩模140由覆蓋應(yīng)成為孔隙11的區(qū)域的圓狀形掩模部141、連接各圓板狀掩模部141的棒狀橋部142和支撐它們的框部143構(gòu)成，當(dāng)然，掩模部141和橋部142之間是空間144。從圖24上來說，橋部142的光學(xué)材料板側(cè)面142a比掩模部141的光學(xué)材料板側(cè)面141a低，因此，掩模部141覆蓋應(yīng)成為孔隙11的區(qū)域時，橋部142離開光學(xué)面。該金屬掩模140的掩模部141的直徑為φ1.45mm，橋部142的寬度為0.2mm。另外，掩模部141及框部143的厚度為0.2mm，橋部142的厚度為0.1mm。
在以上的金屬掩模形成工序之后，如圖25(a)所示，將軟釬料12分別配置在第1及第2槽8、9中，將偏光鏡材料板5、法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7重疊起來，使偏光鏡材料板7的偏振光方向相對于偏光鏡材料板5的偏振光方向?qū)嶋H傾斜45°，在此狀態(tài)下，將這些光學(xué)材料板放入熱處理爐(圖中未示出)中，加熱軟釬料12。如圖25(a)所示，利用毛細(xì)管現(xiàn)象，被加熱而成液體狀的軟釬料12流入相對的金屬鍍膜10之間。此后，停止加熱，軟釬料12固化而成軟釬料層12’，利用該軟釬料層12’，在金屬鍍膜10的部分將偏光鏡材料板5、法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7互相接合起來。另外，在本實(shí)施例的情況下，在偏光鏡材料板7的與法拉第旋光鏡材料板6相對的面上也形成第2槽9，而且，當(dāng)偏光鏡材料板7的偏振方向相對于偏光鏡材料板5的偏振方向?qū)嶋H上傾斜45°時，該第2槽9與第1槽8相對，所以只要使第1槽8和第2槽9重合而將偏光鏡材料板5、法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7重疊起來，偏光鏡材料板7的偏振方向相對于偏光鏡材料板5的偏振方向?qū)嶋H上便呈傾斜45°的狀態(tài)。
在以上的焊接工序之后，如圖25(b)所示，在第1及第2槽8、9處將焊接好的光學(xué)材料板5、6、7切斷。利用該切斷工序如圖26所示，從焊接好的光學(xué)材料板切出多個光學(xué)元件組件2。
在本實(shí)施例中，由于在光學(xué)材料板5、6、7的光學(xué)面上形成金屬鍍膜10，以便將光學(xué)材料板5、6、7上應(yīng)成為孔隙11的區(qū)域完全包圍，所以從側(cè)面看焊接好的光學(xué)材料板5、6、7時，孔隙11的周圍被金屬鍍膜10及軟釬料層12’完全遮蔽。因此，沒有通向在孔隙11的部分產(chǎn)生的間隙13的開口，從而，在切斷焊接好的光學(xué)材料板5、6、7時，切削粉、冷卻水、固定用的蠟等異物，不會進(jìn)入在孔隙11的部分產(chǎn)生的間隙中。
在本實(shí)施例中，為了提高光學(xué)材料板5、6、7之間的粘接力，從而提高可靠性，除了應(yīng)成為孔隙11的區(qū)域以外，對光學(xué)材料板5、6、7的表面上形成的防反射膜進(jìn)行濺射腐蝕后，用濺射法形成金屬鍍膜10。進(jìn)行該濺射腐蝕時，如果用光敏抗蝕劑膜作為應(yīng)成為孔隙11的區(qū)域的掩模，因該光敏抗蝕劑膜不耐受濺射腐蝕，所以進(jìn)行該濺射腐蝕時，必須使用金屬掩模。在用濺射法形成金屬鍍膜時，也使用該金屬掩模，但若使用現(xiàn)有的金屬掩模時，則不能使金屬鍍膜的形狀呈完全包圍應(yīng)成為孔隙11的區(qū)域的形狀。這是因?yàn)橛媒饘傺谀r，必須有支撐覆蓋孔隙的掩模部分用的橋部，與該橋部相接的光學(xué)材料板的部分上就不能形成金屬鍍膜。關(guān)于這一點(diǎn)，本發(fā)明者進(jìn)行了深入地研究，找到了解決方法。即，在使覆蓋孔隙的金屬掩模的掩模部分不與光學(xué)材料板的光學(xué)面接觸的狀態(tài)下，這樣構(gòu)成金屬掩模，使橋部離開光學(xué)面，于是即使位于橋部的正下方的光學(xué)面，也能形成金屬鍍膜。之所以這樣能形成金屬鍍膜，是因?yàn)橹灰獦虿可晕㈦x開光學(xué)面，從電鍍材料飛來的粒子能迂徊到橋部的下側(cè)而附著在橋部正下方的光學(xué)面上。
為了證明本實(shí)施例的有效性，采用一部分工序與本實(shí)施例不同的制造方法(以下稱為“比較例”)制成了光學(xué)元件組件。本實(shí)施例與比較例不同之點(diǎn)僅在于在金屬鍍膜的形成工序中使用的金屬掩模不同，除此以外都相同。
在比較例中使用的金屬掩模如圖27所示，在正向加工的光學(xué)面(圖中未示出)的四角處也形成了金屬鍍膜。在圖27中，金屬掩模150上無陰影線的部分是光學(xué)面上形成金屬鍍膜用的孔151，包圍該孔151的陰影部分是覆蓋應(yīng)成為孔隙的區(qū)域的掩模部152。孔151呈正方形，其對角線長為1.5mm。使用該金屬掩模形成的金屬鍍膜10如圖33所示。
將由本實(shí)施例及比較例制成的光學(xué)元件組件分別固定在磁鐵中，對插入損失進(jìn)行了比較。
利用由本實(shí)施例獲得的光學(xué)元件組件的光隔離器(以下稱“本實(shí)施例的光隔離器”)，及利用由比較例獲得的光學(xué)元件組件的光隔離器(以下稱“比較例的光隔離器”)的插入損失的直方圖示于圖28。
晶體本身的透射損耗，每塊金紅單晶是0.01dB每塊石榴石單晶是0.15dB，所以三枚晶體是0.17dB的損耗，以上的損耗大部分是切削粉、水垢、臘等異物造成的損耗。
由圖28可知，比較例的光隔離器的損失大，而且很分散，與此不同，本實(shí)施例的光隔離器幾乎只是晶體本身的損失，大致全一樣。
這表明沿孔隙產(chǎn)生的間隙中沒有異物，本實(shí)施例十分有效。
另外，本實(shí)施例的特征部分在于形成金屬鍍膜以完全包圍了應(yīng)成為孔隙的區(qū)域，金屬鍍膜的形成工序不限于本實(shí)施例的這種利用濺射法的金屬鍍膜形成工序。作為除此以外的金屬鍍膜的形成方法，例如有在全部光學(xué)面上形成的金屬鍍膜上形成用光敏抗蝕劑形成的圖形后，用蝕刻法將金屬鍍膜上不要的部分除去的光蝕刻法；以及預(yù)先在光學(xué)面上的不需要形成金屬鍍膜的部分上形成光敏抗蝕劑，然后在全部光學(xué)面上形成金屬鍍膜，再將抗蝕膜和在它上面形成的金屬鍍膜除去的分離法。
另外，在本實(shí)施例的金屬鍍膜形成工序中所使用的金屬掩模，只不過是一個例子，本發(fā)明中使用的金屬掩模在濺射時只要橋部離開光學(xué)面即可，不受本實(shí)施例中使用的金屬掩模的形狀的限制。另外，孔隙的形狀除了圓形外，也可以是多邊形、橢圓形，孔隙的形狀不受本實(shí)施例的形狀的限制。
工業(yè)上利用的可能性本發(fā)明作為在將半導(dǎo)體激光器作為光源的光通信系統(tǒng)或使用半導(dǎo)體激光器的光應(yīng)用機(jī)器中使用的光隔離器的光學(xué)元件組件的制造方法是非常優(yōu)異的。
權(quán)利要求
1.一種光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，即由至少將偏光鏡、法拉第旋光鏡及偏光鏡這3個光學(xué)元件在一光軸配置成的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于包括下述工序準(zhǔn)備可切出多個上述偏光鏡的偏光鏡材料板、可切出多個上述法拉第旋光鏡的法拉第旋光鏡材料板、及可切出多個上述偏光鏡的偏光鏡材料板等至少3種光學(xué)材料板，在上述偏光鏡材料板上與上述法拉第旋光鏡材料板相對的光學(xué)面上、在上述法拉第旋光鏡材料板上與上述偏光鏡材料板及偏光鏡材料板相對的光學(xué)面、以及在上述偏光鏡材料板上與上述法拉第旋光鏡材料板相對的光學(xué)面的各光學(xué)面中，在應(yīng)成為透光用的孔隙的區(qū)域以外的部分形成金屬鍍膜的金屬鍍膜形成工序；在該金屬鍍膜形成工序之后，將上述各光學(xué)材料板重疊，使上述偏光鏡材料板的偏振光方向相對于上述偏光鏡材料板的偏振光方向?qū)嶋H傾斜45°，利用在上述各光學(xué)面上形成的金屬鍍膜部分，將上述各光學(xué)材料板互相焊接起來的焊接工序；以及在該焊接工序之后，將上述各光學(xué)材料板切斷，切出多個上述光學(xué)元件組件的切斷工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述焊接工序之前，增加一道槽形成工序，即在與上述法拉第旋光鏡材料板相對的光學(xué)面和與上述偏光鏡材料板相對的光學(xué)面內(nèi)，至少在一個的光學(xué)面上形成以上述光學(xué)元件組件為單位切割上述各光學(xué)材料板用的第1槽，再在與上述偏光鏡材料板相對的光學(xué)面和與上述法拉第旋光鏡材料板相對的光學(xué)面內(nèi)，至少在一個的光學(xué)面上形成與上述第1槽相同圖形的第2槽，在上述切斷工序中，在上述第1及第2槽部分處切斷上述各光學(xué)材料板。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述槽形成工序之后，執(zhí)行上述金屬鍍膜形成工序，在該金屬鍍膜形成工序中，在構(gòu)成上述第1及第2槽的壁面上也形成上述金屬鍍膜，在上述切斷工序中，在上述第1及第2槽部分的中央部分切斷，以便使有形成了上述金屬鍍膜的壁面的部分在上述各光學(xué)元件的側(cè)面作為臺階部留下。
4.一種光隔離器用光學(xué)元件組件，即偏光鏡、法拉第旋光鏡及偏光鏡至少這3個光學(xué)元件排列配置在一條光軸上，通過在上述各光學(xué)元件各自的光學(xué)面上的孔隙周邊形成的金屬鍍膜焊接起來，該光隔離器用光學(xué)元件組件的特征在于在上述各光學(xué)元件的側(cè)面形成臺階部，在該臺階部上形成金屬鍍膜，通過在該臺階部上形成的金屬鍍膜焊接到永久磁鐵的電鍍部。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述焊接工序中，重疊上述各光學(xué)材料板，使通過用上述金屬鍍膜規(guī)定范圍的上述各光學(xué)材料板上的孔隙的同一處的光軸相對于與上述光學(xué)面正交的直線呈傾斜狀態(tài)，在此狀態(tài)下，用上述金屬鍍膜的部分焊接上述各光學(xué)材料板，在上述切斷工序中，沿上述光軸切斷上述各光學(xué)材料板。
6.一種光隔離器用光學(xué)元件組件，即偏光鏡、法拉第旋光鏡及偏光鏡至少3個光學(xué)元件整齊地排列配置在一條光軸上，通過在上述各光學(xué)元件各自的光學(xué)面上的孔隙周邊形成的金屬鍍膜焊接起來，該光隔離器用光學(xué)元件組件的特征在于與上述各光學(xué)元件的光學(xué)面正交的直線相對于通過上述各孔隙的同一處的光軸呈傾斜狀態(tài)，上述各光學(xué)元件的側(cè)面排列在同一平面上，且與上述光軸平行。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述焊接工序之后，執(zhí)行在上述各光學(xué)材料板的光學(xué)面上涂敷具有疏水性的表面改質(zhì)劑的表面改質(zhì)工序，在該表面改質(zhì)工序之后進(jìn)行上述切斷工序。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述表面改質(zhì)工序中使用的表面改質(zhì)劑是硅烷系列耦聯(lián)劑。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述表面改質(zhì)工序中使用的表面改質(zhì)劑是氟代烷基硅烷。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述金屬鍍膜形成工序中，形成上述金屬鍍膜，使利用該金屬鍍膜將用上述金屬鍍膜規(guī)定范圍的上述孔隙完全包圍。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法，其特征在于在上述金屬鍍膜形成工序中，為了形成上述金屬鍍膜，使用的金屬掩模有覆蓋應(yīng)形成為上述孔隙的區(qū)域的掩模部和使該掩模部彼此連接的橋部，而且，上述掩模部覆蓋應(yīng)形成上述孔隙的區(qū)域時，上述橋部離開上述光學(xué)面。
全文摘要
一種至少將偏光鏡50、法拉第旋光鏡60及偏光鏡70這3個光學(xué)元件沿一光軸整齊地配置成的光隔離器用光學(xué)元件組件的制造方法。其特征是將偏光鏡材料板5、法拉第旋光鏡材料板6及偏光鏡材料板7焊接起來，切斷這些焊接好的光學(xué)材料板，一次制成多個光隔離器用光學(xué)元件組件2。本發(fā)明有利于大量生產(chǎn)，能大幅度降低光學(xué)元件組件的成本。
文檔編號G02B27/28GK1146245SQ95192601
公開日1997年3月26日 申請日期1995年12月27日 優(yōu)先權(quán)日1994年12月27日
發(fā)明者大澤隆二 申請人:株式會社東金