CN1184259A - 应用磁光效应的光学器件 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种应用磁光效应的光学器件。包括:将入射光束反射成折射光束的反射镜片;通过入射和折射光束的磁光晶体;向磁光晶体施加磁场的第一单元;和根据控制信号改变磁场的第二单元。此结构可用小的磁光晶体,所以可提供小尺寸低成本的法拉第旋转器。通过对其增设偏振器,能够获得可调光衰减器。特别是,通过使用楔形镜片作偏振器,能够提供一种不依赖于偏振的光衰减器。

Description

应用磁光效应的光学器件

大体上，本发明涉及应用磁光效应的光学器件的减小尺寸。特别是，本发明涉及利用磁光晶体产生的法拉第旋转的光学器件例如光衰减器。

当光束通过置于磁场的磁光晶体例如YIG(钇铁石榴石)时，使光束根据磁光晶体的磁化矢量的幅度和方向以及磁光晶体的厚度，形成由磁光效应引起的法拉第转角。把基于这种原理的光学器件称为法拉第旋转器。通过永磁体产生的磁场对磁光晶体作用，使法拉第旋转器运作。由于用永磁体施加于磁光晶体的磁化矢量的幅度和方向是固定的，所以法拉第旋转器中的法拉第转角同样也不变化。

提出一种如在文献例如公开的日本专利No.Heil-264021中描述的包括仅用一个电磁体对磁光晶体施加磁场的法拉第旋转器的可调光衰减器。但是，如果仅使用一个电磁体，则未必总是使磁光晶体磁化达到饱和。在磁光晶体的磁化没有达到饱和时，在磁光晶体里面产生许多磁畴。象这样许多磁畴的存在造成光衰减器的衰减效果的可复现性变坏，即使能够保持良好的可复现性，但是难以产生衰减的平稳变化。此外，许多磁畴的存在也引起增大难以控制光在磁畴边界表面散射的衰减效果。

本发明的发明人提出了一种法拉第转角随通过永磁体和电磁体结合使用达到饱和的磁光晶体的磁化而变化的光学器件。有关详细情况请参看“OAA，FD9，154到157页，1996由Fukushima等人撰写”，这种光学器件是一种可调光衰减器，具有通过使驱动电流值在0到40毫安的范围内就能使衰减在1.6到25分贝范围内平稳地变化的特性。

象上述的一种具有可调的法拉第转角的法拉第旋转器能够应用于诸如任意改变偏振状态的偏振控制器和可调光衰减器之类的器件。例如，实际上装成尺寸为30毫米×25毫米×12毫米的实用规模的上述使用永磁体和电磁体的光衰减器能够被插入光中继器或其他器件内。如果考虑使用光衰减器，那末要求更紧凑和成本更低的器件。

因而本发明的目的是提供一种做得紧凑而又轻而易举地制造低成本的光学器件。从细读下面的描述便知道本发明的其他目的。

根据本发明的一个方面提供的光学器件包括：通过反射入射光束产生反射光束的反射镜片；为通过入射光束和反射光束而装有的磁光晶体；对磁光晶体施加磁场的第一装置；和根据控制信号改变磁场的第二装置。

由于在本发明提供的光学器件中反射镜片的使用，使磁光晶体不但对入射光束而且对反射光束产生作用，所以为形成一定的法拉第转角，磁场强度或者磁光晶体的厚度基本上能减小一半。因为磁光晶体的价格通常是昂贵的，所以减小磁光晶体的厚度是降低光学器件成本的一种有效途径。而且，减小所要求的磁场强度是使对磁光晶体施加磁场的永磁体或电磁体缩小的一种有效方法，或者是减小电磁体的驱动功率的有效方法。

从细读下面的描述和附加的权利要求书，同时参阅说明本发明一些实施例的附图，本发明的上述和其他的目的、特点和优点以及有关实施例的方法便更显而易见，而本发明本身将被最好地理解。

将根据参阅下列附图说明本发明，其中：

图1是表示用通常技术提供的可调法拉第旋转器的斜视图；

图2是用来描述磁场和图1所示的可调法拉第旋转器中使用的磁光晶体内磁化的说明图；

图3是表示用通常技术提供的可调光衰减器的示意图；

图4是表示由本发明提供的可调法拉第旋转器的基本结构的示意图；

图5是表示实现用作本发明提供的可调法拉第旋转器的实施例的示意图；

图6是表示实现由本发明提供的可调法拉第旋转器的另一实施例的示意图；

图7是表示实现由本发明提供的可调光衰减器的实施例的示意图；

图8是表示实现由本发明提供的与偏振无关的可调光衰减器的实施例的示意图；

图9是用来说明图8中所示的可调光衰减器运作的示意图；和

图10是表示实现适用于本发明的施加磁场单元的另一实施例的示意图。

最佳实施例的描述

由于细读下面的最佳实施例的详细描述，同时参阅说明实施例的附图，本发明将更显而易见。在所有的附图中，基本上用同样的标号表示同样的元件。

为了容易了解本发明的特点，在描述本发明提供的实施例之前，通过参阅图1到图3说明通常的可调法拉第旋转器和使用可调法拉第旋转器的可调光衰减器。

图1是表示用通常技术提供的可调法拉第旋转器的侧视图。如图所示，可调法拉第旋转器2包括磁光晶体4、对磁光晶体4施加磁场的永磁体6、在与永磁体6施加的磁场方向垂直的方向上对磁光晶体4施加另一磁场的电磁体8和向电磁体8供给驱动电流的可调电流源10。用切薄的YIG或诸如用外延晶体生长工艺制备的(GdBi)₃、(FeAlGa)₅O₁₂之类的材料组成磁光晶体4。永磁体6对磁光晶体4施加的磁场方向平行于光束12通过磁光晶体4的传播2方向、即Z轴方向。另一方面，电磁体8对磁光晶体4施加的磁场方向平行于与轴垂直的X轴。在图中也表示了既与X轴也与Z轴垂直的Y轴。使由永磁体6和电磁体8产生的磁场的总磁场强度固定在始终使磁光晶体4的磁化达到饱和的数值。

图2是用来描述图1所示的可调法拉第旋转器2中使用的磁光晶体4内磁化矢量的方向和幅度的说明图。现在让我们考虑对磁光晶体4施加仅由永磁体产生用标号14表示的磁场矢量代表的磁场的情况。在这样的情况中，引起的磁光晶体的总磁化矢量平行于Z轴，如标号16所示。同时，使施加的磁场强度(也就是磁场矢量14的长度)设定在使磁光晶体4的磁化达到饱和的数值，也就是不再增大磁化矢量16的长度。当在平行于X轴的方向上对磁化晶体4也施加由电磁体8产生的磁场，如用标号18表示的磁场矢量代表，产生总磁场，如用标号20表示的磁场矢量所示，也就是磁场矢量14和18的合成矢量。由总磁场矢量20代表的总磁场使磁光晶体4中用标号22表示的磁化矢量增大，磁化矢量22和磁场矢量20互相平行。前面所说到的磁饱和使磁化矢量22的长度等于磁化矢量16的长度。

尽管事实上磁光晶体的磁化幅度是恒定的，但是磁化矢量16对法拉第转角起作用的程度与磁化矢量22不相同。这是因为法拉第转角还取决于磁化矢量的方向和光束的传播方向形成的角度。通过磁化矢量16的形成状态与磁化矢量22形成状态比较，能够说明对法拉第转角起作用的程度上的差别。对此作详细说明，磁化矢量22的Z轴分量24比磁化矢量16的Z轴分量短，也就是说，磁化矢量16其本身使Z轴分量24引起的法拉第转角少一个与Z轴分量和磁化矢量16之差相应的量值。用cosα表示由磁化矢量22引起的法拉第转角与由磁化矢量16引起的法拉第转角之比，此处符号α是由磁化矢量16和22形成的夹角。

在这样的方法中，在图1所示的可调法拉第旋转器2中通过用可调电流源10调节磁场矢量18的长度改变角α，可以使对光束12构成的法拉第转角调定在任意数值上。此外，由于磁光晶体4的磁化始终是达到饱和的，所以也同样解决了如上所述由许多磁畴引起的问题。能够把磁光晶体4的磁化饱和状态理解为在磁光晶体内实质上只有一个磁畴存在的状态。

图3是表示用通常技术提供的可调光衰减器的示意图。如图所示，按次序计点，可调光衰减器包括安装在图中没有表示出的光源后面的光纤26、透镜28、双折射楔形镜片30、图1所示的可调法拉第旋转器2、另一片双折射楔形镜片32、另一个透镜30和另一条光纤36。

楔形镜片30和32具有相同的形状，以面对的表面相互平行的方式使楔形镜片30的顶面和底面分别面向楔形镜片32的底面和顶面。楔形镜片30和32的镜片座标轴在垂直于附图纸表面的平面上。由调节零输入到法拉第旋转器2的可调电流源10时损耗的数值确定镜片座标轴之间的位置关系。在下面的描述中，确定位置关系以使零输入时损耗为最小值，而楔形镜片30的镜片座标轴调整在平行于楔形镜片32的镜片座标轴的方向上。

从光纤26的端口射出的光通过透镜28被平行校正成平行光束。用标号38表示的光束代表该光束，略去光束的厚度。光束38通过楔形镜片30被分离成相当于寻常光线(0)的光束40和相当于非常光线(e)的光束42。光束40的偏振面垂直于光束42的偏振面。通过可调法拉第旋转器2使光束40和42的偏振面各自旋转相同的角度。光束44通过楔形镜片32被分离成相当于寻常光线的光束44和相当于非常光线的光束50。同样地，光束46通过楔形镜片32被分离成相当于非常光线的光束52和相当于寻常光线的光束54。

因为光束48、50、52和52经受折射滞后作用(历程)以及楔形镜片30和32的形状和布局，所以光束48和52是互相平行的而光束50不平行于光束54。因此，只有光束48和52通过透镜34被聚焦，射向光纤36。

光束48和52的总能量与光束50和54的总能量之比取决于法拉第旋转器2中的法拉第转角。另一方面，在法拉第旋转器2中的法拉第转角被固定的状态下光束48和52的总能量不依赖于从光纤26的端口射出光的偏振状态。用这样的方法，在图3所示的光衰减器中能够从电学上来平稳地调节衰减的大小而与输入光的偏振状态无关。

图4是表示由本发明提供的可调法拉第旋转器的基本结构的示意图。如图所示，可调法拉第旋转器包括反射镜片56、磁光晶体58、施加磁场单元60和调节单元62。反射镜片56使入射光束IB反射成反射光束RB。磁光晶体58被装在既透过入射光束IB又透过反射光束RB的位置。施加磁场单元60对磁光晶体58施加磁场，以致对每一次入射和反射光束IB和RB形成法拉第转角。调节单元62调节施加磁场单元60以使施加于磁光晶体58的磁场根据输到调节单元62的控制信号而变化。

用这样的结构，由于入射和反射光束IB和RB二者大体上都透过磁光晶体58，所以使入射和反射光束IB和RB在朝向施加磁场方向的相同方向上形成相同的法拉第转角。结果，在同一给定的磁场条件下，用来获得所要求的法拉第转角的磁光晶体58的厚度与用通常技术提供的磁光晶体的厚度相比，大体上可以减一半。

本发明的范围不受入射和反射光束IB和RB形成的角θ限制。例如，对于θ＝0，入射和反射光束IB和RB互相重合。假使这样的话，用后面描述的光循环器从入射光束IB分离出反射光束RB。另一方面就大于0度而小于5度的小角度θ来说，如将在后面描述的那样，为了使入射和反射光束IB和RB分别与对应的光纤耦合，可以使用通常的单透镜。不用说，也可以用许多透镜使入射和反射光束IB和RB分别对准相应的光纤。此外，为了省去透镜，可以用凹面镜作反射镜片56。图4表示了反射镜片56紧紧地粘附在磁光晶体58上。但是，应该指出，本发明不局限于象这样一种结构。例如空气或其他的光介质可以存在于反射镜片56和磁光晶体58之间的空隙中。

图5是表示实现由本发明提供的可调法拉第旋转器的实施例的示意图。如图所示，第一光纤64被用作输送入射光束IB。同样地，第二光纤66被用作导入反射光束RB。为了使第一和第二光纤64和66的端口64A和66A分别保持在互相隔开极微小的距离d的位置上，第一和第二光纤64和66分别被稳固地通入套筒68中的平行插孔68A和68B。为了通过大体上平行校正从端口64A射出的锥形光束获得入射光束IB，装有既面向端口64A也面向端口66A的普通单透镜70。在这里，反射镜片56具有相对于入射和反射光束IB和RB稍微倾斜等于θ/2倾斜角的平坦反射表面。

通过使元件之间的相对位置关系满足适当的条件，能够使反射光束RB通过透镜70聚焦成聚束输入光，输送到第二光纤66的端口66A。该条件一般由下列公式表示：

       d＝f×tanθ

此处符号θ是由入射和反射光束IB和RB形成的夹角，符号f为透镜70的焦距和符号d为从端口64A到端口66A的距离。

由于制造具有二个插孔的套筒的技术业已建立，所以能够高度准确地调准从端口64A到端口66A的距离，使耦合损耗量下降。而且，由于能够通过只调节套筒68、透镜70和反射镜片56之间的相对位置关系来组装可调法拉第旋转器，所以与通常技术相比，能够简化制造工艺。此外，使用普通单透镜70使可调法拉第旋转器做得紧凑而且制造费用低。

理想上使用的施加磁场单元60包括在第一方向上对磁光晶体58施加第一磁场的第一磁体和在不同于第一方向的第二方向上对磁光晶体58施加第二磁场的第二磁体。假使这样的话，在磁光晶体58的磁化达到饱和的条件下，调节单元62改变第一和/或第二磁场，使法拉第转角变化。伴随磁光晶体58的磁化达到饱和的同时，也同样减少由于散射引起的损耗量。

进一步描述用永磁体和电磁体分别作第一和第二磁体。用与电磁体连接的可调电流源作调节单元62。

再进一步描述调整第一和第二方向，使他们大体上互相垂直。象这样的方案中，在第一和/或第二磁场中的每单位变化能够增大法拉第转角中的变化。

图6是表示实现由本发明提供的可调法拉第旋转器的另一实施例的示意图。在本实施例的情况中，磁光晶体58具有按磁光晶体58的边分别沿着X、Y和Z轴的方式定位的立方体形状。X、Y和Z轴起垂直三维座标作用。用反射薄膜，例如在平行于xy面的磁光晶体58的表面上沉积的介质多层薄膜作反射镜片56。由于能够使反射薄膜形成很小的厚度，所以反射薄膜专用于小型可调法拉第旋转器。此外，介质多层薄膜易于制造。施加磁场单元60包括在Z轴方向上对磁光晶体58施加固定磁场的永磁体72和在X轴方向上对磁光晶体58施加可调磁场的电磁体74。调节单元62包括与电磁体74连接的可调电流源76。根据外部源向可调电流源76供给的控制信号，可调电流源76调节流过电磁体线圈的电流。

在图6所示的实施例的情况中，在紧靠反射镜片56的位置上入射和反射光束IB和RB平行于Z轴并互相重合。为了使入射和反射光束IB和RB互相分开，使用光循环器78。光循环器78有三个出入口78A、78B和78C。入射光束通过入口78A，然后在射入磁光晶体58之前通过出入口78B。在通过出入口78B以后，反射光束RB从反射镜片56射出，然后通过光循环器78的出口78C。在对本实施例常有的入射和反射光束IB和RB在垂直于反射片56的方向传播的情况中，光座标轴是容易调准的。

就图6所示的实施例来说，能够使永磁体72产生的固定磁场有效地作用于磁光晶体58。如下所述，通过与图1所示的按照通常技术的可调法拉第旋转器比较来说明磁场有效作用。

由于在通常的技术中实际使用的永磁体是不透明的，所以如图1所示，必须把永磁体6的二磁极，也就是说，N极和S极放在偏离光束12的位置上。根据这样的原因，包括永磁体6和磁光晶体4的磁回路的磁阻增大，不可能使永磁体6产生的磁场有效地作用于磁光晶体4。

另一方面就图6所示的实施例来说，由于反射镜片56建立向前和返回的光束路径，所以通过把反射镜片56放在永磁体72的一磁极和磁光晶体58的一端表面之间能够减小包括永磁体72和磁光晶体58的磁回路的磁阻。因此，能够使永磁体72产生的磁场有效地作用于磁光晶体58，除了永磁体72的尺寸随磁光晶体58的尺寸上的缩小而减小外还能使永磁体72的尺寸缩小。由于介质多层薄膜组成的反射镜片56的厚度一般只有几微米，所以事实上其磁阻可以忽略不计。

另一方面，由于电磁体74是用来在X轴方向上对磁光晶体58施加磁场，电磁体74的二个磁极可以粘附于磁光晶体58的二个端表面，所以能使包括电磁体74和磁光晶体58的磁回路的磁阻减小。应该注意，图6表示出在电磁体74的二个磁极和磁光晶体58之间形成的空隙仅仅是为了保持示意图的清晰度。用这样的方法，通过使电磁体74产生的磁场调定在实际上是垂直于入射和反射光束IB和RB的方向上，能够减小磁回路的磁阻，使电磁体74在尺寸上能减小而由此同样能减小消耗的功率值。

图7是表示实现本发明提供的可调光衰减器的实施例的示意图。与图5所示的可调法拉第旋转器比较，这种可调光衰减器的特点在于偏振器80被装在透镜70和磁光晶体58之间。

在本申请中使用技术名词“偏振器”指的是用来在射入的光束中仅选择通过具有预定偏振面的线偏振波的器件或者指的是用来使射入的光束分裂成二个具有互相垂直的振偏面的线偏振波的器件，或者具体地说，是一种偏振光束分裂器。

图7所示的偏振器80仅选择通过具有平行于附图纸面的偏振面的线偏振波分量。磁光晶体58使线偏振波分量二次形成法拉第转角。因此，通过根据控制信号改变由反射光束RB的偏振面和附图纸表面形成的角度来确定衰减的程度。在反射光束RB的偏振面平行于附图纸表面的情况中，获得最小衰减。在反射光束RB的偏振面垂直于附图纸表面的情况中，获得最大衰减。在这样的情况中，反射光束RB基本上不通过偏振器80。就此而论，本实施例可以提供能够从电学上改变衰减程度的可调光衰减器。

由于图7所示的实施例中使用的偏振器仅选择通过具有特定偏振面的线偏振波分量，所以在磁光晶体58的法拉第转角被固定的情况下，衰减随入射光束IB的偏振状态而变化。这就是说，图7所示的光衰减器显示出与偏振有关的特征。然而，根据本发明提供一种与偏振无关的可调光衰减器也是可能的。一种与偏振无关的可调光衰减器说明如下。

图8是表示实现由本发明提供的与偏振无关的可调光衰减器的实施例的示意图。与图7所示的光衰减器比较，本实施例特点在于使用双折射(二次折射)楔形镜片82作偏振器。楔形镜片82使射入光束分裂成在互相不同方向上传播的寻常光线和非常光线。能用金红石作制造楔形镜片82的材料。假使是这样的话，通过使楔形角设定在4度，能够获得寻常光线和非常光线之间约为1度的角距。就用金红石做楔形镜片82来说，非常光线的折射率比寻常光线的折射率大。楔形镜片82具有垂直于示意图纸表面的光轴。

应该注意到，与图7所示的套筒68比较，图8所示的套筒68被转动90度。详细地说，图7所示的光纤64和66被安装在套筒68里面平行于示意图纸表面的平面上。另一方面，图8所示的光纤64和66被安装在套筒68里面垂直于示意图纸表面的平面上。

图9是用来说明在图8中所示的可调光衰减器工作的示意图。使用的反射镜片56通过相对于如图9所示的反射镜片的反射面RP想象成一种假设的折叠结构，可以使图8所示的可调光衰减器的工作容易明白。图9表示的假设的磁光晶体58’、假设的楔形镜片82’和假设的透镜70’被装在相对于反射镜面RP分别与这些磁光晶体58、楔形镜片82和透镜70对称的位置。这样的假设想象可以使从第一光纤64到第二光纤66的光径容易明白。应该注意到，为了使示意图看上去简单一些，在图9中没有表示出施加磁场单元60和调节单元62。

从第一光纤64的出口端射出的光被透镜70平行校正成平行光束、略去光束的厚度，用标号84表示的光束代表该光束。光束84通过楔形镜片82被分裂成相当于寻常光线(0)的光束86和相当于非常光线(e)的光束88。光束86的偏振面垂直于光束88的偏振面。通过磁光晶体58和58’，光束86和88的偏振面朝传播方向各转动相同的角度，结果分别形成光束90和92。

光束90通过楔形镜片82’被分裂成相当于寻常光线的光束96和相当于非常光线的光束100。光束94在楔形镜片82上受到折射成为寻常光线而在楔形镜片82’上受到折射成为非常光线。另一方面，光束96在楔形镜片82和82’二者上受到折射都成为寻常光线。与光束94相反，光束98在楔形镜片82上受到折射成为非常光线而在楔形镜片82’上受到折射成为寻常光线。同样地，与光束96相反，光束100在楔形镜片82和82’二者上受到折射都成为非常光线。

由于假设的楔形镜片想象成具有与楔形镜片82同样的形状，所以光束94和98沿着互相平行的光径传播。因此，光束94和98通过透镜70’被聚焦，使他们成聚焦光束射入第二光纤66的端口66A。同时，光束96和100在一定的条件下不通向光纤66。一般用下列关系式表示该条件：

      a/f＜tanφ

此处符号φ是楔形镜片82的角距，符号a是第二光纤芯的直径和符号f是透镜70的焦距。

有理由说，光束94和98的总能量与光束96和100的总能量之比取决于由磁光晶体58和58’形成的法拉第转角。因此，通过用图8所示的施加磁场单元60改变法拉第转角，能够改变表示光衰减器的衰减程度的光从第一光纤传播到第二光纤的耦合效率。特别是，通过使光衰减器在磁光晶体58的磁化置于非常类似图6所示的实施例的达到饱和状态下工作，能够平稳地调节衰减的程度。另一方面就固定的法拉第转角来说，光束94和98的总能量不依赖从第一光纤64射出光的偏振状态。这是因为光束84由在楔形镜片82中的寻常和非常分量组成。因此，本实施例能够从电学上改变衰减的程度，因而，可以构成其衰减程度不依赖输入光束的偏振状态的光衰减器。

在磁光晶体58的法拉第转角等于0度情况下，整个光束86变成光束96而光束88全成为光束100。假使是这样的话，衰减程度达到其最大值。另一方面，在磁光晶体58的法拉第转角等于45度情况下，总法拉第转角等于90度并且整个光束86变成光束94而光束88全成为光束98。假使是这样的话，衰减程度达到其最大值。

如果在本实施例中使用类似图6所示的那一种施加磁场单元60和调节单元62，那未通过安排本实施例以使磁光晶体58在电磁体74产生的磁场强度为零时大体上形成等于45度的法拉第转角，能够获得相应于零电流的最小衰减的程度，在可调光衰减器实际使用中提供方便。作为一种替换方案，通过安排本实施例以使在电磁体74产生的磁场强度为零时磁光晶体58大体上形成大于45度的法拉第转角，比方说法拉第转角为50度，流通较小的电流就能获得较大的变化范围。

如下面通过与图3所示的可调光衰减器比较说明那样，本实施例可以允许可调光衰减器形成少量偏振波分散。在图3所示的可调光衰减器中，输入光纤36的光束48不但在楔形镜片30而且在楔形镜片32中经折射成寻常光线。另一方面，输入光纤36的光束52不但在楔形镜片30而且在楔形镜片32中经折射成非常光线。因而，在光束48和52之间产生滞后时间。因此，出现偏振波的分散是完全可能的。另一方面就本实施例来说，如早先所述，存在输入光纤66的光束94和98的折射滞后现象(历程)以与由折射共同引起的时间滞后互相抵消。因此，解决了偏振波分散的问题。而且，由于只要一片楔形镜片82是以满足本实施例进行操作，所以缩小可调光衰减器体积、降低生产费用和简化衰减器制作加工是可能的。

图10是表示实现适用于本发明的施加磁场单元60的另一实施例的示意图。与图6所示的可调光衰减器中所使用的施加磁场单元60相比较，使用二块永磁体72A和72B。永磁体72A具有平板形状。使反射镜片紧密粘附在永磁体72A的用作其一个磁极(也就是图中所示的S极)的平面和磁光晶体58之间。永磁体72B具有中间带通过入射和反射光束IB和RB的开孔的环状形状。为了使永磁体72A和72B能够构成大体上平行入射和反射光束IB和RB的固定磁场，用作其N极的永磁体72B的端表面被固定地安装在永磁体72A对面的磁光晶体58的端表面。根据本实施例，能够有效地使磁场作用于磁光晶休58。因此，实施例适于施加磁场单元的减小尺寸。

如上所述，本实施例提供了包括尽可能的降低象应用磁化效应的光衰减器之类的光学器件的体积和价格的优点。

应该注意到，在根据一些例证性的最佳实施例描述了本发明时，该描述不是用来在限制意义上作解释，也就是说，要明白本发明包括的内容不局限于上述最佳实施例的细节。由附加的权利要求书确定本发明的范围，因此本发明将包括属于与权利要求范围等效范围内的所有变化和变更。

Claims (20)

1.一种光学器件包括：

用作使入射光束反射成反射光束的反射器；

为通过所述的入射和反射光束而装有的磁光晶体；

向所述的磁光晶体施加磁场的第一装置；和

根据控制信号改变所述的磁场的第二装置。

2.根据权利要求1的光学器件，进一步包括用作提供所述的入射光束的第一光纤和用作引导所述的反射光束的第二光纤。

3.根据权利要2求的光学器件，其中

所述的第一光纤具有第一端而所述的第二光纤具有第二端；

使所述的第一端和所述的第二端分开预定的极微小的距离；

进一步安装的透镜，用于大体上校正从所述的第一端射出的光束以形成所述的入射光束；和

所述的反射器相对于所述的入射和反射光束稍微倾斜，以使所述的反射光束在输入所述的第二端之前被所述的透镜会聚。

4.根据权利要求3的光学器件，其中大体上满足d＝f×tanθ的条件，此处符号θ是由所述的入射和反射光束形成的角度，符号f是所述的透镜的焦距，和符号d是从所述的第一端到所述的第二端的距离。

5.根据权利要求2的光学器件，进一步包括套筒具有两个插入孔用于分别插入所述的第一和第二光纤。

6.根据权利要求1的光学器件，其中由所述的入射和反射光束形成的角度几乎为零并且进一步设有光循环器，用于将所述的入射光束与所述的反射光束分离。

7.根据权利要求1的光学器件，其中所述的反射器包括在所述的磁光晶体上形成的反射薄膜。

8.根据权利要求7的光学器件，其中所述的第一装置包括一个磁体而使所述的磁体的N和S极中任一磁极粘附于所述的反射薄膜。

9.根据权利要求7的光学器件，其中所述的反射器包括多层反射薄膜。

10.根据权利要求1的光学器件，其中所述的第一装置包括在第一方向上对所述的磁光晶体施加第一磁场的第一磁体和在不同于所述的第一方向的第二方向上对所述的磁光晶体施加第二磁场的第二磁体。

11.根据权利要求10的光学器件，其中使所述的第一和第二磁场的强度被设定在使所述的磁光晶体的磁化达到饱和的数值。

12.根据权利要求10的光学器件，其中所述的第一和第二磁体分别是永磁体和电磁体以及所述的第二装置包括与所述的电磁体连接的可变电流源。

13.根据权利要求12的光学器件，其中所述的第一方向和第二方向基本上是互相垂直。

14.根据权利要求12的光学器件，其中所述的第二方向基本是垂直于所述的第一和第二光束。

15.根据权利要求14的光学器件，其中所述磁光晶体当所述的第二磁场设定到零时，为所述的入射光束和反射光束提供基本上等于45度的法拉第转角。

16.根据权利要求14的光学器件，其中所述磁光晶体当所述的第二磁场设定到零时，为所述的入射光束和反射光束提供基本上大于45度的法拉第转角。

17.根据权利要示14的光学器件，其中：

所述的记磁体包括具有平坦表面的第一永磁体和具有开孔的第二永磁体；

所述的反射器被粘附在所述的平坦表面和所述的磁光晶体之间；和

所述的入射和反射光束通过所述的开孔。

18.根据权利要示1的光学器件，进一步包括：

第一光纤具有第一端用于提供所述的入射光束；

第二光纤具有第一端用于引导所述的反射光束；

面向所述的第一和第二端的透镜；和

在所述的透镜和所述的磁光晶体之间的装有的偏振器，

由此根据所述的控制信号所述的反射光束相对于所述的入射光束的衰减被改变。

19.根据权利要求18的光学器件，其中所述的偏振器包括用作使所述的入射光束分裂成在互相不同的方向上传播的寻常光线和非常光线，以使所述的衰减不再依赖于所述的入射光束的偏振状态的双折射楔形片。

20.根据权利要求19的光学器件，其中基本上满足a/f＜tanφ的条件，此处符号φ是由所述的寻常光线和所述的非常光线形成的角度、符号a是所述的第二光纤芯的直径，和符号f是所述的透镜的焦距。

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