DE60312431T2

DE60312431T2 - Integrierter magneto-optischer Modulator mit optischem Isolator

Info

Publication number: DE60312431T2
Application number: DE60312431T
Authority: DE
Inventors: Hisashi Otsu-shi Minemoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2002-05-09
Filing date: 2003-05-09
Publication date: 2007-11-29
Anticipated expiration: 2023-05-10
Also published as: DE60312431D1; CN1484392A; CN100336321C; EP1361473B1; EP1361473A1; US20030218792A1; US6927909B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen integrierten magneto-optischen Modulator mit optischem Isolator, der einen optischen Isolator, der in der optischen Kommunikation eingesetzt wird, und einen optischen Modulator, der Licht moduliert indem der magneto-optische Effekt eingesetzt wird, integriert; auf ein Verfahren zum Herstellen desselben; und auf ein optisches Kommunikationssystem, das denselben [den integrierten Modulator] benutzt.
EP 1 202 105 offenbart ein optisches Übertragungssystem, das mit einem magneto-optischen Modulator ausgestattet ist. Das System umfasst eine Lichtquelle, einen Polarisator, wobei der magneto-optische Modulator ein den Faraday-Effekt verwendendes magneto-optisches Element umfasst, einen Analysator, einen Hochfrequenzfeld-Generator, der so funktioniert, dass ein hochfrequentes magnetisches Feld an das magneto-optische Element angelegt wird, einen Impedanzeinsteller, der so funktioniert, dass die elektrische Impedanz des Hochfrequenzfeld-Generators so eingestellt wird, dass eine effektive Übertragung des Signals von einem Hochfrequenz-Generator zu dem Hochfrequenzfeld-Generator erzielt wird, einen Gleichstromfeld-Generator zum Beaufschlagen eines vorausrichtenden Gleichstromfelds auf das magneto-optische Element, eine Lichtleitfaser und einen optischen Empfänger.
In allen in EP 1 202 105 offenbarten Ausführungsformen wird das Hochfrequenzfeld in einer Richtung parallel zu der Ausbreitungsrichtung des Lichts angelegt. Das vorausrichtende Gleichstromfeld wird in einer Gleichstromfeld beaufschlagungsrichtung A oder B oder einer beliebigen Richtung in einer A und B enthaltenen Ebene senkrecht zu der Lichtausbreitungsrichtung angelegt. Das vorausrichtende Gleichstromfeld wird senkrecht zu dem Hochfrequenzfeld oder innerhalb eines Bereichs von 90° ± 30° zu der Richtung des Anlegens des Hochfrequenzfelds beaufschlagt.
US 5 598 492 offenbart eine optische Vorrichtung mit einem metallisch-ferromagnetischen Wellenleiter-Isolator, der mit einer einen Wellenleiter enthaltenden optischen Isolatorvorrichtung und/oder mit einem Diodenlaser oder Diodenlaserverstärker integriert ist. Der optische Isolator umfasst einen Hauptteil aus einem Halbleitermaterial mit einem Wellenleiter darin, einem TE Modus-Eingang an einem Ende des Hauptteils, einem Analysator mit einem Bragg-Ablenkungsgitter, einem TE-TM Modus-Konverter mit Faraday-Rotator, und einem umgekehrten, als Kammfilter arbeitenden TE-TM Modus-Konverter, der einen Ausgang bildet.
JP-04-274204 offenbart eine optische Übertragungsvorrichtung umfassend ein Substrat und ferner einen Halbleiterlaser, der einen Lichtstrahl ausgibt, einen optischen Modulator zum Modulieren des Lichtstrahls und eine Lichtleitfaser, in die der modulierte Lichtstrahl eingegeben wird. Die vorgenannten Elemente werden auf dem Substrat wie folgt befestigt. Der optische Modulator umfasst einen kugelförmigen Vorsprung an seiner unteren Oberfläche, während das Substrat mindestens eine kugelförmige Vertiefung mit demselben Radius aufweist, um den kugelförmigen Vorsprung befestigend aufzunehmen und so den Modulator aufzunehmen. Diese Druckschrift offenbart nicht, dass ein einziges polarisierendes Element als ein Analysator einer optischen Isolationseinheit und als ein Polarisator einer nachfolgenden optischen Modulationseinheit eingesetzt wird und ebenfalls nicht, dass Elemente in einer Weise mit Kontakt von Fläche zu Fläche angeordnet sind.
WO 99/15928 offenbart eine integrierte optische Übertragungsvorrichtung umfassend: einen Zusammenbau eines optischen Kopfs zum Erzeugen eines optischen Strahls; einen optischen Modulator zum Bereitstellen von Modulation für den Strahl in Antwort auf Modulationssignale; Schnittstellenoptik, beispielsweise eine GRIN (abgestufter Brechungsindex, Englisch: Graded Refractive Index) – Linse zum Zusammenfügen des optischen Kopfs und des Modulators; und einen Generator zum Erzeugen eines externen Signals zum Erzeugen des modulierten Signals. In einer Ausführungsform umfasst ein Zusammenbau eines Laserkopfs eine Laserdiode zum Erzeugen eines optischen Strahls, eine erste und zweite asphärische Linse zum Fokussieren und Kollimieren des Strahls und einen optischen Isolator zum Verhindern, dass Licht, das von einem beliebigen Punkt abwärts auf der optischen Verbindung reflektiert wird, in die Laserdiode 20 zurückkehrt. Der optische Modulator selbst ist ein integrierter optischer Schaltkreis (IOC, Englisch: Integrated Optical Circuit), der in Lithiumniobat (LiNbO₃) hergestellt ist. Der optische Isolator ist in dem Zusammenbau des optischen Laserkopfs enthalten, der eine von der optischen Modulatoreinheit getrennte Einheit ist. Auch diese Druckschrift offenbart nicht, dass ein einzelnes polarisierendes Element als ein Analysator und eine optische Isolatoreinheit und als ein Polarisator einer nachfolgenden optischen Modulatoreinheit eingesetzt wird, und auch nicht, dass die Elemente in einer Weise mit Kontakt von Fläche zu Fläche angeordnet sind.
US 3 495 189 offenbart einen Breitbandmodulator aus magneto-optischem Granat, umfassend: eine kohärente Lichtquelle, einen Polarisator, eine Fokussierlinse zum Fokussieren des kohärenten Lichts zum Einkoppeln in einen Modulator, wobei der Modulator ein Modulator aus substituiertem Granat und ein Analysator ist. Der Modulator aus substituiertem Granat ist so angepasst, dass sich Licht in der kristallographischen [100] Richtung dadurch hindurch ausbreitet. Ein externes magnetisches Vorausrichtungsfeld wird angelegt, mit einer Komponente senkrecht zu der Lichtausbreitungsrichtung, d.h. einer Komponente in der kristallographischen [110] Richtung, so dass der Modulator magnetisch gesättigt bleibt. Der Modulator weist im Wesentlichen eine zylindrische Form auf und die Zylinderachse ist im Wesentlichen parallel zu der Lichtausbreitungsrichtung. Um die Zylinderoberfläche wir eine Wicklung bereitgestellt und ein Modulationsstrom wird da hindurch geleitet, um so ein modulierendes magnetisches Feld in der Lichtausbreitungsrichtung anzulegen. Die kreisförmigen Lichttransmissionsoberflächen können teilweise reflektierend sein.
In einem Zweiwegesystem wird der Modulator mit einem reflektierenden Ende versehen, so dass bewirkt wird, dass der Strahl den kristallinen Modulator erneut durchläuft, wobei durch dieses erneute Durchqueren ein gleicher Grad der Modulation hinzugefügt wird. Das Zweiwegesystem umfasst eine kohärente Lichtquelle, die einen Strahl erzeugt, einen ebenen Polarisator zum Durchleiten eines polarisierten Strahls, ein Wollaston Prisma zum Abbiegen und Übertragen des Strahls, ein statischer 45° Rotator zum Drehen der Ebene der Polarisation und der Modulator weist ein reflektierendes Ende auf. Ein Strahl, der durch das Wollaston Prisma, den 45° Rotator und den Modulator hindurchgelaufen ist, und der an dem reflektierenden Ende reflektiert worden ist, läuft auf seinem Rückweg noch einmal durch den 45° Rotator, und beim Erreichen des Wollaston Prismas ist er um insgesamt 90° gedreht, wo er dann aus dem Lichtpfad von der Lichtquelle zu dem Modulator abgelenkt wird.
Ein elektrooptischer Modulator, wie etwa eine Pockels-Zelle, ist in herkömmlichen optischen Kommunikationssystemen weit verbreitet eingesetzt worden. Insbesondere ist ein optischer Wellenleiter-Modulator, der einen elektro-optischen Effekt des LiNbO₃ Kristalls einsetzt, ein typischer Vertreter (Nishihara et al., Optical Integrated Circuit, Seiten 298-304, 1985, Ohm.sha). Jedoch weist der den elektrooptischen Kristall einsetzende optische Modulator einen Nachteil dahingehend auf, dass er unter der Gleichstrom-Drift leidet (J.Appl.Phys., Ausgabe 76, Nr. 3, Seiten 1405-1408, 1994) und dem optischen Verlust (Englisch: Optical Damage) leidet. Daher ist es schwierig, diesen für eine längere Zeitdauer zu betreiben oder es kostet viel, um die Beeinträchtigung seiner Eigenschaften zu verhindern.
Obwohl andererseits ein magneto-optischer Modulator seit langem untersucht worden ist (Appl.Phys.Lett., Ausgabe 21 Nr. 8, Seiten 394-396, 1972), ist dessen Entwicklung nicht weit vorangeschritten, weil seine Antwortgeschwindigkeit langsamer als die eines elektrooptischen Modulators ist. Der in JP 7-199137A offenbarte, herkömmliche magneto-optische Modulator, der in einem optischen Kommunikationssystem eingesetzt wird, reagiert auf nicht höher als einige zehn kHz.
Vor kurzem wurde ein magneto-optischer Modulator untersucht, bei dem ein vorausrichtendes magnetisches Gleich stromfeld an einem magneto-optischen Kristall beaufschlagt wird, um einen elektrischen Strom in einem Halbleitersubstrat mit elektronischem Schaltkreis zu messen (Appl. Phys. Lett., Ausgabe 68, Nr. 25, Seiten 3546-3548, 1996, und 61st JJAP Transaction, Lecture No. 4p-Q-4, 2000). Des Weiteren wird ein optischer Isolator als ein magneto-optischer Modulator benutzt (US Patent Nr. 6,141,140 oder JP 3-144417A). Des Weiteren kann sowohl eine Funktion der optischen Modulation als auch eine Funktion der optischen Isolation erzielt werden, indem ein einziges, magneto-optisches Element mit magnetostatischen Wellen eingesetzt wird (JP2001-272639A).
In nahezu allen der herkömmlichen optischen Kommunikationssysteme wird jedoch in dem Halbleiterlaser eine direkte Modulation des elektrischen Stroms mit hoher Geschwindigkeit und ein als Wellenleiter ausgebildeter wellenleitender optischer Modulator, der den elektrooptischen Effekt (Pockels-Effekt) einsetzt, eingesetzt. Obwohl die direkte Modulation des Halbleiterlasers einen Vorteil dahingehend aufweist, dass das optische Kommunikationssystem keine anderen Modulatoren benötigt und dass daher sein Aufbau einfach wird, ist die Modulationsfrequenz allgemein nicht höher als einige GHz. Wenn ferner ein Halbleiterlaser mit dem Hochfrequenzsignal betrieben wird, wird der Treiberschaltkreis hoch entwickelt und ein Übertragungsabstand des optischen Signals durch die Lichtleitfaser ist begrenzt durch das Chirping der Wellenlängen.
Andererseits weist der elektrooptische Modulator, insbesondere der den Pockels-Effekt verwendende, optische Modulator mit Wellenleiter Vorteile dahingehend auf, dass er für eine Hochgeschwindigkeitsmodulation eines Laser- oder LED Lichts geeignet ist, und dass er frei von einer Wellenlängenvariation oder dem Chirpen der Wellenlängen ist, was durch eine direkte Modulation eines Halbleiterlasers verursacht wird. Jedoch weist der elektrooptische Modulator einen Nachteil dahingehend auf, dass er eine Gleichstrom-Drift und optische Verluste aufweist, was die Herstellungskosten mit Gegenmaßnahmen zu diesen Nachteilen vergrößert.
Weiterhin gibt es einen magneto-optischen Modulator zum Überwachen einer Wellenform eines elektrischen Stroms in einer Mikrostreifenleitung, wobei der magneto-optischen Kristall direkt auf einem Halbleitersubstrat oder einer Mikrostreifenleitung angeordnet ist und ein vorausrichtendes magnetisches Gleichstromfeld an den magnetooptischen Kristall angelegt wird (Appl. Phys. Lett., Ausgabe 68, Nr. 25, Seiten 3546-3548, 1996). Jedoch weist die oben genannte Stromüberwachung einen Nachteil dahingehend auf, dass die Stromwellenform aufgrund der Impedanz-Fehlanpassung zwischen der Leitung und dem Modulationssignalgenerator durch ein Klingeln bzw. Rauschen (Englisch: Ringing) gestört wird, und dass die oben genannte Stromüberwachungsvorrichtung (Monitor für elektrische Stromwellen) enthält Lichtleitfasern keine und daher nicht für die optischen Kommunikationssysteme geeignet ist.
Andererseits gibt es noch einen anderen magneto-optischen Modulator zum Überwachen der Wellenform von Strömen auf der Mikrostreifenleitung, wobei ein Analysator nach dem Durchlaufen einer kurzen, beispielsweise kürzer als etwa 1 m, Lichtleitfaser angeordnet ist (61st JJAP Transaction, Lecture Nr. 4p-Q-4, 2000). Jedoch wird eine lineare Polarisation durch eine lange Lichtleitfaser allgemein zu einer zufällig verteilten Polarisation. Daher kann die Intensitätsmodulation von Licht, das durch eine lange Lichtleitfaser hindurch läuft, selbst bei Verwendung des Analysators nicht erzielt werden. Weiterhin ist in dem oben genannten anderen magneto-optischen Modulator das vorausrichtende magnetische Gleichstromfeld nahezu parallel zu dem magnetischen Hochfrequenzfeld. Daher weist der oben genannte andere magneto-optische Modulator einen Nachteil dahingehend auf, dass der magneto-optische Modulator unter einem starken vorausrichtenden magnetischen Feld zum Erzielen einer einzigen magnetischen Domäne magnetisch gesättigt wird und die magnetische Sättigung das modulierte Signal stark verringert oder dieses vollständig auslöscht.
Darüber hinaus gibt es ein signifikantes Problem dahingegehend, dass Licht in der Richtung auf die Lichtquelle zurückkehrt, wobei die Lichtausbreitung durch den optischen Isolator abgeblockt werden muss, wenn ein optischer Isolator als ein optischer Modulator eingesetzt wird, und dass die Polarisation des Lichts sich mit dem magnetooptischen Effekt (Faraday-Effekt), der durch ein externes magnetisches Feld erzeugt wird, dreht. In diesem Fall funktioniert der optische Modulator überhaupt nicht als ein optischer Isolator. Das oben genannte Problem wird mit Verweis auf die 7A, 7B und 8 in Einzelheiten beschrieben. Das einfallende Licht läuft von der Seite der Lichtquelle her durch einen Polarisator 202, wie in 7A gezeigt, und nur das Licht, das der Polarisationsebene des Polarisators 202 entspricht, dringt hindurch. Und dann wird das durch den Polarisator 202 übertragene Licht in ein magneto-optisches Element 204 eingegeben und die Polarisationsebene dreht sich während des Durchlaufens da hindurch um 45°. Der Analysator 210 kann das Licht vollständig zu der Systemseite übertragen, weil die Polarisationsebene, die der Analysator übertragen kann, gleich wie die durch den Polarisator 202 gedrehte Polarisationsebene ist. Daher kann sich das eintreffende Licht in der Vorwärtsrichtung in idealer Weise ohne Verlust ausbreiten, bzw. da hindurchtreten, wenn die Orientierung der Polarisation sowohl von dem Polarisator 202 als auch dem Analysator 210 geeignet eingestellt wird.
Wenn andererseits Licht in der umgekehrten Richtung von der Systemseite her eingegeben wird, überträgt der Analysator 210 das Licht mit genau der gleichen Polarisationsebene wie die Orientierung der Polarisation des Analysators 210. Und dann wird das durch den Analysator 210 übertragene Licht in ein magneto-optisches Element 204 eingegeben und die Polarisationsebene dreht sich während des Durchlaufens da hindurch um 45°. Die Drehrichtung der Polarisation ist immer die gleiche, unabhängig von der Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung. Weil die Polarisation des durch das magneto-optische Element 204 hindurch tretenden Licht absolut senkrecht zu der Orientierung der Polarisation des Analysators 202 ist, kann das reflektierte Rückkopplungslicht überhaupt nicht zu der Lichtquelle zurückkehren. Dieser Aufbau kann als eine optische Diode bezeichnet werden, weil sich Licht nur in der einen Richtung (der Vorwärtsrichtung) ausbreiten kann. Der oben genannte Betrieb wird jedoch erzielt, wenn der Drehwinkel der Polarisation aufgrund des Faraday-Effekts an dem magneto-optischen Element 204 genau 45° beträgt. Das bedeutet, dass, wenn sich dessen Drehwinkel ein wenig von 45° weg verschiebt, dann ist die Polarisation des reflektierten Rückkopplungslichts durch das magneto-optische Element 204 nicht absolut senkrecht auf der Polarisationsebene des Analysators 202, und das reflektierte Rückkopplungslicht kehrt in geringem Maße zu der Lichtquelle zurück. In dem besonderen Fall, dass ein optischer Modu lator als ein optischer Isolator eingesetzt wird, ist es erforderlich, dass sich der Faraday-Drehwinkel an dem magneto-optischen Element 204 von 45° verschiebt, weil das magneto-optische Element 204 die Lichtmodulation ausführen muss. Je größer die Winkelverschiebung ist, desto mehr reflektiertes Rückkopplungslicht kehrt zu der Lichtquelle zurück.
8 zeigt ein Schaubild der Beziehung zwischen der Modulationstiefe und dem Transmissionsgrad des reflektierten Rückkopplungslichts, wenn ein optischer Isolator als ein optischer Modulator verwendet wird. Ein gewöhnlicher optischer Isolator sollte so funktionieren, dass die Lichtübertragbarkeit in der Rückwärtsrichtung 0,1% oder weniger (0,001% oder weniger je nach dem Einsatz) wird. Es ist jedoch bekannt, dass das reflektierte Rückkopplungslicht näherungsweise zu soviel wie etwa 10% bis 20% zu der Lichtquelle zurückkehrt, selbst wenn die Modulationstiefe einige Prozente wird, wie in 8 gezeigt, und der optische Isolator die Funktion als optischer Isolator überhaupt nicht ausführt. Bisher wurde überhaupt nicht berücksichtigt, dass die Funktion als optischer Isolator, wie beschrieben, ansehnlich verschlechtern wurde, wenn der optische Isolator als optischer Modulator eingesetzt wird. Darüber hinaus kann der optische Isolator mit einem Metallgehäuse abgedeckt sein, und der Magnet aus einem Selten-Erd-Metall kann in einem optischen Isolator eingesetzt werden. Daher besteht auch das Problem, dass das magnetische Hochfrequenzfeld für die Modulation nicht effektiv an dem magneto-optischen Element angelegt werden kann aufgrund des Einflusses von Wirbelströmen, wenn das magnetische Hochfrequenzfeld dem optischen Isolator von extern beaufschlagt wird.
Des weiteren besteht ein Problem dahingehend, dass wenn der magneto-optische Modulator, der die magnetostatische Welle und den optischen Isolator einsetzt, aus einem einzelnen Element aufgebaut ist (JP2001-272639A); dann kann keine Breitband-Kommunikation, wie etwa eine optische Kommunikation, erzielt werden, weil dann die magnetostatische Welle nur durch eine schmale Frequenzbandbreite angeregt wird. In demselben Fall gibt es auch ein anderes Problem dahingehend, dass der optische Isolator das reflektierte Rückkopplungslicht nicht effizient abblocken kann und das reflektierte Rückkopplungslicht in stärkerem Maße zu der Lichtquelle zurückkehrt, wenn die Modulationstiefe in dem optischen Modulator größer wird.
Die vorliegende Erfindung ist gemacht worden, um die oben genannten Probleme zu lösen. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen integrierten magneto-optischen Modulator mit optischem Isolator bereitzustellen, der in einem breiten Frequenzbereich funktioniert und eine Modulation mit hoher Geschwindigkeit ausführt.
Wie beansprucht, wird eine integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung bereitgestellt, die folgendes umfasst: ein erstes polarisierendes Element; ein erstes magneto-optisches Element; ein zweites polarisierendes Element; ein zweites magneto-optisches Element; wobei jedes der Elemente eine erste und eine zweite Lichttransmissionsoberfläche aufweist; Mittel zum Erzeugen eines vorausrichtenden (Englisch: Bias) Magnetfelds in dem ersten und zweiten magneto-optischen Element, Mittel zum Erzeugen eines hochfrequenten Magnetfelds in dem zweiten magneto-optischen Element und verbindbar mit einem Treiberschaltkreis zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals.
Nach der Erfindung umfasst die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung ferner ein drittes polarisierendes Element, das ebenfalls eine erste und eine zweite Lichttransmissionsoberfläche aufweist; einen mit den das hochfrequente Magnetfeld erzeugenden Mitteln verbundenen Impedanzabgleicher zum effektiven Abstimmen einer Impedanz zwischen dem Treiberschaltkreis und den das hochfrequente Magnetfeld erzeugenden Mitteln. Das erste polarisierende Element, das erste magneto-optische Element, das zweite polarisierende Element, das zweite magneto-optische Element und das dritte polarisierende Element sind in dieser Reihenfolge entlang einer eine Lichttransmissionsrichtung definierenden Achse angeordnet und so orientiert, dass die erste und zweite Lichttransmissionsoberfläche der Elemente unter einem Winkel ist, der im Bereich von 90°±10° in Bezug auf die Lufttransmissionsrichtung liegt und in einer solchen Weise, dass die Lichttransmissionsoberflächen von benachbarten Elementen in Kontakt miteinander sind. Ebenfalls nach der Erfindung ist eine der folgenden Bedingungen (i) oder (ii) erfüllt:

(i) Die das vorausrichtende Magnetfeld erzeugenden Mittel sind so angeordnet, dass ein erstes vorausrichtendes Magnetfeld an dem ersten magneto-optischen Element angelegt wird, wobei das erste vorausrichtende magnetische Feld unter einem Winkel von 0°±30° in Bezug auf die Achse orientiert ist, und dass ein zweites vorausrichtendes Magnetfeld an das zweite magneto-optische Element angelegt wird, wobei das zweite vorausrichtende Magnetfeld unter einem Winkel von 90°±30° in Bezug auf die Achse orientiert ist;
(ii) Die das vorausrichtende Magnetfeld erzeugenden Mittel sind so angeordnet, dass ein vorausrichtendes Magnet feld unter einem Winkel von 45°±30° in Bezug auf die Achse orientiert ist.

Immer noch nach der Erfindung bilden das erste polarisierende Element, das erste magneto-optische Element und das zweite polarisierende Element eine optische Isolatoreinheit aus, wobei der Winkel zwischen den Polarisationsachsen des ersten und zweiten polarisierenden Elements und der Faraday-Rotationswinkel des ersten magneto-optischen Elements so eingestellt sind, dass Licht, das sich entlang der Achse in einer Einwegrichtung von dem ersten polarisierenden Element in Richtung auf das zweite polarisierende Element ausbreitet, von dem zweiten polarisierenden Element übertragen wird, wohingegen Licht, dass das erste magneto-optische Element durchquert hat, entlang der Achse in der umgekehrten Richtung von dem zweiten polarisierenden Element in Richtung auf das erste polarisierende Element eine Polarisation aufweist, die senkrecht zu der Polarisationsorientierung des ersten polarisierenden Elements ist.
Weiters nach der Erfindung bilden das zweite polarisierende Element, das zweite magneto-optische Element und das dritte polarisierende Element eine magneto-optische Modulatoreinheit aus, bereitgestellt zum Übertragen von Licht, das die optische Isolatoreinheit durchquert hat und das sich entlang der Achse durch das zweite polarisierende Element, das zweite magneto-optische Element und das dritte polarisierende Element in der Richtung von dem zweiten polarisierenden Element zu dem dritten polarisierenden Element hin ausbreitet, und zum Modulieren der Intensität von Licht, so dass das dritte polarisierende Element Licht ausgibt, das auf eine gewünschte Signalin tensität moduliert ist entsprechend dem in dem zweiten magneto-optischen Element erzeugten magnetischen Feld.
Das erste magneto-optische Element und das zweite magneto-optische Element können auf einem gleichen Substrat angeordnet sein.
Wie ferner beansprucht wird, wird ein Verfahren bereitgestellt zum Herstellen einer integrierten magneto-optischen Modulatorvorrichtung nach der ersten der oben genannten Ausführungsformen. Dieses Verfahren umfasst die Schritte des Herstellens eines Selten-Erd-Eisengranat-Kristalls, der auf einem nicht-magnetischen Granatsubstrat aufgewachsen ist; Ausbilden einer Furche in dem Granat-Kristall, zum Unterteilen des Granatkristalls in ein erstes Teil, dass das erste magneto-optische Element ausbildet, und ein zweites Teil, dass das zweite magnetooptische Element ausbildet, so dass die Furche beinahe senkrecht auf einer beabsichtigten Lichttransmissionsrichtung der integrierten magneto-optischen Modulatorvorrichtung ist; und Einfügen des zweiten polarisierenden Elements in die Furche.
Das Verfahren kann ferner folgendes umfassen: Anpassen des ersten Teils des ersten magneto-optischen Elements zur Verwendung als einen optischen Isolator und des zweiten Teils des zweiten magneto-optischen Elements als eine magneto-optische Modulatoreinheit durch Befestigen des ersten und dritten polarisierenden Elements an der Position, bei der eintreffendes Licht und ausgehendes Licht übertragen werden.
Wie immer noch weiters beansprucht wird, wird ein optisches Kommunikationssystem bereitgestellt, das umfasst:
eine integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach der oben beschriebenen Ausführungsform; eine Lichtquelle zum Eingeben eines Lichts in den optischen Isolator des integrierten magneto-optischen Modulators; einen Lichtquellen-Treiberschaltkreis zum Betreiben der Lichtquelle; eine Lichtleitfaser zum Weiterleiten bzw. Ausbreiten eines ausgegebenen Lichts aus der magnetooptischen Modulatoreinheit der integrierten magnetooptischen Modulatorvorrichtung; einen Photodetektor zum Detektieren des sich durch die Lichtleitfaser ausbreitenden Lichts; und einen Signalverarbeitungsschaltkreis zum Ausführen eines Signaldekodierungsvorgangs, um aus dem optischen Signal des von dem Photodetektor empfangenen Lichts die gewünschte Information heraus zu nehmen.
Die vorliegende Erfindung wird ausführlich in der folgenden, nicht beschränkenden Beschreibung mit Verweis auf die beigefügten Figuren erläutert, wobei gilt:
1 ist eine teilweise im Querschnitt gehaltene Ansicht des gesamten integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator nach der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils einschließlich der optischen Isolatoreinheit und der magneto-optischen Modulatoreinheit nach der ersten Ausführungsform des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischen Isolator.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils einschließlich der optischen Isolatoreinheit und der magneto-optischen Modulatoreinheit nach der zweiten Ausführungsform des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator.
4A ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben des ersten Schritts des Herstellungsverfahrens des integrier ten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator, der den optischen Isolator und den magneto-optischen Modulator auf dem gleichen Substrat umfasst.
4B ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben des zweiten Schritts des Herstellungsverfahrens des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator, der den optischen Isolator und den magneto-optischen Modulator auf dem gleichen Substrat umfasst.
4C ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben des dritten Schritts des Herstellungsverfahrens des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator, der den optischen Isolator und den magneto-optischen Modulator auf dem gleichen Substrat umfasst.
4D ist eine schematische Ansicht zum Beschreiben des vierten Schritts des Herstellungsverfahrens des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator, der den optischen Isolator und den magneto-optischen Modulator auf dem gleichen Substrat umfasst.
4E sind schematische Ansichten zum Beschreiben des fünften Schritts des Herstellungsverfahrens des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator, der den optischen Isolator und den magneto-optischen Modulator auf dem gleichen Substrat umfasst.
5 ist eine perspektivische Ansicht, die die Lichtquelle, die optische Isolatoreinheit und den magnetooptischen Modulator in dem gleichen Gehäuse enthaltend zeigt.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau des optischen Kommunikationssystems nach der vorliegenden Erfindung zeigt.
7A ist eine perspektivische Ansicht, die die Lichtausbreitung von der Seite der Lichtquelle in Richtung auf die Systemseite zeigt.
7B ist eine perspektivische Ansicht, die die Lichtausbreitung von der Systemseite in Richtung auf die Seite der Lichtquelle zeigt.
8 zeigt ein Schaubild der Beziehung zwischen der Modulationstiefe und dem Transmissionsgrad des reflektierten Rückkopplungslichts, wenn ein optischer Isolator als ein optischer Modulator verwendet wird.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Der integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator nach der vorliegenden Erfindung enthält einen magneto-optischen Modulator für mögliche Modulation mit hoher Geschwindigkeit und einen optischen Isolator, die vorzugsweise [zusammen] in einem einzigen Gehäuse enthalten sind. Der magneto-optische Modulator mit möglicher Hochgeschwindigkeitsmodulation und der optische Isolator sind in einer Weise mit Kontakt von Fläche zu Fläche angeordnet.
Der magneto-optische Modulator antwortet möglicherweise auf das Niveau der Frequenzen der ferromagnetischen Resonanz (FMR), d.h. 10 GHz-100 GHz oder mehr, durch Beaufschlagen des vorausrichtenden magnetischen Felds (Englisch: Bias Magnetic Field) auf das magneto-optische Material und dadurch dafür zu sorgen, dass dieses die einzelne [einzige] ferromagnetische Domäne aufweist, wie beispielsweise in Appl.Phys.Lett. Ausgabe 68, Nr. 25 Seiten 3546-3548, 1996 dargestellt. Andererseits bewirkt eine Intensitätsfluktuation der Lichtquelle in dem optischen Kommunikationssystem mit der optischen Modulation in Hochgeschwindigkeit im Allgemeinen ein Rauschen aufgrund des von den verschiedenen optischen Komponenten reflektierten Rückkopplungslichts, die auf der optischen Übertragungslinie angeordnet sind, wie etwa Verbindungselemente, Koppler und Filter für die Lichtquelle. Es ist leicht, den magneto-optischen Modulator und den optischen Isolator in einem einzelnen Gehäuse unterzubringen, weil sie jeweils auf einem ähnlichen magneto-optischen Element hergestellt werden können. Aus dem gleichen Grund ist es auch leicht, dafür zu sorgen, dass die magneto-optische Modulatoreinheit und die optische Isolatoreinheit in einer Weise mit Kontakt von Fläche zu Fläche angeordnet werden können. Darüber hinaus kann unter Verwendung eines einzelnen oder eines Paares von Magnetfeldgeneratoren für ein vorausrichtendes magnetisches Feld, eine geeignete Stärke des vorausrichtenden magnetischen Felds sowohl an die optische Isolatoreinheit als auch an die magnetooptische Modulatoreinheit angelegt werden. Darüber hinaus tritt eine Niedrigfrequenzresonanz auf bei 100 MHz – 1000 MHz aufgrund des Wanderns der magnetischen Domänen, wenn das magneto-optische Element mit mehreren magnetischen Domänen ohne das vorausausrichtende Magnetfeld eingesetzt wird, und daher kann, wenn das vorausrichtende magnetische Feld nicht angelegt wird, das magneto-optische Element nicht auf die höheren Frequenzen oberhalb der Resonanzfrequenz antworten und die Hochgeschwindigkeitsmodulation von Licht nicht ausführen. Daher muss das vorausrichtende Magnetfeld an dieses magneto-optische Element angelegt werden. Weiters wird die integrierte magnetooptische Modulatoreinheit mit optischem Isolator nach der vorliegenden Erfindung im Folgenden beschrieben.
<Erste Ausführungsform>
Im Folgenden wird die erste Ausführungsform der vorliegenden mit Verweis auf die 1 und 2 beschrieben. 1 ist eine teilweise im Querschnitt gehaltene An sicht des gesamten integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator nach der vorliegenden Erfindung. 1 zeigt ein Querschnittschema einer Aufsicht des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Hauptteils einschließlich der optischen Isolatoreinheit und der magneto-optischen Modulatoreinheit nach der ersten Ausführungsform des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator.
Mit Verweis auf 2 wird der Betrieb des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator beschrieben. Der Lichtstrahl P_ein wird durch den Polarisator 2 linear polarisiert. Das eintreffende Licht Pin wird durch eine bestimmte Linse ein wenig bzw. lose (Englisch; Loosely) fokussiert, so dass der Strahldurchmesser bei einer in dem letzteren Teil des magneto-optischen Elements 8 ausgebildeten Spule 12 nahezu minimiert werden kann. Nur die lineare Polarisationskomponente des Lichtstrahls P_ein wird aus dem Polarisator 2 zu dem magnetooptischen Element 4 hin ausgegeben zur optischen Isolation. Das magneto-optische Element 4 kann aus einem beliebigen, den Faraday-Effekt aufweisenden, ferromagnetischen Material ausgebildet werden, wie etwa ein YIG (Y₃Fe₅O₁₂) – Volumenkristall und Bi-substituiertes Granat, das als dicke Schicht ausgebildet ist. Insbesondere kann ein Bi-substituierter Granatkristall wegen des effektiveren Faraday-Effekts pro Einheitslänge einen dünneren Kristallfilm des magneto-optischen Elements 4 verwirklichen.
Die Polarisation des Lichtstrahls wird aufgrund des Faraday-Effekts um einen vorbestimmten Winkel während der Ausbreitung durch das Innere der magneto-optischen Elements 4 gedreht. Die Lichtausbreitungslänge und die Stär ke des angelegten Magnetfelds innerhalb des magnetooptischen Elements 4 werden so eingestellt und auch das magneto-optische Element 4 wird so eingestellt, dass es die Lichtpolarisation um den gewünschten Winkel dreht. Das aus dem magneto-optischen Element 4 ausgegebene Licht wird in einen Analysator und Polarisator 6 eingegeben, der die Funktionen sowohl eines Analysators des optischen Isolators als auch eines Polarisators des magnetooptischen Modulators aufweist. Es ist möglich, dual- bzw. zweistufige Anordnungen bereitzustellen (eine Anordnung bestehend aus einem Polarisator 2, einem magnetooptischen Element 4 und einem Analysator und Polarisator 6), um das Isolationsverhältnis der optischen Isolatoreinheit zu verbessern. Der Polarisationsstrahlteiler kann für den Analysator und Polarisator 6 verwendet werden, entsprechend des Magneten für das vorausrichtende Magnetfeld. Ferner kann das magneto-optische Element 8 ein Bi-substituierter Granatkristall sein, der einen dünneren Kristallfilm verwirklichen kann.
Der Lichtstrahl wird durch den Analysator und Polarisator 6 und das magneto-optische Element 8 in der magneto-optischen Modulatoreinheit, den mittleren Teil der Spule 12, d.h. den Hochfrequenz-Magnetfeldgenerator, und den Analysator 10 übertragen, und dann gibt der Analysator 10 das auf die gewünschte Signalintensität modulierte ausgegebene Licht P_aus aus.
Zum Anlegen des Hochfrequenz-Magnetfelds kann das Spulenmuster auf der Oberfläche des magneto-optischen Elements 8 angeordnet sein. Das Spulenmuster der Spule 12 ist gezeigt als ein Wirbelwindungsmuster (Englisch: Whirlpool Winding Pattern) des Quadrats in 2 gezeigt, während es ein gewöhnliches Helixmuster sein kann. Die Spule 12 wird nur auf der einen Seite des magneto-optischen Elements 8 in 2 angeordnet, während sie auch auf beiden Seiten angeordnet sein kann. In dem Fall des Einsatzes einer der Spulen auf beiden Seiten ist es möglich, die Stärke des an das magneto-optische Element 8 angelegten Hochfrequenz-Magnetfelds auf zweimal oder mehr zu vergrößern. Der Durchmesser einer Innersten der Spule 12 sollte so klein wie möglich sein und ein wenig größer als der Durchmesser des übertragenen Strahls, um die Stärke des Hochfrequenz-Magnetfelds zu vergrößern. Der Durchmesser der innersten der Spulen 12 hängt ab von dem Strahldurchmesser des Übertragungslichts durch das magneto-optische Element 8 (in Abhängigkeit von dem verwendeten optischen System). Beispielsweise ist es angemessen, dass sein Wert eingestellt wird auf einen Bereich von 10 bis zu einigen 100 Mikrometern, wenn dieser integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator für die Kommunikation eingesetzt wird.
Das vorausrichtende Magnetfeld Hdc1 in der optischen Isolatoreinheit wird im Wesentlichen parallel zu der Lichtausbreitungsrichtung (nahezu entlang der Richtung der Z Achse in 2) mittels eines Permanentmagneten angelegt. Andererseits wird das vorausrichtende Magnetfeld Hdc2 in der magneto-optischen Modulatoreinheit entlang der in Bezug auf die Lichtausbreitungsrichtung nahezu senkrechten Richtung (nahezu entlang der Richtung der X Achse in 2) mittels eines Permanentmagneten angelegt. In 2 sind die die vorausrichtenden Magnetfelder erzeugenden Permanentmagnete nicht gezeigt, um die Zeichnung verständlicher zu machen.
1 zeigt, dass ein einzelnes Gehäuse sowohl die optische Isolatoreinheit als auch die magneto-optische Modu latoreinheit enthält. In 1 sind die optische Isolatoreinheit und die magneto-optische Modulatoreinheit in der Weise eines Kontakts von Fläche zu Fläche angeordnet, und sie sind in einem einzelnen Gehäuse 70 enthalten. In 1 sind die Magnete 7 und 9 ebenfalls gezeigt. Der Magnet 7 ist ein Generator für das vorausrichtende Magnetfeld, das das vorausrichtende Magnetfeld Hdc1 in der optischen Isolatoreinheit erzeugt, und der Magnet 9 ist ein Generator für ein vorausrichtendes Magnetfeld, der das vorausrichtende Magnetfeld Hdc2 in der magneto-optischen Modulatoreinheit erzeugt. Die Generatoren für das vorausrichtende Magnetfeld können Elektromagnete oder Permanentmagnete, wie etwa SmCo und NdFeB sein. Hier werden die vorausrichtenden Magnetfelder mittels Permanentmagneten 7 und 9 angelegt. Jeder Satz von angelegter Richtung und Stärke des vorausrichtenden Magnetfeldes ist möglich, wenn in dem magneto-optischen Element 8 der Faraday-Drehwinkel nahezu 0° ± 90° × n (n ist eine ganze Zahl) ist. Das vorausrichtende Magnetfeld Hdc2 kann in einem Winkel innerhalb eines Bereichs von näherungsweise ± 30° in Bezug auf die am meisten effektiven Winkel orientiert sein.
Der Impedanzeinsteller bzw. -abgleicher 128 ist zwischen der Spule 12 und dem Treiberschaltkreis des magnetooptischen Modulators angeordnet und stellt die Impedanz ein, um das Hochfrequenzsignal für die Lichtmodulation von dem Treiberschaltkreis in die Spule 12 effektiv einzuführen. Unter Verwendung des integrierten magnetooptischen Modulators mit optischem Isolator nach der ersten Ausführungsform könnte das Isolationsverhältnis in der optischen Isolatoreinheit ungefähr 30 dB sein (dieser Wert entspricht einem Transmissionsgrad des umgekehrten Rückkopplungslichts von 0,1%), die Modulationsfrequenz könnte innerhalb eines Bereichs von Gleichstrom bis nähe rungsweise 3 GHz sein, und es wird kein reflektiertes Rückkopplungslicht in Richtung auf die Lichtquelle oder den Halbleiterlaser beobachtet.
Des Weiteren tritt in dem Fall, dass kein vorausrichtendes Magnetfeld angelegt wird, keine Frequenzresonanz von einhundert MHz bis zu einigen hundert MHz auf und die Modulationsfrequenz könnte innerhalb eines Bereichs von Gleichstrom bis zu näherungsweise 3 GHz sein. Der integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator nach der ersten Ausführungsform umfasst darüber hinaus die optische Isolatoreinheit und die magneto-optische Modulatoreinheit, die in einer Weise mit Kontakt von Fläche zu Fläche ausgebildet sind. In einer bevorzugten Ausführungsform sind diese in demselben Gehäuse enthalten.
<Zweite Ausführungsform>
Als nächstes wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf 3 beschrieben. 3 ist eine perspektivische Ansicht eines Hauptteils einschließlich der optischen Isolatoreinheit und der magneto-optischen Modulatoreinheit der zweiten Ausführungsform des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator. Die Hauptunterschiede zwischen der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform sind die Richtung des Anlegens des vorausrichtenden Magnetfelds und des Hochfrequenz-Magnetfeld-Generators zum Anlegen des Hochfrequenz-Magnetfelds. Ferner wird hierin ein dünner Glaspolarisator als Polarisator 2, Polarisator und Analysator 6 und Analysator 10 verwendet, um in dem gesamten Element die optische Pfadlänge zu verkürzen (Pfadlänge von dem Einfügungsteil des eintreffenden Lichts P_ein bis zu dem austretenden Teil des Strahlungslichts P_aus).
In 3 wird das vorausrichtende Magnetfeld Hdc an die optische Isolatoreinheit und die magneto-optische Modulatoreinheit angelegt. Mit einem Permanentmagneten (in 3 nicht gezeigt) als einem Generator für das vorausrichtende Magnetfeld wird das vorausrichtende Magnetfeld Hdc angelegt entlang einer Richtung von 45° in Bezug auf die optische Ausbreitungsrichtung (entlang der Richtung von 45° in Bezug auf die Z Achse in Richtung auf die X Achse in der Z-X Ebene in 3). Das heißt, die Generatoren für das vorausrichtende Magnetfeld, die das vorausrichtende Magnetfeld in sowohl der optischen Isolatoreinheit als auch der magneto-optischen Modulatoreinheit erzeugen, sind die gleichen. Die Richtung des vorausrichtenden Magnetfelds Hdc kann in einem Winkel innerhalb eines Bereichs von näherungsweise 45°±30° in Bezug auf die optische Ausbreitungsrichtung in der Z-X-Ebene, der Z-Y-Ebene oder einer beliebigen der die Z Achse enthaltenden Ebenen orientiert sein. Jedoch sollte die Pfadlänge der Lichtausbreitung durch das magneto-optische Element 4 so entworfen sein, dass der Faraday-Drehwinkel auf 45° eingestellt ist.
Das Hochfrequenzfeld kann auch mit der konstant verteilten Leitung (Englisch: Distributed Constant Line) als Hochfrequenz-Magnetfeldgenerator 13 angelegt werden. Die konstant verteilte Leitung enthält die Streifenleitung (die Mikrostreifenleitung ist ebenfalls enthalten) und die koplanare Leitung, und die Streifenleitung 13 wird in 3 als ein Hochfrequenz-Magnetfeldgenerator verwendet. Das durch die Streifenleitung 13 erzeugte Hochfrequenz-Magnetfeld weist eine Richtungskomponente auf senkrecht zu der Flussrichtung des Hochfrequenzstroms in der Streifenleitung 13. Daher ist die Magnetisierung des magneto-optischen Elements 8 in der magneto-optischen Modulatoreinheit in der Richtung ausgerichtet, in der das vorausrichtende Magnetfeld Hdc und das Hochfrequenz-Magnetfeld H_RF synthetisiert werden (in diesem Fall tritt die Drehung der Magnetisierung auf) wenn der elektrische Strom in die Streifenleitung 13 gegeben wird und das Hochfrequenz-Magnetfeld angelegt wird. Der Faraday-Drehwinkel könnte in Abhängigkeit von der Magnetisierungsrichtung verändert werden und die Variation der Lichtintensität könnte entsprechend der Variation des Hochfrequenz-Magnetfelds erzielt werden. Darüber hinaus wird der Hochfrequenzstrom an dem Ende der Streifenleitung 13 durch ein Abschlusselement (Impedanzeinsteller 129) zur Impedanzanpassung abgeschlossen, um das Hochfrequenzsignal aus dem Treiberschaltkreis effizient in die magneto-optischen Modulatoreinheit zu übertragen. Daher ist der Impedanzeinsteller 129 in diesem Fall mit der Streifenleitung 13 verbunden und die Impedanzeinstellung wird durch die Streifenleitung 13 und das Abschlusselement 129 ausgeführt. Um den Lichtstrahl in der magnetooptischen Modulatoreinheit effizient zu modulieren, ist es darüber hinaus in wünschenswerter Weise bevorzugt, dass der Strahl direkt unter der Streifenleitung 13 bis auf einige 10 Mikrometer verdünnt wird und so dicht wie möglich an der Streifenleitung 13 vorbei läuft.
Unter Verwendung des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator nach der ersten Ausführungsform könnte das Isolationsverhältnis näherungsweise 30 dB sein (dieser Wert entspricht dem Transmissionsgrad für umgekehrtes Rückkopplungslicht von 0,1%), die Modulationsfrequenz könnte innerhalb eines Bereichs von Gleichstrom bis ungefähr 10 GHz sein. Darüber hinaus könnte im Fall des Anlegens eines digitalen Signals an die magnetooptische Modulatoreinheit die Modulationsgeschwindigkeit innerhalb eines Bereichs von Gleichstrom bis ungefähr 2,5 Gbps oder 10 Gbps sein. Das Rauschen des reflektierten Rückkopplungslichts in Richtung auf die Lichtquelle oder den Halbleiterlaser konnte nicht beobachtet werden und die Bitfehlerrate vergrößert sich nicht.
<Dritte Ausführungsform>
Als nächstes wird die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf die 4A bis 4E beschrieben. Die 4A bis 4E sind schematische Ansichten zum Beschreiben des ersten Schritts bis zur fünften Schritts des Herstellungsverfahrens des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator, der den optischen Isolator und den magneto-optischen Modulator auf dem gleichen Substrat umfasst.
Zunächst wird ein nicht-magnetisches Granatsubstrat 20 hergestellt, wie in 4A gezeigt. Für das nicht-magnetische Granatsubstrat 20 ist es bevorzugt, einen Kristall zu verwenden, dessen Gitterkonstante die des magnetooptischen Elements (Granatkristall), das auf dem Substrat 20 aufgewachsen wird, annähert. Beispielsweise kann GGG (Gd₃Ga₅O₁₂) oder mit Ca-Mg-Zr substituiertes GGG verwendet werden.
Als nächstes wird das magneto-optische Element auf das nicht-magnetische Granatsubstrat 20 durch ein Epitaxieverfahren aufgewachsen, wie in 4B gezeigt. Als Epitaxieverfahren ist es beispielsweise möglich, ein Flüssigphasen-epitaxiales Aufwachsverfahren zu verwenden, bei dem die Wachstumsrate schnell ist. Verschiedene Granatkristalle 5 können als ein magneto-optisches Element verwendet werden, jedoch wird hier ein Bi-substituiertes Selten-Erd-Eisengranat, oder (BiR)₃(FeGa)₅O₁₂[R ist ein Selten-Erd-Element) verwendet, weil die Winkelvariation der Faraday-Drehung pro Einheitslänge größer ist.
Als nächstes wird der Granatkristall zu dem Film mit der gewünschten Dicke aufgewachsen. Und dann wird der Granatkristall in einer notwendigen Größe als ein Element unter Verwendung einer exakten Drehblattsäge (im Allgemeinen wird dies eine Scheibenblattsäge (Englisch: Dicing Saw) genannt) ausgesägt, wie in 4C gezeigt. Beispielsweise kann ein #400-#2000 Diamantblatt-Sägeblatt verwendet werden, und die Schneideraten können 0,5 bis 5,0 mm/sec. sein. Die Furche wird zur gleichen Zeit ausgebildet wie das oben genannte Ausschneiden. Diese Furche dient zum Einfügen des Analysators und Polarisators 6 und unterteilt den Granatkristall 5 in einen Teil des magnetooptischen Elements 4 und einen Teil des magneto-optischen Elements B. Es ist im Prinzip bevorzugt, dass die Lichttransmissionsoberflächen des Polarisators 2, des Polarisators und Analysators 6 und des Analysators 10 im Wesentlichen unter einem Winkel von 90° in Bezug auf die Lichttransmissionsrichtung orientiert sind. Jedoch ist es auch möglich, dass sie in einem Winkel innerhalb eines Bereichs von 90°±10° in Bezug auf die Lichttransmissionsrichtung orientiert sind, um den Einfluss der Lichtreflexion auf diesen Oberflächen zu unterdrücken. Mit anderen Worten, die Furche 120 kann so ausgebildet werden, dass die Richtung der Furche 120 unter einem Winkel innerhalb eines Bereichs von 90°±10° in Bezug auf die Lichttransmissionsrichtung orientiert ist, und das magneto-optische Element 5 kann so poliert werden, dass die Richtung der Randoberfläche des magneto-optischen Elements 5 in einem Winkel innerhalb eines Bereiches von 90°±10° in Bezug auf die Lichttransmissionsrichtung orientiert ist. Es wird erinnert, dass die Lichttransmissionsoberfläche nahezu senkrecht auf der Lichttransmissionsrichtung steht, wenn die Lichttransmissionsoberfläche in einem Winkel innerhalb eines Bereichs von 90°±10° in Bezug auf die Lichttransmissionsrichtung orientiert ist.
Als nächstes wird der Analysator und Polarisator 6 in die Furche 120 eingefügt und der Polarisator 2 und der Analysator 10 werden in die Positionen klebend fixiert, in denen jeweils das einfallende Licht P_ein und das ausgehende Licht P_aus übertragen werden, wie in 4D gezeigt.
Als nächstes wird der Hochfrequenz-Magnetfeldgenerator (die Streifenleitung 13) auf der Oberfläche des angenommenen magneto-optischen Elements 8 ausgebildet, und die Erdungselektrode wird auf der Oberfläche der Rückseite des Substrats ausgebildet, wie in 4E gezeigt.
Nach dem oben genannten Herstellungsverfahren kann der integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator durch einfaches Einsetzen des Analysators und Polarisators 6 in die Furche 120 ausgebildet werden. Daher wird ein Polieren der Ränder und die verschiedenen Justierungen, wie etwa Justierung der optischen Achse merklich vereinfacht werden oder nicht mehr erforderlich sein. Auch wenn hier nur der Analysator und Polarisator 6 in die Furche 120 in 4D eingefügt wird, ist es möglich, Furchen auszubilden, um den Polarisator 2 und den Analysator 10 einzufügen und diese in jeweils eine der Furchen einzusetzen. Der integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator, bei dem die optische Isolatoreinheit und die magneto-optische Modulatoreinheit auf dem gleichen Substrat angeordnet sind, kann leicht ausgeführt werden, indem das oben Gesagte ausgeführt wird.
Das vorausrichtende Magnetfeld wird an das Element angelegt, das durch das vorgenannte Verfahren ausgebildet worden ist. Die Richtung des vorausrichtenden Magnetfelds ist die gleiche, wie in der zweiten Ausführungsform beschrieben. Darüber hinaus wird das Hochfrequenzsignal von der Hochfrequenzsignalquelle (in den Zeichnungen nicht gezeigt) an den Hochfrequenz-Magnetfeldgenerator 13 bereitgestellt. Des Weiteren wird das Abschlusselement am gegenüberliegenden Ende des Hochfrequenz-Magnetfeldgenerators 13 angeordnet, und alle Impedanzen der Hochfrequenz-Signalquelle, des Hochfrequenz-Magnetfeldgenerators 13 und des Abschlusselements werden auf den gleichen Wert, beispielsweise 50Ω eingestellt. Das Abschlusselement ist vom Zeigen in 4E ausgelassen worden. In dem oben genannten Aufbau ist es möglich, das übertragene Licht zu modulieren, durch ein Ausdehnen bis auf Breitband (von Gleichstrom bis 10 GHz), indem die Streifenleitung vom Typ des konstant verteilten Typs als ein Hochfrequenz-Magnetfeldgenerator verwendet wird. In diesem Fall hängt die Frequenzobergrenze von der Frequenzantwort der Hochfrequenz-Signalquelle oder einer anderen Signalverarbeitungsvorrichtung ab. Bei Verwendung des integrierten magneto-optischen Modulators mit optischem Isolator mit dem oben genannten Aufbau könnte das Isolationsverhältnis in der optischen Isolatoreinheit näherungsweise 30 dB sein (dieser Wert entspricht dem Transmissionsgrad des umgekehrten Rückkopplungslichts von 0,1%), und es wird kein reflektiertes Rückkopplungslicht in Richtung auf die Lichtquelle oder den Halbleiterlaser beobachtet.
<Vierte Ausführungsform>
Als nächstes wird die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf 5 beschrieben. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die zeigt, dass die Lichtquelle, die optische Isolatoreinheit und der magneto-optische Modulator in demselben Gehäuse enthalten sind. In 5 wird ein Halbleiterlaser als die Lichtquelle 52 benutzt. Das Licht von der Lichtquelle 52 wird durch die Linse 54 und den integrierten magneto-optischen Modulator mit optischem Isolator, der die optische Isolatoreinheit und die magneto-optische Modulatoreinheit aufweist, übertragen. Als der integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator kann beispielsweise ein beliebiger der in den 2 und 3 gezeigten Aufbauten eingesetzt werden. Die Linse 54 wird so eingestellt, dass sie das Licht ein wenig bzw. lose fokussiert, dass der Strahldurchmesser an einem bestimmten Punkt, beispielsweise direkt unter der Streifenleitung, nahezu minimiert werden kann. Die Linse 56 ist angeordnet, um das ausgegebene Licht P_aus aus der magneto-optischen Modulatoreinheit an einem Ende der Lichtleitfaser 60 effizient einzukoppeln.
Der Photodetektor 50 detektiert das Licht, das von dem Halbleiterlaser 52 zu der gegenüberliegenden Seite in der richtigen Lichtrichtung durchleckt, und überwacht die Lichtsendeleistung des Halbleiterlasers 52. Die Vorrichtung mit einem einzelnen Gehäuse 70 weist zuverlässig einen außergewöhnlichen Betrieb auf, weil alle der oben genannten Elemente in demselben Gehäuse 70 durch Verkleben, Löten und Schweißen befestigt sind. Der Magnet zum Anlegen des vorausrichtenden Magnetfelds und der Impedanzeinsteller sind in 5 nicht gezeigt, um die Zeichnung besser verständlich zu machen. Die Lichtübertragung wurde unter Verwendung der oben genannten Vorrichtung mit einem einzelnen Gehäuse 70 getestet, und die Modulationsfre quenz könnte innerhalb eines Bereichs von Gleichstrom bis näherungsweise 10 GHz sein. Darüber hinaus könnte im Fall des Beaufschlagens eines digitalen Signals an die magneto-optische Modulatoreinheit die Modulationsgeschwindigkeit innerhalb eines Bereiches von Gleichstrom bis näherungsweise 2,5 Gbps oder 10 Gbps sein. Das Rauschen des reflektierten Rückkopplungslichts in Richtung auf die Lichtquelle oder den Halbleiterlaser konnte nicht beobachtet werden, und die Bitfehlerrate erhöht sich nicht.
Eine Leistungsfähigkeit ziemlich vergleichbar mit der oben genannten, kann auch erzielt werden, wenn der Treiberschaltkreis der Lichtquelle 52 und die magnetooptische Modulatoreinheit zusätzlich zu der Lichtquelle, der optischen Isolatoreinheit und der magneto-optischen Modulatoreinheit in demselben Gehäuse 70 enthalten sind. In diesem Fall gibt es einen weiteren Vorteil dahingehend, dass eine unnötige Strahlung usw., die vom Beinhalten aller Bauteile einschließlich des Treiberschaltkreises in demselben Gehäuse 70 herrührt, leicht abgeschirmt wird. Das Gehäuse 70 kann auch entweder den Treiberschaltkreis des Halbleiterlasers oder den Treiberschaltkreis des magneto-optischen Modulators enthalten. Das Gehäuse 70 kann auch den Impedanzeinsteller enthalten, um die Impedanz des Treiberschaltkreises der magnetooptischen Modulatoreinheit einzustellen.
<Fünfte Ausführungsform>
Als nächstes wird die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit Verweis auf 6 beschrieben. 6 ist eine perspektivische Ansicht, die den Aufbau des optischen Kommunikationssystems nach der vorliegenden Erfindung zeigt. Indem sie durch den Treiberschaltkreis 122 der Lichtquelle 104 gesteuert wird, funktioniert die Lichtquelle 104 so, dass eine geeignete Lichtintensität ausgesendet wird. Das von der Lichtquelle 104 ausgestrahlte Licht wird ein wenig bzw. lose fokussierter Strahl oder ein paralleler Strahl durch die Linse 106 sein und dieser Strahl wird in den integrierten magnetooptischen Modulator mit optischem Isolator 130 eingeführt. Andererseits wird das Modulationssignal dem magneto-optischen Modulator mit optischem Isolator 130 durch den Treiberschaltkreis 124 für den magneto-optischen Modulator zugeführt. Entsprechend dieses Modulationssignals wird Licht in den magneto-optischen Modulator mit optischem Isolator 130 moduliert. Licht wird auf die gewünschte Intensität moduliert während es sich durch den integrierten magneto-optischen Modulator mit optischem Isolator 130 ausbreitet. Das modulierte Licht wird von dem integrierten magneto-optischen Modulator mit optischem Isolator 130 ausgegeben, und das ausgegebene Licht wird durch die Linse 108 so fokussiert, dass der Lichtstrahl an einem Ende der Lichtleitfaser 110 eingekoppelt wird.
Und dann breitet sich das Licht durch die Lichtleitfaser 110 aus. Das an dem anderen Ende der Lichtleitfaser 110 ausgegebene Licht wird durch die Linse 112 übertragen und wird von dem Photodetektor 114 detektiert. Der Photodetektor 114 wandelt das empfangene optische Signal in das elektrische Signal um und führt dies dem Signalverarbeitungsschaltkreis 126 zu. Der Signalverarbeitungsschaltkreis 126 führt den Signaldecodierungsprozess usw. aus und die gewünschte Information wird herausgenommen. Als der integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator kann beispielsweise ein beliebiger der in den 3 und 4 gezeigten Aufbauten eingesetzt werden. Daher weist der integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator 130 die Fähigkeit zur Antwort mit Hochgeschwindigkeit auf. Weil er ja die optische Isolatoreinheit zwischen der Lichtquelle und der magnetooptischen Modulatoreinheit aufweist, wird das Rauschen des reflektierten Rückkopplungslichts in Richtung auf die Lichtquelle nicht beobachtet und das Signal mit einer Frequenz von mehr als 10 GHz kann durch die Lichtleitfaser 110 über einen Abstand von 10 oder mehr km übertragen werden.
Ferner kann beispielsweise das elektrische Signal von einer Antenne oder das Verstärkungssignal davon als ein Hochfrequenzsignal verwendet werden, mittels dessen der Generator für das Hochfrequenz-Magnetfeld das Hochfrequenz-Magnetfeld erzeugt. Beispielsweise kann das Kommunikationssystem erzielt werden, das aufgrund der Antenne die Fähigkeit zum Empfangen des Radiosignals eines mobilen Kommunikationssystems erhält, das Licht entsprechend des empfangenen Signals moduliert und erzeugt und das Signal zu einer Schaltzentrale über die Lichtleitfaser weiterleitet bzw. ausbreitet. In diesem Fall, obwohl der integrierte magneto-optische Modulator mit optischem Isolator nach der vorliegenden Erfindung im Freien sein kann, weist er nicht die Nachteile auf, wie etwa die Gleichstrom-Drift, und er wird selbst im Freien, wo die Temperaturvariation groß ist, stabil betrieben.

Claims

Eine integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung (130) mit: einem ersten polarisierenden Element (2); einem ersten magneto-optischen Element (4); einem zweiten polarisierenden Element (6); einem zweiten magneto-optischen Element (8); wobei jedes der Elemente eine erste und eine zweite Lichttransmissionsoberfläche aufweist, Mittel (7, 9) zum Erzeugen eines vorausrichtenden (Englisch: Bias) Magnetfelds (Hdc, Hdc1, Hdc2) in dem ersten (4) und zweiten magneto-optischen Element (8), Mittel (12, 13) zum Erzeugen eines hochfrequenten Magnetfelds in dem zweiten magneto-optischen Element (8) und verbindbar mit einem Treiberschaltkreis (124) zum Erzeugen eines Hochfrequenzsignals; gekennzeichnet durch ein drittes polarisierendes Element (10), das ebenfalls eine erste und eine zweite Lichttransmissionsoberfläche aufweist; durch einen mit den das hochfrequente Magnetfeld erzeugenden Mitteln (12, 13) verbundenen Impedanzabgleicher (128, 129) zum effektiven Abstimmen einer Impedanz zwischen dem Treiberschaltkreis (124) und den das hochfrequente Magnetfeld erzeugenden Mitteln (12, 13); dadurch, dass das erste polarisierende Element (2), das erste magneto-optische Element (4), das zweite polarisierende Element (6), das zweite magneto-optische Element (8) und das dritte polarisierende Element (10) in dieser Reihenfolge entlang einer eine Lichttransmissionsrichtung definierenden Achse angeordnet sind, so orientiert sind, dass die erste und zweite Lichttransmissionsoberfläche der Elemente (2, 4, 6, 8, 10) unter einem Winkel ist, der im Bereich von 90°±10° in Bezug auf die Lichttransmissionsrichtung liegt, und in einer solchen Weise, dass die Lichttransmissionsoberflächen von benachbarten Elementen in Kontakt miteinander sind; dadurch, dass eine der folgenden Bedingungen (i) oder (ii) erfüllt ist: (i) die das vorausrichtende Magnetfeld erzeugenden Mittel (7, 9) sind so angeordnet, dass ein erstes vorausrichtendes Magnetfeld (Hdc1) an dem ersten magneto-optischen Element (4) angelegt wird, wobei das erste vorausrichtende magnetische Feld (Hdc1) unter einem Winkel von 0°±30° in Bezug auf die Achse orientiert ist, und dass ein zweites vorausrichtendes Magnetfeld (Hdc2) an das zweite magneto-optische Element (8) angelegt wird, wobei das zweite, vorausrichtende Magnetfeld (Hdc2) unter einem Winkel von 90°±30° in Bezug auf die Achse orientiert ist; (ii) die das vorausrichtende Magnetfeld erzeugende Mittel (7, 9) sind so angeordnet, dass ein vorausrichtendes Magnetfeld (Hdc) unter einem Winkel von 45°±30° in Bezug auf die Achse orientiert ist; dadurch, dass das erste polarisierende Element (2) das erste magneto-optische Element (4) und das zweite polarisierende Element (6) eine optische Isolatoreinheit ausbilden, wobei der Winkel zwischen den Polarisationsachsen des ersten (2) und zweiten (6) polarisierenden Elements und der Faraday-Rotationswinkel des ersten magneto-optischen Elements (4) so eingestellt sind, dass Licht, das sich entlang der Achse in einer Einwegrichtung von dem ersten polarisierenden Element (2) in Richtung auf das zweite polarisierende Element (6) ausbreitet, von dem zweiten polarisierenden Element (6) übertragen wird, wohingegen Licht, das das erste magnetooptische Element (4) durchquert hat, entlang der Achse in der umgekehrten Richtung von dem zweiten polarisierenden Element (6) in Richtung auf das erste polarisierende Element (2) eine Polarisation aufweist, die senkrecht zu der Polarisationsorientierung des ersten polarisierenden Elements (2) ist, und dadurch, dass das zweite polarisierende Element (6), das zweite magneto-optische Element (8) und das dritte polarisierende Element (10) eine magnetooptische Modulatoreinheit ausbilden, bereitgestellt zum Übertragen von Licht, das die optische Isolatoreinheit durchquert hat und das sich entlang der Achse durch das zweite polarisierende Element (6), das zweite magneto-optische Element (8) und das dritte polarisierende Element (10) in der Richtung von dem zweiten polarisierenden Element (6) zu dem dritten polarisierenden Element (10) hin ausbreitet, und zum Modulieren der Intensität von Licht, so dass das dritte polarisierende Element (10) Licht ausgibt, das auf eine gewünschte Signalintensität entsprechend dem in dem zweiten magneto-optischen Element (8) erzeugten magnetischen Feld ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach Alternative (i) des Anspruchs 1, wobei das zweite polarisierende Element (6) ein Polarisationsstrahlteiler ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach Alternative (ii) des Anspruchs 1, wobei das zweite polarisierende Element (6) ein Glaspolarisator ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das erste magneto-optische Element (4) und das zweite magneto-optische Element (8) auf einem gleichen Substrat angeordnet sind.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Modulationsfrequenz gleich oder größer als 100 MHz ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Modulationsgeschwindigkeit gleich oder größer als 2,5 Gbps ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach Alternative (i) von einem der Ansprüche 1, 2 und 4 bis 6, wobei die Richtung des an dem zweiten magneto-optischen Element (8) angelegten hochfrequenten Magnetfelds in einem Bereich von 0°±30° in Bezug auf die Lichttransmissionsrichtung ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach Alternative (ii) von einem der Ansprüche 1 und 3 bis 6, wobei die Richtung des an dem zweiten magneto-optischen Element (8) angelegten hochfrequenten Magnetfelds in einem Bereich von 90°±30° in Bezug auf die Lichttransmissionsrichtung ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das das hochfrequente Magnetfeld erzeugende Mittel eine konstant verteilte Leitung (Englisch: Distributed Constant Line) ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach Alternative (i) des Anspruchs 1, wobei das zweite vorausrichtende Magnetfeld (Hdc2) an dem zweiten magneto-optischen Element (8) angelegt ist, so dass der Polarisationseffekt eines Lichtstrahls, der durch die magneto-optische Modulatoreinheit entlang der Lichttransmissionsrichtung hindurch läuft, aufgrund eines Faradayeffekts um {(0±90) × n}° gedreht werden kann, wobei n eine ganze Zahl ist.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach Alternative (ii) von einem der Ansprüche 1, 3 bis 6, 8 und 9, wobei die Mittel zum Erzeugen des vorausrichtenden magnetischen Felds (Hdc) in dem ersten (4) und zweiten magneto-optischen Element (8) aus einem gleichen Magnetfeldgenerator bestehen.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach Anspruch 4, wobei die magneto-optischen Elemente aus einem mit Bi substituierten Selten-Erd-Eisen-Granat hergestellt sind.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Polarisationsebene des von der optischen Isolatoreinheit ausgegebenen Lichts und die Polarisationsebene des in die magneto-optische Modulatoreinheit eingegebenen Lichts parallel sind.
Die integrierte magneto-optische Modulatorvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen doppelstufigen Satz optischer Isolatoreinheiten, wobei eine Einheit aus dem ersten polarisierenden Element (2), dem ersten magneto-optischen Element (4) und dem zweiten polarisierenden Element (6) besteht.
Eine optische Vorrichtung umfassend ein einzelnes Gehäuse (70) und eine in dem einzelnen Gehäuse (70) enthaltene, magneto-optische Modulatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.
Die optische Vorrichtung nach Anspruch 15, ferner umfassend eine in dem einzelnen Gehäuse (70) enthaltene Lichtquelle.
Die optische Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei die Lichtquelle ein Halbleiterlaser (52) ist.
Die optische Vorrichtung nach Anspruch 16, wobei in dem einzelnen Gehäuse (70) entweder ein Treiberschaltkreis der Lichtquelle oder ein Treiberschaltkreis der magneto-optischen Modulatoreinheit enthalten ist.
Ein Verfahren zum Herstellen einer integrierten magneto-optischen Modulatorvorrichtung nach Anspruch 1 oder 4, das Verfahren umfassend die Schritte: Herstellen eines Selten-Erd-Eisen-Granat-Kristalls (5), der auf einem nichtmagnetischen Granatsubstrat (20) aufgewachsen ist; Ausbilden einer Furche (120) in dem Granatkristall (5), zum Unterteilen des Granatkristalls (5) in ein erstes Teil, das das erste magneto-optische Element (4) ausbildet, und ein zweites Teil, das das zweite magneto-optische Element (8) ausbildet, so dass die Furche beinahe senkrecht auf einer beabsichtigten Lichttransmissionsrichtung der integrierten magnetooptischen Modulatorvorrichtung ist; Einfügen des zweiten polarisierenden Elements (6) in die Furche (120).
Das Verfahren zum Herstellen einer integrierten magneto-optischen Modulatorvorrichtung nach Anspruch 19, das Verfahren ferner umfassend die Schritte: Anpassen des ersten, das erste magneto-optische Element (4) ausbildenden Teils zur Verwendung als eine optische Isolatoreinheit und des zweiten, das zweite magneto-optische Element (8) ausbildenden Teils als eine optische Modulatoreinheit durch Befestigen des ersten (2) und dritten (10) polarisierenden Elements an der Position, bei der eintreffendes Licht (Pin) und ausgehendes Licht (Pout) übertragen werden.
Das Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei zum Ausbilden der Furche (120) eine rotierenden Blattsäge verwendet wird.
Das Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, wobei das Selten-Erd-Granat ein mit Bi substituierter Selten-Erd-Eisen-Granat ist.
Das Verfahren nach Anspruch 19 oder 2, wobei der Selten-Erd-Eisen-Granat-Kristall mittels eines epitaxialen Verfahrens gezogen wird.
Ein optisches Kommunikationssystem mit: einer integrierten magneto-optische Modulatorvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15; einer Lichtquelle (52) zum Eingeben eines Lichts in den optischen Isolator des integrierten magnetooptischen Modulators; einem Lichtquellen-Treiberschaltkreis (122) zum Betreiben der Lichtquelle (52); einer Lichtleitfaser (60) zum Ausbreiten eines ausgegebenen Lichts aus der magneto-optischen Modulatoreinheit der integrierten magneto-optischen Modulatorvorrichtung; einem Photodetektor zum Detektieren des sich durch die Lichtleitfaser (60) ausbreitenden Lichts; und einem Signalverarbeitungsschaltkreis zum Ausführen eines Signaldecodiervorgangs, um die gewünschte Information aus dem optischen Signal des von dem Photodetektor empfangenen Lichts herauszunehmen.
Das optische Kommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei die optische Isolatoreinheit und die magnetooptische Modulatoreinheit in einem einzelnen Gehäuse (70) enthalten sind.
Das optische Kommunikationssystem nach Anspruch 24, wobei die Lichtquelle (52) in dem Gehäuse (70) enthalten ist.
Das optische Kommunikatonssysem nach Anspruch 24, ferner umfassend eine Antenne zum Empfangen eines Radiosignals und Zuführen des Signals zu einem magneto-optischen Modulatortreiberschaltkreis (124), und wobei die magneto-optische Modulatoreinheit in Abhängigkeit von dem Signal, das von dem magnetooptischen Modulationstreiberschaltkreis (124) verarbeitet worden ist, das Licht moduliert.