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中赤外(MIR)域フリースペース用アイソレーター(2.20~4.55 µm)![]()
I2500C4 2.5 µm Center Wavelength I4500W4 4.5 µm Center Wavelength Related Items ![]() Please Wait ![]() Click to Enlarge 当社の狭帯域波長可変アイソレータは、規定のスペクトル域内(グラフの網掛け部分)であればどの波長でもピークアイソレーションが最大になるようチューニング可能です。 詳細は「波長のチューニング」タブをご参照ください。 カスタムアイソレータ
特長
こちらのフリースペース用アイソレータはチューニングが可能で、中赤外(MIR)スペクトル域(2.20~9.80 µm)用に設計されています。 ファラデーアイソレータとしても知られる光アイソレータは磁気光学デバイスで、光を一方向にだけ透過させるので、レーザなどの光源を後方反射から保護する際に使用されます。 後方反射は、強度雑音、周波数シフト、モードホッピングなどを引き起こし、レーザ光源を不安定にします。 また、後方反射光が大きくなると、光学素子に恒久的な損傷を与える場合があります。 ファラデーアイソレータの動作原理は「アイソレーターチュートリアル」タブをご参照ください。
当社の中赤外域用狭帯域波長可変アイソレータは、既定の中心波長でピークアイソレーションが得られるよう、工場でアライメントされています。 また、出射偏光子を入射偏光子に対してアライメント調整できるため、50~200 nmの範囲内であればアイソレーションのピークをどこにでも設定できます。詳細は下の表をご覧ください。 その他の仕様の詳細や波長ごとのアイソレーションのグラフについては「アイソレータの種類」タブをご覧ください。 各アイソレータの筐体には、伝播の方向を示す矢印が記されています。 また入射偏光子ならびに出射偏光子のアライメント状態を示す刻印がすべてのアイソレータに付いています。こちらのアイソレータはさまざまなアダプタに取り付けることができます。対応するアダプタは下記の各製品ごとの表、もしくはページ下のアダプタのご紹介をご参照ください。 当社では光ファイバーシステム用アイソレータやUV域用アイソレータもご用意しています(左のセレクションガイド表をご覧ください)。 標準品の中にご用途に適したアイソレータが見つからない場合は、「カスタムアイソレータ」のタブをご参照いただき、特注の製品として発注していただくことも可能です。詳細は当社までお問い合わせください。 当社はアイソレータの自社製造で25年以上の実績があり、ご希望の中心波長(244 nm~4.55 µm)にチューニングしたフリースペース用アイソレータをご提供可能です。垂直統合された製造施設により光アイソレータに使用されるファラデーローテータもご提供できます。ファラデーローテータは様々な種類の標準品を取り揃えており、またご要望に応じてカスタム仕様の製品もご提供可能です。 グラフの網掛け部分はアイソレータの波長チューニングレンジです。「波長チューニング」タブでご説明している通り、アイソレーションならびに透過曲線のピークは、出射偏光子を回転させることによりこの範囲内のどこにでもシフト可能です。 これらのグラフは理論値に基づいて作成されたものです。実際のアイソレーションや透過率の値は製造ユニットごとに異なります。 波長可変狭帯域アイソレータのチューニング
![]() Click to Enlarge アイソレータのチューニングが設計波長から離れるにしたがって、最大透過率が低下します。これは出射側偏光子の透過軸が出射光の偏光方向と一致しなくなるためです。 ![]() Click to Enlarge 当社の波長可変狭帯域アイソレータでは、狭いスペクトル範囲(網掛け部分)内の任意の波長でアイソレーションの最大値が達成できます。
![]() Click to Enlarge 設計波長以外の光は部分的に透過 ![]() Click to Enlarge 設計波長の光は伝搬しません 光学アイソレータの動作原理 ファラデーローテータによって生じる回転の大きさは波長に依存します。 つまり、設計波長以外の波長では、光の偏光面の回転は45°ではなくなります。 例えば4.5 μmの光の偏光面が45°回転する場合(設計波長が4.5 μmのとき)、4.45 μmの光では偏光面の回転が45.4°となります。4.45 μmの光が設計波長4.5 μmのアイソレータを逆方向に伝搬するとき、調整をしなければ、入力側偏光子の軸に対する偏光面の回転角度の合計は、45° + 46.5° = 91.5°となります。 出力側から入射された偏光成分のうち、入力側偏光子の軸に平行な光の偏光成分は透過されるので、アイソレーションの値が大きく低減します。 最大アイソレーション値を達成するには、偏光面の回転の合計が90°になることが必要なので、ファラデーアイソレータによって生じる余分な回転を補償するために、出射側の偏光子を回転する必要があります。 上記の場合、偏光子の新たな角度は45° + 45.4° = 90.4°となります。 この調整でアイソレーション値が増大して、設計波長での値が達成できるようになります。 波長チューニング後に得られる結果 ![]() マリュスの法則(Malus' Law) この数式において、θはファラデーローテータを伝搬した後の光の偏光面と偏光子の透過軸が形成する角度で 、I0は入射強度、そしてIは透過強度です。 当社の中赤外域用アイソレータでは透過率の低減はわずかです。 この例では(設計波長と使用波長の差が50 nmであるとき)、θ = 45.4° - 44.6° = 0.8°であるのでI = 0.9998 I0となります。 このケースでのグラフが上図です。 当社のアイソレータの筺体は、出射側アイソレータを回転しても、アイソレータの他の部分に影響を与えない設計です。 当社ではカスタムアイソレータを製造するサービスを提供しており(「カスタムアイソレータ」のタブをご参照ください)、特定の中心波長に対応する設計のアイソレータも製造できます。 これらのカスタムアイソレータは標準品の同等品と同じ価格でご提供しております。 詳細については当社までお問い合わせください。 チューニング手順チューニング可能な範囲でアイソレーション曲線を特定の波長に対して最適化するには、下記で説明する簡単な手順で出射側偏光子のアライメントを調整します。数十ナノメータ程度の範囲をカバーする場合、調整はわずかです。アイソレータは、最初に行うアライメント後は、微調整のみで済みます。微調整の手順はアイソレータの筺体の形によって多少異なりますが、当社のアイソレータの手順は基本的に類似しており、モデルごとのチューニング手順はアイソレータと共に出荷される取扱説明書に細かく記載してあります。 ステップ1: ステップ2: アダプタの六角固定ネジを締め付け、アイソレータを固定します。なお、アイソレータはチューニング用止めネジ(セットスクリュ)が露出している状態で固定する必要があります。 アイソレータを過度に前進させなければ、この位置でアイソレータは機械的に安定した状態にあります。したがってチューニング手順の終わりにアイソレータを再び挿入する必要はありません。 ステップ3: ステップ4: ステップ3の段階でアイソレータが過度に引き出されていなければ、これでアイソレータは機械的に安定した状態にあることになります。この時点でアイソレータを再び挿入しようとした場合、ミスアライメントが起こることがあります。 ![]() 固定狭帯域アイソレータこのアイソレータは設計波長で偏光回転角が45°になるように設定されています。偏光子は調整不可で、設計波長でアイソレーションが最大になるように設計されています。波長が変わるにつれてアイソレーションは低下します。グラフは代表的な特性を示しています。
![]() 可変狭帯域アイソレータアイソレータは設計波長で偏光回転角が45°になるように設定されています。使用する波長を変え るとファラデ回転角も変わるので、アイソレーションが低下します。再度最大アイソレーションを得るには、出射側偏光子を再度「曲線の中心」になるように回転させます。この回転は順方向での透過損失を招きます。この損失は、使用波長と設計波長間の差に従って大きくなります。
![]() 可変広帯域アイソレータアイソレ―タは設計波長で偏光回転角が45°になるように設定されています。アイソレータ上には チューニングリングがあり、内部の磁石に挿入されて いるファラデ回転子の長さを調整します。使用する波長を変えるとファラデ回転角も変わるので、アイソレーションが低下します。最大アイソレーションは、回転角が 45°になるようにチューニングリングを調節することによって得ることができます。
![]() 固定広帯域アイソレータ45° のファラデ回転子は45°結晶石英回転子と組み合わされて、出力光では合計で90°になります。この回転子の材料は2つとも波長に依存するので平坦なアイ ソレーションが得られます。このアイソレータは設計帯域幅で動作する場合は、チューニングや調整を行なう必要がありません。
![]() タンデム型アイソレータタンデム型アイソレータは、中央の1つの偏光子を共有する2つの直列のファラデ回転子で構成されています。2つの回転子が互い相殺しあうため、出力光の最終的な回転は0°になります。当社のタンデム型設計では、狭帯域で固定型または可変型のアイソレータとなっています。
偏光子の種類、サイズおよび光パワー限界当社では何種類かの偏光子の設計と製造を行っており、その偏光子は当社の様々なアイソレータで使用されています。設計特性の詳細は下記の通りです。アイソレータの型番の末尾の文字は、内部で使用されている偏光子の種類を示します。 光アイソレータのチュートリアル機能 光アイソレータの1方向性は、ファラデ 効果により実現されます。 1842年にMichael Faradayは、光が磁場にさらされたガラス(または別の材質)を透過すると、偏光面が回転するということを発見しました。 回転の向きは光の伝播方向ではなく、磁場の方位によって決まります。したがって回転は非相反的です。 回転量βはV x B x dで表されます。ここでV、B、dはそれぞれ下記のように定義されます。
![]() 図1. ファラデーローテータの直線偏光への影響 ファラデ回転β = V x B x d V:ベルデ定数。光学物質の特性でradian/T • mで表される。 B:磁束密度でテスラで表される。 d:光学物質を通過する光路の長さで、mで表される。 光アイソレータは、入射側偏光子、マグネット付きファラデーローテータ、出射側偏光子から構成されます。 入射側偏光子は、直線偏光だけをファラデーローテータに透過するフィルタとして機能します ファラデ素子によって入射光の偏光面は45°回転させられて、その後に光はもう1つの直線偏光子から出射します。 そこで入射信号に対して出射光は45°回転していることになります。 逆方向では、ファラデ回転子は順方向においてと同じ方向に光の偏光面を回転し続けるので、光の偏光面は入射信号に対して 90°回転していることになります。 光の偏光面は、この時点で入射側偏光子の透過軸に対して垂直となり、光エネルギーは偏光子の種類によって反射または吸収されます。
![]() 図2.1段型の偏光依存型アイソレータ。逆方向に伝搬する光は、入力側偏光子によって遮断されます。 偏光依存型アイソレータ順方向モード 2段型のアイソレータでは、出射側偏光子から出力された光がさらにファラデーローテータと偏光子を通るため、1段型のアイソレータよりもアイソレーションが高くなります。 逆方向モード
![]() 図3.1段型の偏光無依存型アイソレータ。 逆方向からの光は入力ポートには結合せず、筐体で散乱・吸収されます。 偏光無依存型ファイバーアイソレータ順方向モード 2段型のアイソレータでは、1段型のアイソレータに加え、さらにファラデーローテータ、1/2波長板、複屈折性ビーム分離プリズムが追加されており、光はこれらの素子を通ってコリメートレンズに出射されるため、1段型のアイソレータよりもアイソレーションが高くなります。 逆方向モード
一般情報損傷閾値 ![]() 図4. アイソレータ IO-5-780-HP入射前と出射後のパルス分散測定値 磁石 温度 パルス分散 τ: アイソレータ入射前のパルス幅 τ(z): アイソレータ出射後のパルス幅 例: カスタムアプリケーションサービス例
非標準のカスタム品お客様のご要望に最大限にお応えするため、ご希望の多いフリースペース型とファイバーアイソレータを標準品としてご用意しております。現在では90種類を超えるアイソレータを標準品としてラインナップしています。当社ではさらに、開口サイズ、波長範囲、パッケージサイズ、偏光子の異なる非標準品のアイソレータもカスタム品としてご提供しております。また、特定の動作温度にチューニングしたアイソレータや、発熱素子や冷却素子とサーミスタを内蔵したアイソレータを製造することも可能です。 非標準品のアイソレータのお見積りにつきましては、下記フォームを当社に送信していただくか、または当社までご連絡ください。 アイソレータにつきましては、当社では長年カスタム対応を行っており、様々な組み込み製品、研究機関のご要望にお応えして製品をご提供してきた実績があり、特別な設計要求仕様に合わせた製品をお届けすることができます。さらに、カスタム仕様のアイソレータのご提供とは別に、お客様のご用途に合わせた様々なカスタムアプリケーションサービスもご提供しています(上のカスタムアプリケーションサービス例をご参照ください)。
フリースペース型アイソレータ当社では標準品以外のフリースペース型アイソレータをニーズに柔軟に対応して製造しております。お客様のニーズに対応するため、当社の標準的な製品仕様に関しては、ほぼ全ての組み合わせで対応いたします。右の表には、ご提供可能な仕様の範囲が記載されています。 狭帯域波長と広帯域波長のいずれの製品仕様も選択可能です。製品のサイズは、必要とされる最大パワー値と開口サイズによって決まりますので、特別なご要望があれば、当社までお問い合わせください。
ファラデーローテータファラデーローテータは、532 nm~1550 nmの中心波長でご用意しております。当社のアイソレータに内蔵されている部品と同じ製品で、入射偏光を45°回転させます。偏光回転角度や中心波長の異なるファラデーローテータをご希望の場合には当社までご連絡ください。
ファイバーアイソレータ当社は、光学素子、ファイバ結合デバイスやアイソレータの経験を活かし、ファイバーアイソレータに関して、総合的なソリューションをご提供しています。広範囲の仕様をカバーするために、柔軟な製品設計を行なっています。現在は、1064 nm近辺の波長で、ファイバーアイソレータの最大パワー値を高める方向で設計・開発を進めています。またASEフィルタやタップを統合したモデルもご提供可能です。当社で対応可能な仕様の範囲については、右表をご参照ください。 多くの場合、ファイバの仕様がアイソレータの対応できる最大パワーを決定します。当社は組み込み製品、研究機関などで標準的なシングルモード、マルチモード、偏波保持(PM)ファイバ、ダブル、またはトリプルクラッドファイバに加え、10 µm~30 µmのLMAファイバやPM LMAファイバなど特殊なファイバの製造でもカスタム品の実績を積んでいます。 波長633 nm以下でご利用の場合は、フリースペース型アイソレータをFiberBenchと組み合わせて、ファイバ結合コンポーネントを構成していただくことをお勧めしています。FiberBenchシステムは、良好な結合効率でフリースペース型光学素子を光ファイバーシステムとしてお使いいただけるように設計された小型ベンチタイプのモジュールです。ご要望に応じて、下の写真のように、アイソレータを2個の位置決めピンが付いた光学マウントに取り付けた状態でお届けすることも可能です。 当社では現在、光ファイバーアイソレータを可視領域まで拡張する開発に取り組んでいます。詳細については、当社までお問い合わせください。 カスタム仕様光ファイバーアイソレータカスタム仕様フリースペース型アイソレータ、波長633 nm以下![]() Click to Enlarge 2個のスチール製ピンがFiberBenchに差し込まれています ![]() Click to Enlarge マウント済みアイソレータ
受注オプション下の表では、当社が過去に製造したアイソレータやローテータの特注品に関する情報を掲載しています。当社では製造したカスタム仕様アイソレータの部品のほとんどを在庫しています。 お見積りをご希望の場合には下記のNon-Stock Isolator Worksheetをご使用ください。
カスタム品注文書カスタム仕様のアイソレータのお見積りをご希望の場合は、下記を入力して送信するか、当社まで直接ご連絡ください。
下のセレクションガイドは、当社のフリースペース型アイソレータの全ての製品が掲載されています。波長域ごとの該当製品や仕様、アイソレータの種類についての詳細は、下のカラーバーをクリックするとご覧いただけます。なお、当社ではファイバーアイソレータやカスタムアイソレータもご提供しております。 ![]() ![]()
![]() I2300C4の概略図 ![]()
![]() I2500C4の概略図 ![]()
![]() I3400W4の概略図 ![]()
![]() I4500W4の概略図 ![]() これらのアダプタによって、当社のアイソレータの本体をØ12 mm~Ø12.7 mm(Ø1/2インチ)ポスト、Ø25 mm~Ø25.4 mm(Ø1インチ)ポスト、またはFiberBenchシステムに取り付けることができます。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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