Магнитооптический переключатель оптических каналов

Магнитооптический переключатель оптических каналов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к оптике И мажет быть использовано в системах оптической связи и оптической обработки информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы переключателя в режиме ячейки координатного коммутатора оптических каналов. Магнитооптический коммутатор содержит управляемые ротаторы 2 и 6 плоскости поляризации излучения a/ft на угол ±45, фиксированные ротаторы 3 и 5 плоскости поляризации измерения на угол 45° и фиксированные ротаторы 9 и 10 плоскости поляризации излучения на угол 90. На входе и выходе устройства установлены плоскопараллельные пластины 1 и 7 из двулучепреломляющего материала, вырезанные под углом 4Ь к оптической оси. Составная призма 4 Глана-Фуко с боковыми гранями, образующими угол 50 с плоскостью ее разреза, обеспечивает поляризационную нечувствительность коэффициентов отражения световых пучков от Ьоковых граней.. Вертикально полярнзованное излучение проходит через призму Глана-Фуко 4 напрямую. Если в шины Ш подать управляющие импульсы тока, переключающие управляемые ротаторы, то излучение, поступающее на вход Х, выходит вдоль оси У и наоборот, это дает возможность построить многоканальный координатный переключатель. 2 нл. $ (Л С со со о 0 ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 С 02 У 1/09

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ1Г „;;„;„.„-;„„-, К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ ВйьмиМекА

Я4ЛВТВ-ЧИНВЧйбЫМ . (46) 15 а07 92 Вюл (21) 3931892/25 (22) 28,05 ° 85 (71) Институт радиотехники и электроники AH СССР (72) Ф.В.Лисовский, С.Н.Антонов и В.M.Êîòîâ (53) 535.8(088.8) (56) Патент СИА М 3512867, кл. С 02 Р 1/09, 19.05.70 ° Appl.

Ор11св, 1982, В 21, М 11 р. 19431949. (54) МАГНИТООПТИЧЕСКИЙ ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЬ ОПТИЧЕСКИХ КАНАЛОВ (57) Изобретение относится к оптике и мсикет быть использовано в системах оптической связи и оптической обработки информации. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения работы переключателя в режиме ячейки координатно о коммутатора оптических каналов. Магнитооптический коммутатор содержит управляемые ротаторы

2 и 6 плоскости поляризации излучения. 80 1 336765 А1 на угол + 45 ° фиксированные ротаторы 3 и 5 плоскости поляризации иэо мерения на угол 45 и фиксированные ротаторы 9 и 10 плоскости поляризао ции излучения на угол 90.. На входе и выходе устройства установлены плоскопараллельные пластины 1 и 7 иэ двулучепреломляьщего материала, вь-ю резанные под углом 45 к оптической оси. Составная призма 4 Глана-Фуко с боковыми гранями, образующими угол

50 с плоскостью ее разреза, обесо печивает поляриэационную нечувствительность коэффициентов отражения световых пучков от блоковых граней..

Вертикально поляризованное излучение проходит через призму Глана-Фуко 4

- напрямую. Если в шины 1И„и И rtoдать управляющие импульсы тока, переклюеаюиие упраелаеиые ротаторы, то излучение, поступающее на вход Х1, выходит вдоль оси У, и наоборот, это Я дает воэможность построить многока" нальный координатный переключатель. ©

2 ил °

13367 ки од»оосиого кристалла, например из ,- о кальцита, и вырезат и под углом 4о к оптической ос и. Уттравллемые магттитооити теские роты Qp!.,! 2 н б выполиетты тз в»дт реп!! щетт»ых в»утри абмо- 50 ток злектромаг»»,o» плост;опараллельиых иласти» »з мо»окристаллов иагне11 тиков с а»изотропией типа легкая

Ось > тзырезаттттых исрп« »дикулярно оптической осн. Ось легкого ттаиагничиванил (ОЛЦ) должна быть ориентировапа под углом с к поверхности, лежащим в пределах 30 (G„j90, поле одноос»ой a!IIIзотропии Н„„должно пре55

Изобретение относится к конструкции иаг»нтооптического переключателя оптических- каналов, который может исттользоватьсл в качестве базовой лчейкн координатного коммутатора в систеиах оптической связи, оптической обработки информации и т.п.

Цель изобретения — расширение функцибнальных возможностей путем

10 обеспечения работы переключателг в режиме ячейки координатного коммутатора оптических каналов.

На фиг. 1 показан предлагаемый переключатель; на фиг. 2 — схеиа ко15 ординат»ого коммутатора оптических каналов, построенного на основе предлагаемого иереключателл.

Магнитооптический п реключатель содержит первую илоскопараллельную

20 пластину 1 иэ двулучепрелоиллющего ма. териала, первый управляемый магнитооптический ротатор 2 плоскости поляризации оптического излучения на

+45, первый фиксирован»ый ротатор 3 плоскости поллризации оптического излуче»ил иа 45 и составную призму

I т, расиozo!I:e»III»s, вдоль оси Х, Х,, второй фиксиpona»III:I!I poxavop 5 плоскoñ.ò! поляризации оптического иэлуЗо чà»I:Ii »а 45, второй управляемый магттт I ooII I II»ecx»II ротатор б плоскости поляризации оптического излучения на 45 и вторую ипоскоиараллельную пластину 7, расположе»пые »а оси

Y„Y параллель»ой»аправле»ию рас.— 35

IIpocIpaIIe. лучей, отраженных от плоскости 8 разреза призмы 4, Иежду каждой плоскопараллельной илас"..и»ой и 7 и каждым управляемым магнитооптическим ротатором 2 и б в ка»але одного луча расположены соответствен»о фиксироватптые ротаторы 9 и 10 плоскости поляризации оптического излуче»ил »а 90 . Плоскопараллельные пласт»»ы 1 тт 7 вь;ттол»е»ы иэ оитичес- 45

65 2 вышать намагниченность насыщения материала 4юИ,. При выполнении последнего условия вектор намагниченности И в отсутстви внешних воз" действий ориентируется вдоль ОЛН. (существуют дле возможные ориентаФ ции вектора И,, отличающиеся на

180 ). Толщина пластин 1 „ выбирается таким образом, чтобы 9 1„в1п 6„=45 (1) где 6 " удельное фарадеевское вращение па рабочей длине волны света.

Зто обеспечивает поворот плоскости поляризации линейно-поляризованного оптического излучения при прохождео нии через пластину на Т 45, знак еч плюс соответствует случаю (ИК) > О, знак минус — случаю (ЙК) < О.

Материалом для изготовления ротаторов могут служить, например, редкозеиельные ортоферрнты YFeO, Т Fe0> и др., удельное фарадеевское вращение которых в полосе прозрач" ности (1-5 мкм) составляет 5 «

«10 гряд/си. Ионокристаллы ортоферритов являются двухосныии оптическими кристаллами, причем оптические оси составляют с кристаллографической осью"с"угол = 50, а ОЛН совпадает с осью"с. Поэтому для пластин, вырезанных перпендикулярно оптической оси, угол 6 между ОЛН и поверхностью составляет 40 . Для обеспечения поворота плоскости поляризации света ня f 45 толщина пластин соглас»и формуле (1) должна составлять 1 мм. Иэ-эа большого поля одноос»ой анизотропии (Н„„ 10 ) пластины ортоферритов обычно находятся в монодомен»ом состоянии. Коэрцитивную силу пластин выбирают в пределах

Н,=10-20 3 и регулируют известными технологическими методами. Фиксирова»ные ротаторы 3 и 5 могут быть выпблнены в виде плоскопараллельиых пластин, аналогичных описанным выше пластинаи, используемым в управляемых ротаторах 2 и б, за исключением того, что коэрцитивная сила материала,. иэ которого они изготовлены, должна по ме»вшей мере в десять раэ превышать коэрцитивную силу материала управляемых ротаторов. Составная призма 4 выполнена в виде модин фицированной призмы Глана-Фуко с боковыми гранями, образующими угол

50 с плоскостью 8 ее разреза, и ориентирована своими основаниями перпендикулярно оси .Х,Х, . Ось Х,Х, составляет при этом с осью Y У, угол

Hñ

< Н у«с Hä,ю, (2) где Н вЂ” коэрцитивная сила материала, иэ которых выполнены управляемые ротаторы 2 и 6. Из условия (2) следует, что если управляющий ток подан только в шину Ш„ (или только в шину

Ш„), то управляемые ротаторы 2 и 6 не перемагничиваются. Если управля-. ющий ток подан в обе шины Ш „ и Ш„, то электромагниты создают поле 2Н „ р

)НС, происходит перемагничинание управляемых ротаторон 2 и 6 и вносимый иии угол поворота плоскости поляризации изменяется на +45 (или -45 ).

Необходимая длительность управляющих иипульсон тока. s p определяется временем перемагничивания материала, из которого изготовлены управляемые ротаторы 2 и Ь. Для ортоферритов зна" чение Г„„ 10100 нс.

Устройство работает следующим образом.

Неполяриэационный световой пучок, падающий по нормали на первую плоскопараллельную пластину 1 из двупреломляющего материала, после прохождения пластины 1 расщепляется на два параллельных поляризованных пучка с взаимно перпендикулярными плоскостями поляризации — вертикальной и горизонтальной. Горизонтально поляризованный пучок пропускается через полуволновую пластину 9, после прохождения которой становится вертикально поляризованным. Затем оба вертикально поляризованных пучка

Л l3

80 . При таком выполнении призмы

4 обыкновенные лучи с горизонтальной поляризацией после отражения от ее плоскости 8 разреза падают на боковую грань под углом 90, что обеспечивает поляриэационную нечувствительность, коэффициента отражения световых пучков от боковых граней. Фиксированные ротаторы 9 и 10 могут быть выполнены в виде полунолновых пластин. Электромагниты, ис" пользуемые для переключения управляемых ротаторов 2 и 6, имеют по две обмотки каждый, одна иэ которых включается в шину Х(Р1„), а другая - в шину У(Ш„) .Амплитуда импульсов тока I„„„ подаваемых в каждую шину Ш „и l11» выбирается таким образом, чтобы создаваемое током 1„„ поле Н „„р удонлетворяло условию

36765 4

55 поступают на упранляеиый ротатор 2, (так же, как и управляемый ротатор

6) н исходном состоянии вращает плос. кость поляризации света на +45 .

После прохождения управляемого ротатора 2 световые пучки поступают на фиксированный ротатор 3, который (так же, как и фиксированный ротатор 5) всегда поворачинает плоскость поляризации света на -45 . В итоге оба световых пучка снова окаэынаютчя вертикально поляризонанныии и проходят через приз...у Глана-Фуко 4 напрямую вдоль оси Х,Х, Аналогично неполяризонанный световой пучок, падающий по нормали на вторую плоскопараллельную пластину 7 из двупреломляющего материала, после прохождения через пластину расщепляется на два параллельных поляризованных пучка с взаимно перпендикулярныии плоскостями поляризации. Горизонтально поляризованный пучок пропускается через полуволновую пластину 10> после прохождения которой становится нертикально поляризонанныи. После прохождения управляемого 6 и неуправляемого 5 ротаторон и описанной ситуации оба световых пучка остаются вертикально поляризованными, и в результате проходят через призму 4 напрямую вдоль оси У,Х, . Если в шины

И и И одновременно подать управлях, у, loUjHL импульсы тока Iygpy то под дейВ стнием полей электромагнитов 2Н„„р происходит перемагничивание упранляемых ротаторов 2 и 6, н результате чего вносимый ими поворот плоскости поо ляризации становится ранныи +45 . В этих условиях световые пучки, проходящие сквозь пластины 1, 9 и ротаторы 2, 3, приобретают горизонтальную поляризацию и, отразившись от плоскости разреза 8 призмы 4, поступают на фиксированный ротатор 5. После прохождения ротаторон 5, 6 и пластины 10 световые пучки объединяются пластиной 7 и выходят через нее в направлении оси Y . Аналогично поляризованное световое излучение, падающее по нормали на пластину 7, в этих условиях будет передано в канал Х, по обратному пути.

Таким образом, если управляемые ротаторы 2 и 6 обеспечивают поворот плоскости поляризации на -45О, то входы Х, и У развязаны. Неполяризованное световое излучение, поступающее на вход Х,, выходит вдоль

I 336765

Составитель В.Рандошкин

Редактор Л.Курасова Техред Л.Сердюкова Корректор Е.Роиво

° Ф Э ф Ю

Ф

Тираж 362 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэббретений и открытий

l)3035, Иосква, Ж-35, Раувская наб., д. 4/5

3акав 2822/ДСП

Производственно-полигра4жческое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4