DE68911780T2

DE68911780T2 - Nicht-reziproke optische Anordnung.

Info

Publication number: DE68911780T2
Application number: DE68911780T
Authority: DE
Inventors: Kok Wai Chang
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Avago Technologies International Sales Pte Ltd
Priority date: 1988-07-21
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1994-06-30
Anticipated expiration: 2009-07-11
Also published as: HK123294A; EP0352002B1; SG134294G; JPH0268515A; EP0352002A3; EP0352002A2; US4974944A; US5446578A; JP2983553B2; DE68911780D1

Description

Diese Erfindung betrifft im allgemeinen optische nicht-reziproke Vorrichtungen und insbesondere eine optische nicht-reziproke Vorrichtung mit verbesserter Leistungsfähigkeit bei unterschiedlichen Temperaturen und Wellenlängen des Lichts.
Der Einsatz der Faseroptik bei der Kommunikation hat sich in den letzten Jahren schnell entwickelt. Mit diesem Fortschritt sind neue Probleme aufgetreten. Wenn so eine Lichtquelle Licht durch eine optische Faser zu einer anderen optischen Vorrichtung überträgt, wird das durch die optische Faser übertragene Licht durch eine Endfläche oder einen anderen Teil der optischen Vorrichtung am anderen Ende reflektiert werden, so daß derart reflektiertes Licht zu der Lichtquelle zurückkehrt. Vielfachreflexionen auf den Endflächen der optischen Fasern oder anderen optischen Vorrichtungen kann Echos verursachen. Diese Effekte beeinflussen die Leistungsfähigkeit der Quelle nachteilig und verschlechtern die Information, die in der Faser läuft.
Verschiedene optische Einwegleiter und nicht-reziproke Vorrichtungen sind entwickelt worden, um das oben beschriebene Problem der Lichtreflexion und Echos zu überwinden. Bei einem Typ des optischen Einwegleiters oder der optischen nicht-reziproken Vorrichtung des Standes der Technik kann eine solche Vorrichtung nur an solchen Punkten verwendet werden, wo die Linearität des polarisierten Lichtes in den optischen Fasern aufrecht erhalten ist. Weiterhin wird die Leistungsfähigkeit dieser herkömmlichen Vorrichtungen stark durch Änderungen in der Temperatur und der Wellenlänge des durchgehenden Lichtes verschlechtert. Solche Vorrichtungen des Standes der Technik sind daher nicht vollständig befriedigend.
Im Hinblick auf die Unzulänglichkeiten der oben beschriebenen optischen Einwegleiter und nicht-reziproken Vorrichtungen des Standes der Technik sind auch polarisationsunabhängige Einwegleiter und Koppler entwickelt worden. Unten beschrieben werden zwei optische Vorrichtungen, die polarisationsunabhängig sind. Beide Vorrichtungen benutzen doppelbrechende Kristalle und Faraday-Rotatoren. Es ist bekannt, daß, wenn ein anisotroper Kristall auf eine bestimmte Weise geschnitten wird, der Kristall bewirken wird, daß die Lichtkomponente in einer bestimmten Polarisationsrichtung auf einen unterschiedlichen Weg beim Durchlaufen des Kristalles abgelenkt wird. Die Richtung der Ablenkung ist als Hauptrichtung des Kristalls bekannt. Es ist auch wohlbekannt, daß doppelbrechende Kristalle nur die Lichtkomponente in der Polarisationsebene parallel zu der Hauptrichtung ablenken wird und die Komponente mit einer Polarisation in der Ebene senkrecht zu der Hauptrichtung nicht beeinflußt. Faraday-Rotatoren sind den Fachleuten auch wohlbekannt als ein nicht-reziproker Rotator und ist daher von reziproken Rotatoren so wie Halbwellenlängenplatten unterschiedlich.
Uchida u.a. offenbart in dem US-Patent 4,178,073 einen polarisationsunabhängigen optischen Einwegleiter, der doppelbrechende Kristalle und einen Faraday-Rotator verwendet. In der Vorwärtsrichtung läuft das Licht nacheinander durch die folgenden Elemente: einen ersten doppelbrechenden Kristall, einen Faraday-Rotator, eine Halbwellenlängenplatte und einen zweiten doppelbrechenden Kristall. In der Vorwärtsrichtung teilt der erste doppelbrechende Kristall in dem optischen Einwegleiter einen einfallenden Lichtstrahl in einen ordentlichen Strahl und einen außerordentlichen Strahl die dann zu einem Strahl zusammengefügt werden, wenn sie aus dem zweiten doppelbrechenden Kristall in dem Einwegleiter austreten. In der umgekehrten Richtung jedoch, obwohl ein einfallender Lichtstrahl wiederum in einen ordentlichen und einen außerordentlichen Strahl geteilt wird, werden die beiden Strahlen jedoch nicht beim Austreten aus dem Einwegleiter in der umgekehrten Richtung zusammengefügt. Wenn somit Licht von einer ersten zu einer zweiten optischen Faser läuft, wird, falls der optische Einwegleiter zwischen die beiden Fasern eingefügt ist, der Einwegleiter Licht in die Vorwärtsrichtung zwischen den beiden Fasern durchlaufen lassen, wird jedoch Lichtreflexionen aus der zweiten Faser daran hindern- in die umgekehrte Richtung zu der ersten Faser übertragen zu werden. Im US-Patent 4,239,329 offenbart Matsumoto polarisationsunabhängige optische nicht-reziproke Vorrichtungen, die im wesentlichen dasselbe Ergebnis wie die von Uchida u.a. erreichen.
Obwohl die Vorrichtungen, die von Matsumoto und Uchida u.a. offenbart sind, gegenüber den polarisationsabhängigen Vorrichtungen des Standes der Technik vorteilhaft sind, wird die Leistungsfähigkeit der Vorrichtungen von Uchida u.a. und Matsumoto durch Änderungen in Temperatur und Wellenlänge des Lichtes stark verschlechtert. Es ist daher wünschenswert, verbesserte optische nicht-reziproke Vorrichtungen zur Verfügung zu stellen, die auf Änderungen in Temperatur und Wellenlängen des Lichtes unempfindlich sind.
Die Erfindung ist auf eine optische nicht-reziproke Vorrichtung zum Durchlassen von Licht in der Vorwärtsrichtung von einem ersten Punkt zu einem zweiten Punkt und zum Reduzieren von Licht, das in der umgekehrten Richtung von dem zweiten Punkt zu dem ersten Punkt läuft, gerichtet. Die Vorrichtung weist wenigstens drei anisotrope Kristallelemente auf, die in einer linearen Anordnung aufgebaut sind, wobei jedes Element eine Hauptrichtung zum Trennen von Licht in ordentliche und außerordentliche Strahlen hat, und wenigstens zwei nicht-reversible Drehelemente, die jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgende der anisotropen Kristallelemente angeordnet sind, und wobei Drehungen der Elemente und Orientierungen und Dicken der Elemente derart sind, das Licht in der Vorwärtsrichtung in ordentliche und außerordentliche Strahlen aufgetrennt werden, welche synthetisiert werden, wenn sie an dem zweiten Punkt ankommen, und das Licht in der Rückwärtsrichtung in ordentliche und außerordentliche Strahlen aufgeteilt wird, die sich im wesentlichen nicht an dem ersten Punkt überlagern, und so, daß Licht, das in der Rückwärtsrichtung läuft, auf eine Weise reduziert wird, die im wesentlichen auf Temperatur und Wellenlängen des Lichtes unempfindlich ist, die in einer der Richtungen laufen.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun beschrieben, beispielhaft nur mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, bei denen:
Figuren 1A, 1B perspektivische Ansichten einer Anordnung von Elementen sind, die eine optische nicht-reziproke Vorrichtung bilden, die den Durchgang von Licht in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung veranschaulichen, um die Erfindung zu erläutern.
Figur 2A sind Querschnittsansichten der fünf Elemente der Figuren 1A, 1B, wobei die Querschnittsansichten nebeneinanderliegend in derselben Reihenfolge wie in der Anordnung angeordnet sind, um die Erfindung zu erläutern.
Figuren 2B, 2C erläutern die Positionen der Lichtstrahlen, die durch die optische nicht-reziproke Vorrichtung der Figuren 1A, 1B in der Vorwärts- bzw. Rückwärtsrichtung laufen.
Figur 3A ist eine graphische Veranschaulichung der Trennung der Vorrichtungen, die von Uchida u.a. und Matsumoto offenbart sind.
Figuren 3B und 3C sind graphische Veranschaulichungen des Kopplungs- oder Einfügeverlustes und der Trennung der Vorrichtung der Figuren 1A, 1B.
Figur 3 D ist eine graphische Veranschaulichung des Kopplungsverlustes und der Trennung eines optischen Einwegleiters mit dualer Wellenlänge, basierend auf der Ausgestaltung der Figuren 1A, 1B, um die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zu veranschaulichen.
Figur 4A sind Querschnittsansichten der Elemente einer weiteren optischen nicht-reziproken Vorrichtung, die auf eine Weise ähnlich der in Figur 2A angeordnet ist, um die Erfindung zu veranschaulichen.
Figuren 4B, 4C veranschaulichen die Positionen der Lichtstrahlen, die in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in der Vorrichtung der Figur 4A laufen.
Figur 5A zeigt Querschnittsansichtenelemente noch einer weiteren optischen nicht-reziproken Vorrichtung, die auf eine Weise ähnlich der in Figur 2A angeordnet ist, um die Erfindung zu veranschaulichen.
Figuren 5B, 5C veranschaulichen die Position der Lichtstrahlen, die in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung in der Vorrichtung der Figur 5A laufen.
Figuren 6A, 6B sind perspektivische Ansichten noch einer anderen optischen nicht-reziproken Vorrichtung, die die Erfindung veranschaulicht.
Figuren 7A, 7B sind perspektivische Ansichten einer weiteren optischen nicht-reziproken Vorrichtung, die die Erfindung veranschaulicht.
Figur 1A ist eine perspektivische Ansicht einer optischen nicht-reziproken Vorrichtung und eines Lichtstrahles, der vom Punkt 1 durch die Vorrichtung zum Punkt 2 in der Vorwärtsrichtung läuft, um die Erfindung zu veranschaulichen. Wie in Figur 1A gezeigt, umfaßt die Vorrichtung 10 drei anisotrope Kristallelemente 12, 16, 20 und zwei Faraday-Rotatoren 14, 18. Es wird angemerkt, daß zwischen irgendwelchen zwei anisotropen Elementen sich wenigstens ein Faraday-Rotator befindet. Bei der bevorzugten Anordnung, die in Figur 1A veranschaulicht ist, gibt es genau einen Faraday-Rotator zwischen irgendwelchen zwei anisotropen Kristallelementen, wobei kein weiteres anisotropes Kristallelement dazwischen liegt. Die anisotropen Kristallelemente 12, 16, 20 haben Abwanderungs-Richtungen 12a, 16a bzw. 20a. Die Positionen des Strahles 30 und seiner Komponentenstrahlen, wenn sie durch die Vorrichtung 10 laufen, sind als Bezugsziffern innerhalb von Kreisen in Figur 1A gezeigt.
Der Lichtstrahl 30 an der Position 1 (mit 1 innerhalb eines Kreises in Figur 1A bezeichnet) fällt auf das Element 12 und tritt an der Position 2 in zwei Strahlen 30a, 30b aus. Der Strahl 30a hat eine Polarisationsebene parallel zu 12a, und der Strahl 30b hat eine Polarisation orthogonal zu der Richtung 12a. Die beiden Strahlen 30a, 30b werden durch den Rotator 14 gedreht und laufen durch das Element 16 mit der Abwanderungs-Richtung 16a. Der Strahl 30b bleibt in der Richtung unverändert, jedoch wird der Strahl 30a in die Richtung 16a um eine Entfernung abgelenkt, die proportional zu der Dicke des Elementes 16 ist. Die beiden Strahlen werden wieder von dem Drehelement 18 in die Richtung 18a gedreht und fallen auf das Element 20. Das Element 20 bewirkt, daß der Strahl 30a in der Richtung 20a abgelenkt wird, so daß er sich, wenn er aus dem Element 20 bei der Position 6 austritt, dem Strahl 30b überlagert. Auf diese Weise werden die beiden Strahlen durch die Vorrichtung 10 in der Vorwärtsrichtung zusammengefügt, um am Punkt 2 den Strahl 30 zu ergeben, der die Ausgabe der Vorrichtung in der Vorwärtsrichtung ist.
Figur 1B ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung der Figur 1A und eines Lichtstrahles, der durch die Vorrichtung in der Rückwärtsrichtung läuft. Wie in Figur 1B gezeigt, wird der Strahl 40 am Punkt 2 (Position 6) in zwei Strahlen 40a, 40b durch das anisotrope Element an der Position 5 aufgespalten. Der Faraday-Rotator 18 ist nicht-reziprok, so daß er die Strahlen 40a, 40b in dieselbe Richtung 18a dreht. Das Element 16 bewirkt, daß der Strahl 40b so bewegt wird, daß die Lagen der beiden Strahlen wie in Position 3 in Figur 1B sind. Der Faraday-Rotator 14 ist nicht-reziprok und dreht die beiden Strahlen in die Richtung 14a wie gezeigt. Das Element 12 bewirkt, daß der Strahl 40a so bewegt wird, daß die beiden Strahlen an Positionen sind, wie sie in Position 1 in Figur 1B gezeigt sind. Es wird bemerkt werden, daß kein Strahl über der ursprünglichen Richtung des Strahls 40 liegt, als 40' in Figur 1B gezeigt. Daher, wenn der Strahl 30 vom Punkt 1 in Position 1 ausgeht und den Punkt 2 in Position 6 in Figur 1A erreicht, wird der Strahl 40, der von dem Punkt 2 in Richtung Punkt 1 ausgeht, in den beiden Strahlen an den Positionen 40a, 40b, entfernt vom Punkt 1, enden. Auf diese Weise erlaubt es die Vorrichtung 10, daß das Licht jeglicher Polarisation in seine ursprüngliche Richtung in der Vorwärtsrichtung läuft, bewirkt aber, daß Licht in der Rückwärtsrichtung aus seiner ursprünglichen Richtung abweicht. Derart wird Licht, das eine erste optische Faser am Punkt 1 (Position 1) verläßt, durch die Vorrichtung 10 laufen und eine zweite Faser am Punkt 2 (Position 6) erreichen, wo Licht, das von der zweiten Faser am Punkt 2 ausgeht, in Strahlen so wie 40a, 40b abgelenkt wird und die erste optische Faser am Punkt 1 nicht erreichen wird. Die Vorrichtung 10 kann daher als ein optischer Einwegleiter benutzt werden, der polarisationsunabhängig ist.
Figur 2A zeigt Querschnittsansichten von Elementen 12, 14, 16, 18, 20, entlang Ebenen senkrecht zu dem Weg des Strahles 30 und in den Strahl 30 schauend, wobei die Ansichten von links nach rechts in derselben Reihenfolge wie die Anordnung in Figur 1A angeordnet sind, um die Erfindung zu veranschaulichen. Somit wird die Querschnittsansicht 12' des Elementen 12 erhalten, wenn man in die Richtung entgegen dem Pfeil 30" der Figur 1A schaut Ähnlich sind 14', 16', 18' und 20' Querschnittsansichten der Elemente 14 - 20, auch in die Richtung entgegengesetzt der des Pfeiles 30" der Figur 1A gesehen. Die Abwanderungs-Richtungen der Elemente 12, 16 und 20 in der Vorwärtsrichtung sind in die Richtungen vom Minus (-)-Zeichen zu dem Plus(+)-Zeichen in Figur 2A. Die Abwanderungs-Geschwindigkeit der Elemente 12, 16, 20 in der Rückwärtsrichtung liegen in den Richtungen vom Plus(+)-Zeichen zu dem Minuszeichen in Figur 2A.
Figur 2B veranschaulicht die Position des Strahls 30 und seiner Komponentenstrahlen in der Vorwärtsrichtung an den Positionen 1 - 6 in den Figuren 1A, 2A, ebenso wie den Kopplungs- oder Einfügeverlust aufgrund des Drehfehlers der Rotatoren 14 und 18. Es ist bekannt, daß die Drehungen der Faraday-Rotatoren 14 und 18 durch Temperatur und Wellenlänge des Lichtes beeinflußt werden. Somit, selbst wenn die Rotatoren 14 und 18 so eingestellt sind, daß sie eine Drehung um 45º bei einer bestimmten Temperatur und Wellenlänge des Lichtes durchführen, werden Änderungen in Temperatur und Wellenlänge einen Fehlerwinkel in die Drehung des Rotators 14, df1, und einen Fehlerwinkel in die Drehung des Rotators 18, df2, eintühren.
Wie in den Figuren 1A, 2A und 2B gezeigt, wird der Strahl 30 in zwei Strahlen 30a und 30b in der Position 2 durch das anisotrope Kristallelement 12 aufgespalten, wobei der Strahl 30a eine Amplitude A² und der Strahl 30b eine Amplitude B² hat. In Figur 2B sind die Positionen des Strahls 30 und der Strahlen 30a, 30b relativ zu der Achse 35 gezeigt. Somit hat mit Bezug auf Figur 2B an den Positionen 1 bzw. 2 der Strahl 30 zwei Komponenten, eine polarisiert entlang der Abwanderungs-Richtung des Elementes 12 und eine Komponente senkrecht zu dieser Richtung. Die Komponente, deren Ebene oder Polarisation parallel zu der Abwanderungs-Richtung ist, wird aus der ursprünglichen Richtung des Strahles 30 abgelenkt und tritt als Strahl 30a an der Position 2 aus. Die Komponente des Strahles 30 mit der Polarisationsebene senkrecht zu der Abwanderungs-Richtung tritt als Strahl 30b in Position 2 in die ursprüngliche Richtung des Strahles 30 ein. Die Strahlen 30a, 30b werden dann durch den Rotator 14 gedreht und treten an der Position 2 aus.
Temperaturänderungen und Änderungen der Wellenlängen des Lichtes werden einen Fehlerwinkel df1 in die Drehung des Rotators 14 einführen, so daß die sich ergebenden Polarisationsebenen der Strahlen 30a und 30b an der Position 3 nicht exakt 45º von der an Position 2 entfernt sein werden. Stattdessen werden die Polarisationen aus der 45º-Position um einen Fehlerwinkel df1 versetzt sein. Zur Zweckmäßigkeit bei der Beschreibung werden die Polarisationsebenen der Strahlen 30a, 30b, die sich ergeben würden, wenn die Drehung des Rotators 14 genau bei 45º gewesen wäre, als die Referenzebenen in Figur 2B genommen. Der Fehlerwinkel df1 wird bewirken, daß die tatsächlichen Polarisationsebenen der Strahlen 30a und 30b um einen Winkel df1 aus dem Referenzebenen von der Position 3 abweichen werden. Daher wird der Strahl 30a eine Hauptkomponente A²cos²df1 entlang einer Referenzebene und eine Nebenkomponente A²sin²df1 entlang der anderen Referenzebene haben, wobei die beiden Komponenten an Position 3 in Figur 2B gezeigt sind. Ähnlich wird der Strahl 30b eine Hauptkomponente B²cos²df1 entlang einer Referenzebene und eine Nebenkomponente B²sin²df1 entlang der anderen Referenzebene haben, genau wie in Figur 2B veranschaulicht.
Wie in den Figuren 1A und 2A gezeigt hat das Element 16 eine Abwanderungs-Achse, die um 135º von der des Kristallelementes 12 gedreht ist. Wie in Figur 2B gezeigt wird die Hauptkomponente des Strahls 30a abgelenkt, wenn sie von der Position 3 in die Position 4 (markiert mit 30a') läuft, während die Nebenkomponente, deren Amplitude A²sin²df1 ist, in der Richtung unverändert bleibt. Für den Strahl 30b wird die Hauptkomponente B²cos²df1 in der Richtung unverändert bleiben, jedoch wird die Nebenkomponente mit der Amplitude B²sin²df1 abgelenkt, wenn der Strahl 30b zwischen den Positionen 3 und 4 läuft. Folglich werden vier Strahlen an der Position 4 beobachtet, anstatt zwei. Zur Vereinfachung sind nur die Hauptstrahlenkomponenten (d.h., die Komponenten mit den Amplituden A²cos²df1, B²cos²df1) in Figur 1A gezeigt. Wegen des weiteren Aufspaltens der Strahlen 30a und 30b, wenn sie aus der Position 3 in die Position 4 laufen, sind die Hauptstrahlen mit 30a' bzw. 30b' bezeichnet worden. Diese vier Strahlen werden wieder von dem Rotator 13 gedreht, wie in Figur 2B gezeigt. Obwohl der Rotator 16 so eingestellt worden ist, daß er die Polarisationsebenen des Lichtes um 45º bei bestimmten Temperaturen und Wellenlängen dreht, werden Änderungen in Temperatur und den Wellenlängen einen Fehlerwinkel df2 in die Drehung des Rotators 18 einführen.
Somit werden die Strahlen 30a' und 30b' jeder wieder zwei Komponenten haben: eine Hauptkomponente entlang einer Referenzebene (definiert auf eine ähnliche Weise wie die Referenzebene des Strahls 30a an der Position 3) mit der Amplitude A²cos²df1 cos²df2 und eine Nebenkomponente A²cos²df1 sin²df2. Ähnlich wird der Strahl 30b' eine Hauptkomponente B²cos²df1 cos²df2 entlang seiner Referenzebene (definiert auf dieselbe Weise wie die Referenzebene des Strahles 30b in Position 3) der Amplitude B²cos²df1 cos²df2 und eine Hauptkomponente B²cos²df1 sin²df2 haben. Das Element 20 wird bewirken, daß die vier Strahlen sich weiter in acht Strahlen an der Position 6 aufteilen. Die Hauptkomponenten der Strahlen 30a', 30b' werden sich überlagern und einen Strahl 30' bilden, der entlang der ursprünglichen Richtung des Strahles 30 an der Position 1 liegt. Die Amplitude des Strahles 30' wird somit (A²+ B²) cos²df1 cos²df2 sein. Der Einfügeverlust ist daher cos²df1 cos²df2.
In der Rückwärtsrichtung, die in Figur 2C dargestellt ist, wird der Strahl 40 an der Position 6 durch das Element 20 in zwei Strahlen 40a, 40b aufgespalten werden. Die beiden Strahlen werden durch den Rotator 18 gedreht, der wiederum einen Fehlerwinkel bei der Drehung df2 einführt, so daß der Strahl 40a an der Position 4 eine Hauptkomponente haben wird, deren Amplitude a²cos²df2 ist, und eine Nebenkomponente, deren Amplitude a²sin²df2 ist. Der Strahl 40b wird ähnliche Komponenten haben. Das Element 16 wird bewirken, daß die beiden Strahlen weiter in vier Strahlen 40a, 40a', 40b, 40b' aufgespalten werden, wenn sie von der Position 4 zur Position 3 laufen, wie in Figur 2C gezeigt. Die vier Strahlen werden wieder von dem Rotator 14 gedreht, der einen Fehlerwinkel df1 einführt, so daß jeder der vier Strahlen jeweils zwei Komponenten haben wird, eine Haupt- und eine Nebenkomponente. Somit wird der Strahl 40a' eine Hauptkomponente haben, deren Amplitude a²sin²df2 cos²df1 ist, und eine Nebenkomponente, deren Amplitude a²sin²df2 sin²df1 ist. Auf ähnliche Weise wird der Strahl 40b' eine Hauptkomponente haben, deren Amplitude b²sin²df2 cos²df1 ist, und eine Nebenkömponente, deren Amplitude b²sin²df2 sin²df1 ist. Das Element 12 wird bewirken, daß die vier Strahlen weiter aufgespalten werden, wenn sie an der Position 1 austreten, wobei die Nebenkomponenten der Strahlen 40a', 40b' sich überlagern, um einen Strahl 40' zu bilden. Wie in Figur 2C gezeigt, wird der Strahl 40', der am Punkt 1 der Figur 1A und der Figur 2C austritt, die Amplitude (a² + b²) sin²df1 sin²df2 haben. Somit wird die Trennung der Vorrichtung 10 sin²df1 sin²df2 betragen.
In den Vorrichtungen, die wie oben diskutiert von Matsumoto und Uchida u.a. offenbart sind, wird nur ein Faraday-Rotator benutzt. Ein solcher Rotator wird einen Fehlerwinkel df auf dieselbe Weise wie Rotatoren 14, 18 der Figuren 1A, 1B und 2A - 2C einführen. Somit wird der Einfügeverlust in den Vorrichtungen von Matsumoto und Uchida u.a. cos²df und ihre Trennung nur sin²df sein. Die Fehlerwinkel, die von den Faraday-Rotatoren eingeführt werden, können bedeutsam sein. Somit können Fehler, die durch Änderungen im Temperatur und Wellenlänge verursacht werden, die Leistungsfähigkeit der Vorrichtungen von Uchida u.a. und Matsumoto verschlechtern, so daß gezeigt werden kann, daß die Trennung für derartige Vorrichtungen nur 20 (log&sub1;&sub0; (sin df)) dB ist. Die Vorrichtung 10 der Figuren 1A - 2C reduziert weiterhin die Lichtmenge, die in Rückwärtsrichtung durchgelassen wird, um einen weiteren Faktor sin²df, so daß die Trennung 40 (log&sub1;&sub0; (sin df)) dB beträgt. Die Lichtmenge, die in Vorwärtsrichtung läuft, wird um einen weiteren Faktor cos²df reduziert. Somit erreicht für eine geringe Reduktion des Lichtes, das in die Vorwärtsrichtung läuft, die Vorrichtung 10 eine viel bessere Trennung in der Rückwärtsrichtung. Aus diesem Grund ist die Vorrichtung 10 gegenüber denen von Matsumoto und Uchida u.a. dahingehend vorteilhaft, daß, obwohl der Einfügeverlust der Vorrichtung 10 nur etwas schlechter ist als bei den Vorrichtungen von Matsumoto und Uchida u.a., die Trennung der Vorrichtung 10 gegenüber solchen Vorrichtungen stark verbessert ist.
Anhang A ist eine Tabelle, die die Abmessungen und Eigenschaften optischer Einwegleiter zeigt, die Faraday-Rotatoren mit zwei Filmtypen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzungen benutzen. Die Dicken der beiden Filmtypen, die in der Tabelle gezeigt sind, sind so gewählt, daß eine Drehung von 45º bei zwei unterschiedlichen Wellenlängen erreicht wird: 1,3 und 1,55 Mikron. Es wird auch aus der Tabelle im Anhang A entnommen werden, daß sich der Betrag der Drehung mit Änderung der Temperatur bedeutend ändern kann. Somit wird, selbst wenn eine Dicke eines Rotatorfilmes so gewählt ist, daß er eine Drehung um 45º bei einer bestimmten Temperatur ergibt, wenn die Temperatur sich ändert, die Drehung des Filmes von 45º bedeutend abweichen. Dies wird ein bedeutsames Problem für die Vorrichtungen von Uchida u.a. und Matsumoto, die oben beschrieben sind.
Figur 3A ist eine graphische Veranschaulichung der Trennung der polarisationsunabhängigen Einwegleiter-Ausgestaltungen von Uchida u.a. und Matsumoto, die oben beschrieben sind. Wie in Figur 3A gezeigt, wird die erreichte Trennung auf einen Bereich von -25 dB bis -30 dB bei hohen Temperaturen reduziert. Bei der Vorrichtung 10 ist im Gegensatz dazu die erreichbare Trennung selbst bei hohen Temperaturen viel besser als die von Uchida u.a. und Matsumoto, wie in den Figuren 3B, 3C gezeigt. Somit bleibt bei Verwendung der (YbTb)IG-Filme als Faraday-Rotatoren die Trennung bei etwa -50 dB über einen weiten Temperaturbereich. Wenn Faraday- Rotatoren einer anderen Zusammensetzung als in Figur 3C verwendet werden, bleibt die Trennung selbst bei hohen Temperaturen so hoch wie zwischen -35 bis -40 dB.
Der Betrag der Drehung eines bestimmten Faraday-Rotators ist eine Funktion sowohl von der Temperatur als auch der Wellenlänge des Lichtes. Wenn daher daran gedacht wird, den optischen Einwegleiter zum Isolieren von Licht unterschiedlicher Wellenlängen zu verwenden, ist es möglich, die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung 10 weiter zu verbessern, indem Rotatoren gewählt werden, die bei verschiedenen Wellenlängen optimiert sind. Somit sind zwei üblicherweise verwendete Wellenlängen für die optische Kommunikation 1,3 und 1,55 Mikron. Es ist daher möglich, die Trennung der Vorrichtung 10 weiter zu optimieren, indem ein Faraday-Rotator verwendet wird, der Licht bei 1,3 Mikron um 45º dreht, und der andere Rotator zum Drehen von Licht bei 1,55 Mikron um 45º optimiert ist. Der Kopplungsverlust und die erreichbare Trennung durch einen solchen optischen Einwegleiter mit dual er Wellenlänge sind in Figur 3D veranschaulicht. Somit ist, wie in Figur 3D gezeigt, der optische Einwegleiter mit dualer Wellenlänge auf Änderungen in Temperatur und Wellenlänge hochtolerant. Trotz Änderungen in beiden Parametern übersteigt die erreichbare Trennung noch -35 dB. Wenn der optische Einwegleiter mehr als zwei Faraday-Rotatoren enthält, wie in der unten beschriebenen Ausführungsform, kann es wünschenswert sein, die Drehungen beider Filme zu optimieren, einen bei 1,3 Mikron und den anderen bei 1,55 Mikron, und die verbleibenden Rotatoren auf Wellenlängen, die zwischen 1,3 und 1,55 liegen, so wie mit gleichmäßig beabstandeten Intervallen. Somit, falls der Einwegleiter drei Rotatoren umfaßt, würde der dritte Rotator so optimiert werden, daß er bei 1,42 Mikron um 45º dreht, welches der Mittenpunkt zwischen 1,3 und 1,55 Mikron ist. Wenn der Einwegleiter vier Rotatoren umfaßt, werden zwei Rotatoren auf 1,3 und 1,55 Mikron optimiert, während die verbleibenden zwei Rotatoren so optimiert werden, daß sie um 45º bei Wellenlängen drehen, die gleichmäßig in Intervallen von etwa 1/3 der Differenz zwischen 1,3 und 1,55 Mikron beabstandet sind, oder bei ungefähr 1,38 und 1,46 Mikron liegen.
Bei bereits existierenden Ausbildungen, da die Drehungen der Faraday-Rotatoren sich bedeutend mit Temperatur und Wellenlänge ändern, kann es notwendig sein, die Abwanderungs- Richtungen der anisotropen Kristallelemente neu auszurichten, um die Trennung zu maximieren. Bei der Ausbildung der Vorrichtung 10, da eine gute Trennung über einen weiten Bereich von Betriebstemperaturen und Wellenlängen erreicht wird, ist eine solche Einstellung nicht mehr notwendig. Dies verbessert stark den Wirkungsgrad beim Einrichten solcher Einwegleiter.
Das Konzept, das der Vorrichtung 10 zugrundeliegt, kann weiter erweitert werden, um Vorrichtungen zu schaffen, die eine noch höhere Trennung als die Vorrichtung 10 liefern. Solche Vorrichtungen sind in den Figuren 4A - 4C und 5A - 5C veranschaulicht. Wie in Figur 4A gezeigt umfaßt die Vorrichtung 100 vier anisotrope Elemente 102, 106, 110 und 114 und drei Faraday-Rotatoren 104, 108 und 112, wobei zwischen jeweils zwei benachbarten anisotropen Kristallelementen ein Rotator liegt. Die Elemente 106, 114 haben Abwanderungs-Richtungen, die relativ zu der des Elementes 102 um 135º gedreht sind. Das Element 110 hat eine Abwanderungs-Richtung, die um 270º oder -90º gegenüber der des Elementes 102 gedreht ist. Während die Rotatoren 104, 108 und 112 in Figur 4A so gezeigt sind, daß sie denselben Fehlerwinkel df einführen, aus Gründen der Einfachheit der Veranschaulichung, wird verstanden werden, daß sie unterschiedliche Fehlerwinkel einführen können; alle derartigen Konfigurationen liegen im Rahmen der Erfindung. Da der Betrag der Ablenkung zwischen den verschiedenen Strahlen durch die Dicken der anisotropen Kristallelemente bestimmt sind, sollten die Dicken (ebenso wie die Ausrichtungen) der Elemente so gewählt werden, daß das gewünschte Ergebnis erreicht wird: die Synthese in einen Strahl in der Vorwärtsrichtung und die Trennung in der Rückwärtsrichtung. Wie in Figur 4A gezeigt, haben die Elemente 102, 110 jedes die Dicke a und die Elemente 106, 114 haben jeweils eine Dicke von etwa a/1,41.
Bei der Anordnung der Vorrichtung 100 in Figur 4A, wobei die unterschiedlichen Strahlen, die in der Vorwärtsrichtung laufen, in Figur 4B dargestellt sind, sind wieder die Positionen der Strahlen diejenigen, die man beobachtet, wenn man in den einlaufenden Strahl von der Position 8 her schaut. Ähnlich sind die Positionen der Strahlen in der Rückwärtsrichtung diejenigen, die an der Position 1 beobachtet werden, wenn man in den einlaufenden Strahl schaut, wie in Figur 4C veranschaulicht. Aus den Figuren 4A - 4C wird deutlich, daß der Kopplungs- oder Einfügeverlust der Vorrichtung 100 cos&sup6;df und ihre Trennung sin&sup6;df sein wird. Wenn die Rotatoren 104, 108, 112 Fehlerwinkel df1, df2 bzw. df3 anstelle desselben Winkels df haben, dann wird der Kopplungsverlust cos²df1 cos²df2 cos²df3 und somit ihre Trennung sin²df1 sin²df2 sin df2sein. Somit erleidet die Vorrichtung 100 wiederum nur einen kleinen Amplitudenverlust in der Vorwärtsrichtung, gibt jedoch eine bessere Trennung, selbst wenn mit der Vorrichtung 10 der Figuren 1A - 2C verglichen wird.
Die Figuren 5A - 5C veranschaulichen noch eine andere Vorrichtung 150, die überlegene Trennung bei nur einem weiteren leichten Anwachsen des Kopplungsverlustes bietet. Figur 5A veranschaulicht die Querschnittsansichten jedes der Elemente in der Vorrichtung 150 in einer Weise ähnlich der der Figur 2A.
In Figur 5A veranschaulicht sind Querschnittsansichten von neun Elementen, die in einer linearen Anordnung zwischen zehn Positionen eines einkommenden Lichtstrahles auf eine Weise ähnlich der der Figur 1A angeordnet sind, wo die Querschnittsansichten der neun Elemente nebeneinanderliegend auf eine Weise ähnlich der der Figur 2A angeordnet sind. Wie in Figur 5A gezeigt, haben die anisotropen Kristallelemente 152, 160 Dicken, die ungefähr gleich a sind, wobei die Elemente 156 und 164 jeweils Dicken von etwa 1,41a haben und das Element 168 eine Dicke von etwa 2a hat. Die Abwanderungs-Richtungen der Elemente 156, 160, 164 und 168 sind um etwa 135, 180, 315 und 900 relativ zu der Abwanderungs-Richtung des Elementes 152 ausgerichtet. Die Faraday-Rotatoren 154, 158, 162 und 166 drehen jeweils den einlaufenden Lichtstrahl um 45º, werden aber einen Fehlerwinkel df einführen, der durch Änderungen der Temperatur und Wellenlängen verursacht ist. Obwohl aus Vereinfachungsgründen der Fehlerwinkel, der durch die vier Kristalle eingeführt wird, so gezeigt ist, daß er dieselbe Größe df hat, wird verständlich werden, daß die vier Rotatoren unterschiedliche Fehlerwinkel einführen können, und derartige Implementierungen liegen innerhalb des Rahmens der Erfindung.
Figur 5B veranschaulicht die Positionen des einlaufenden Strahles, und die unterschiedlichen Strahlen, in die der Strahl an den zehn Positionen relativ zu einer Achse 175 auf eine Weise ähnlich der der Figuren 2B und 4B aufgespalten wird, wo der einlaufende Strahl in die Vorwärtsrichtung relativ zu der Vorrichtung 150 läuft. Wenn es auf eine Weise ähnlich der berechnet wird, die oben für die Vorrichtungen 10 und 100 beschrieben ist, ist der Vorwärtskopplungsverlust der Vorrichtung 150 proportional zu cos&sup8;df. Aus Gründen der Einfachheit sind nur die Strahlen mit der höchsten Intensität der Figur 5B gezeigt.
Figur 5C veranschaulicht die Positionen eines Strahles der in Rückwärtsrichtung läuft, und die Strahlen, in die der Strahl durch die Vorrichtung 150 relativ zu der Achse 175 aufgespalten wird; wieder sind einige der Strahlen geringerer Intensitäten unterdrückt worden, um das Schaubild zu vereinfachen. In einer Weise ähnlich der der Ausführungsformen, die oben beschrieben sind, ist die Trennung der Vorrichtung 150 in Rückwärtsrichtung sin&sup8;df. Wenn die Rotatoren 154, 158, 162, 166 verschiedene Fehlerwinkel df1, df2, df3, df4 einführen, wird der Vorwärtskopplungsverlust der Vorrichtung 100 proportional zu cos²(df1) cos²(df2) cos²(df3) cos²(df4) sein, und die Rückwärtstrennung der Vorrichtung 100 wird sin²(df1) sin²(df2) sin²(df3) sin²(df4) sein.
Die allgemeine Konfiguration der Erfindung, wie sie in den Vorrichtungen 10, 100 und 150 verkörpert ist, ist wie folgt. Die Vorrichtung umfaßt wenigstens drei anisotrope Kristallelemente, die in einer linearen Anordnung angeordnet sind. Zwischen irgendwelchen zwei benachbarten anisotropen Kristallelementen befindet sich wenigstens ein nicht-reversibles Drehelement, wie ein Faraday-Rotator. Die Orientierungen und Dicken der anisotropen Kristallelemente sind derart, daß das Licht in der Vorwartsrichtung in unterschiedliche Strahlen aufgetrennt und dann in einen Strahl in der Vorwärtsrichtung zusammengesetzt wird. Da der Fehlerwinkel typischerweise ganz klein ist, verschlechtert der Kopplungsverlust die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung nicht bemerkenswert. Da die Vorrichtungen ausgezeichnete Trennung haben, ist ihre Leistungsfähigkeit als Einwegleiter somit im wesentlichen bezüglich Temperatur und Wellenlängen des Lichtes unempfindlich. Offensichtlich können mehr als fünf anisotrope Kristallelemente und mehr als vier Faraday-Rotatoren, die so angeordnet sind, daß wenigstens ein Rotator zwischen irgendwelchen zwei anisotropen Kristallelementen liegt, gemäß den Grundsätzen dieser Erfindung aufgebaut werden und liegen damit innerhalb des Rahmens dieser Erfindung.
Figur 6A ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung 200 zum Isolieren und Erfassen der reflektierten Lichtmenge, wenn Licht aus der optischen Faser 1 in eine zweite optische Faser 2 läuft. Wie in Figur 6A gezeigt wird Licht, das durch eine optische Faser 201 läuft, von einer Linse 203 fokussiert und durch die Anisotropieelemente 204, 206, 208 und die Faraday-Rotatoren 205, 207 geleitet, so angeordnet, wie in Figur 6A gezeigt. Das an der Position 6 austretende Licht wird durch die Linse 209 auf die Faser 202 fokussiert. Abgesehen von der Benutzung zweier Linsen 203, 209 ist die Vorrichtung 200 der Vorrichtung 10 der Figur 1A identisch. Die Vorrichtungen 100, 150 und weitere Vorrichtungen einer derartigen Konfiguration können auch benutzt werden und liegen im Rahmen der Erfindung.
Somit wird, wie oben mit Bezug auf Figur 1A beschrieben, Licht von der Faser 201 auf die Faser 202 übertragen werden, mit nur einem kleinen Kopplungsverlust, der proportional zu cos&sup4;(df) ist, wobei df der Fehlerwinkel ist, der von dem Rotator 205, 207 eingeführt wird. Wie auch oben mit Bezug auf Figur 113 und Figur 2C beschrieben ist, wird ein Strahl in Rückwärtsrichtung in sieben Strahlen aufgespalten, wobei nunein Strahl sehr kleiner Intensität zurück in die Faser 201 übertragen wird. Die verbleibenden sechs Strahlen werden nicht in die Faser 201 übertragen, so daß die Vorrichtung 200 eine ausgezeichnete Trennung erreicht. Wie der Figur 2C entnommen wird, haben von den verbleibenden sechs Strahlen, die nicht in die Faser 201 in der Rückwärtsrichtung übertragen werden, die Strahlen 62, 64 die stärksten Intensitäten. Wenn daher zwei zusätzliche Fasern 215 und 216 benachbart zur Faser 201 angeordnet werden, um die Strahlen 62, 64 aufzunehmen, wird die Intensität des Lichtes, das in die Rückwärtsrichtung übertragen wird, welches von der Faser 202 ausgeht, durch die Intensität des Lichtes angegeben, das in die Fasern 215, 216 übertragen wird. Die Vorrichtung 200 umfaßt somit zwei zusätzliche Fasern 215, 216, die benachbart der Faser 201 in einer solchen räumlichen Beziehung angeordnet sind, daß sie in der Lage sind, die Strahlen 62, 64 zu empfangen. Die Vorrichtung 200 ist daher geeignet, die Reflexionsmenge aus der Faser 202 zu messen, wenn Licht in Vorwärtsrichtung von der Faser 201 zur Faser 202 durch die Vorrichtung 200 übertragen wird. Wenn Licht so übertragen wird, wird das meiste Licht durch die Faser 202 übertragen; jedoch wird eine kleinere Reflexionsmenge aus der Endfläche der Faser 202 zurück in Richtung auf die Faser 204 ausreflektiert. Derartiges reflektiertes Licht wird in die Rückwärtsrichtung durch die Vorrichtung 200 laufen, und ein Hauptteil einer solchen Energie wird durch die Fasern 215, 216 eingefangen werden. Die Intensität des Lichtes, das von den Fasern 215, 216 eingefangen wird, ist daher eine Angabe der Stärke der Reflexion von der Faser 202. Es wird bemerkt werden, daß die Vorrichtung 200 dazu geeignet ist, die Stärke der Reflexionen zu messen, selbst wenn das von der Faser 201 zur Faser 202 übertragene Licht eine unbekannte Polarisation hat.
Die Figuren 7A, 7B sind perspektivische Ansichten einer Vorrichtung 300 zum Messen der Reflexionen von einer Ausgabefaser, wenn polarisiertes Licht aus einem Laser von einer Einzelmodusfaser übertragen wird. Wie in Figur 7A gezeigt, wird Licht bekannter Polarisation aus einem Laser von einer Einzelmodusfaser 302 durch die Linse 303 in Richtung auf eine lineare Anordnung von Elementen übertragen, die die Vorrichtung 10 der Figur 1A übertragen, in der "Rückwärts"-Richtung, wie in den Figuren 1A, 2A definiert. Wie in Figur 7A gezeigt ist der Lauf des Lichtes aus der Faser 302 in Figur 7A in durchgezogenen Linien gezeigt. Die Faser 302 ist nicht mit der Ausgabefaser 316 ausgerichtet, ist jedoch so gelegen, daß das Licht, das durch die Vorrichtung 300 aus der Position 6 läuft und bei Position 1 austritt durch die Linse 314 auf die Faser 316 fokussiert wird. Somit hat mit Bezug auf die Figur 7A das Licht aus der Faser 302 eine Polarisation im wesentlichen senkrecht zu der Abwanderungs-Richtung des Kristallelementes 312. Aus diesem Grund bewirkt das Element 312 nicht, daß die Richtung des Lichtes, das von der Faser 302 ausgeht, zwischen den Positionen 6 und 5 abgelenkt wird. Das Element 308 jedoch bewirkt, daß die Position des Strahles sich entlang seiner Abwanderungs-Richtung wie gezeigt bewegt. Nachdem es von dem Rotator 306 gedreht wird, ist die Polarisation des Lichtes wieder normal zu der Abwanderungs-Richtung des Elementes 304, so daß seine Richtung unverändert bleibt, wenn es von der Position 2 zur Position 1 läuft und dann von der Linse 314 auf die Faser 316 fokussiert wird.
Die Reflexionen von der Ausgabefaser 316 jedoch werden von der Vorrichtung 300 auf eine Einzelfaser 330 übertragen, die mit einem Verbinder zum Erfassen der Größe einer solchen Reflexion verbunden ist. Wenn solche Reflexionen von der Ausgabefaser 316 zur Faser 330 übertragen werden, arbeitet die Vorrichtung 300 auf dieselbe Weise wie die Vorrichtung 10, wenn Licht in der Vorwärtsrichtung so übertragen wird, daß die Reflexionen von der Endfaser der Faser 316 auf die Faser 330 übertragen werden, wo die beiden Fasern ausgerichtet sind. Auf eine solche Weise fängt nur eine Faser 330 einen wesentlichen Teil des Lichtes ein, das von 316 reflektiert wird, um die Menge der Reflexionen der Endfaser der Faser 13 zu erfassen. ANHANG A Magnetoptische Eigenschaften von Bi-substituiertem Granat-Dickfilm für einen optischen Einwegleiter Probe Wellenlänge (um) Faraday-Roatation (Grad/cm) Dicke (um) Einfügeverlust (dB) Trennung (dB) d0/dT (Grad/K) Magnetisches Feld für die Sättigung (Oe)

Claims

1. Nicht-reziproke optische Vorrichtung (10; 100; 150; 200; 300) zum Durchlassen von Licht in einer Vorwärtsrichtung von einem ersten Punkt (1) zu einem zweiten Punkt (2) und zum Vermindern von Licht, das in einer Rückwärtsrichtung von dem zweiten Punkt zu dem ersten Punkt durchgeht, mit

- mindestens drei anisotropen Kristallkörpern (12, 16, 20), die in einer geradlinigen Reihe angeordnet sind, wobei jeder Körper eine Abwanderungs-Richtung zum Trennen von Licht in ordentliche und außerordentliche Strahlen aufweist, und

- mindestens zwei nicht-reversiblen Drehelementen (14, 18), die jeweils zwischen zwei aufeinanderfolgende anisotrope Kristallkörper eingefügt sind, wobei die Drehungen der Elemente und die Orientierungen und Dicken der Körper so gewählt sind, daß Licht in der Vorwärtsrichtung in ordentliche und außerordentliche Strahlen aufgeteilt wird, welche synthetisiert werden, wenn sie beim zweiten Punkt ankommen, und daß Licht in der Rückwärtsrichtung in ordentliche und außerordentliche Strahlen aufgeteilt wird, welche sich beim ersten Punkt im wesentlichen nicht überdecken, und so daß in der Rückwärtsrichtung hindurchgehendes Licht auf eine Weise vermindert wird die im wesentlichen gegen Temperatur und Wellenlängen des in eine der beiden Richtungen hindurchgehenden Lichtes unabhängig ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der jedes Drehelement (14, 18) die ordentlichen und die außerordentlichen Strahlen bei einer vorgegebenen Licht-Wellenlänge um etwa 45º dreht, und bei der die Drehungen durch die Temperatur und Wellenlängen der Strahlen beeinflußt sind, so daß die von jeden Element durchgeführten Drehungen von 45º um einen Fehlerwinkel abweichen, so daß die Dämpfung der Vorrichtung proportional zum Produkt der Quadrate des Kosinus der Fehlerwinkel ist, und so daß die Trennung der Vorrichtung proportional zum Produkt der Quadrate des Sinus der Fehlerwinkel ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der ein erstes Drehelement (14) Lichtstrahlen einer ersten Wellenlänge um etwa 45º dreht, und ein zweites Drehelement (18) Lichtstrahlen einer zweiten Wellenlänge um etwa 45º dreht, so daß die Vorrichtung die Lichtübertragung in der Rückwärtsrichtung bei der ersten und bei der zweiten Wellenlänge vermindert.

4. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit drei anisotropen Kristallkörpern (12, 16, 20) und zwei nicht-reversiblen Drehelementen (14, 18).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Reihe einen ersten Körper (12), der dem ersten Punkt am nächsten ist, einen zweiten Körper (10) in der Mitte und einen dritten Körper (20), der dem zweiten Punkt am nächsten ist, aufweist, wobei der erste und der dritte Körper im wesentlichen dieselbe Dicke haben und die Dicke des zweiten Körpers im wesentlichen 1,41 mal der Dicke der anderen beiden Körpern ist, und wobei die Abwanderungs-Richtungen des zweiten und des dritten Körpers relativ zu der des ersten Körpers eine Orientierung von etwa 135º bzw. 270º aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit vier anisotropen Kristallkörpern (102, 106, 110, 114) und drei nicht-reversiblen Drehelementen (104, 108, 112).

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Reihe einen ersten Körper (102), der dem ersten Punkt am nächsten ist, einen vierten Körper (114), der dem zweiten Punkt am nächsten ist, einen zweiten Körper (106), der an den ersten Körper angrenzt, und einen dritten Körper (110) zwischen dem zweiten und dem vierten Körper aufweist, wobei der erste und der dritte Körper im wesentlichen dieselben Dicken a haben und der zweite und der vierte Körper im wesentlichen dieselben Dicken a/1,41 haben, und wobei der zweite, der dritte und der vierte Körper so orientiert sind, daß ihre Abwanderungs-Richtungen relativ zu der des ersten Körpers bei 135º, 270º bzw. 135º liegen.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, bei der ein erstes Drehelement (140) Lichtstrahlen einer ersten Wellenlänge um etwa 45º dreht, und ein zweites Element (108) Lichtstrahlen um etwa 45º dreht, und das dritte Element (112 Lichtstrahlen um etwa 45º dreht, wobei diese Lichtstrahlen eine Wellenlänge haben, die ungefähr das arithmetische Mittel der ersten und der zweiten Wellenlänge bildet, so daß die Vorrichtung die Lichtübertragung in der Rückwärtsrichtung bei der ersten und der zweiten Wellenlänge und bei Wellenlängen zwischen der ersten und der zweiten Wellenlänge vermindern kann.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei der die Reihe einen eisten Körper, der dem ersten Punkt am nächsten ist, einen vierten Körper, der dem zweiten Punkt am nächsten ist, einen dem vierten Körper benachbarten zweiten Körper und einen dritten Körper zwischen dem zweiten und dem vierten Körper aufweist, wobei der erste und der dritte Körper im wesentlichen dieselbe Dicke 1,41a haben, und wobei der zweite, der dritte und der vierte Körper so orientiert sind, daß ihre Anwanderungsrichtungen relativ zu der des ersten Körpers bei 135º, 180º bzw. 225º liegen.

10. Vorrichtung (150) nach Anspruch 1, mit fünf anisotropen Kristallkörpern (152, 156, 160, 164, 168) und vier nicht- reversiblen Drehelementen (154, 158, 162, 166).

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der ein erstes Drehelement Lichtstrahlen einer ersten Wellenlänge um etwa 45º dreht, ein zweites Element Lichtstrahlen einer zweiten Wellenlänge um etwa 45º dreht, ein drittes und ein viertes Element Lichtstrahlen einer dritten bzw. einer vierten Wellenlänge um etwa 45º drehen, wobei die dritte und die vierte Wellenlänge zwischen der ersten und der zweiten Wellenlänge liegen, so daß die Vorrichtung die Lichtübertragung in der Rückwärtsrichtung sowohl bei der ersten und der zweiten Wellenlänge als auch zwischen der ersten und der zweiten Wellenlänge vermindern kann.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, bei der die erste Welle ungefähr 1,3 um, die zweite Wellenlänge ungefähr 1,55 um und die dritte und die vierte Wellenlänge 1,37 bzw. 1,44 um sind.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei der die Reihe einen ersten, einen zweiten, einen dritten, einen vierten und einen fünften Körper aufweist, die in dieser Reihenfolge angeordnet sind, wobei der dem ersten Punkt am nächsten liegende, erste Körper (152) und der dritte Körper (160) eine Dicke a haben, der zweite und der vierte Körper (156 und 164) eine Dicke 1,41a haben, und der fünfte Körper (168) einen Dicke 2a hat, und wobei der zweite, der dritte, der vierte und der fünfte Körper so orientiert sind, daß ihre Abwanderungs-Richtungen relativ zu der des ersten Körpers bei 135º, 180º, 315º bzw. 90º liegen.

14. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, mit ferner einer Einrichtung (201) zum Zuführen von Licht einer unbekannten Polarisation vom ersten Punkt in der Vorwärtsrichtung in Richtung auf den zweiten Punkt, und mit einer Einrichtung (215, 216), die benachbart dem ersten Punkt angeordnet ist, zum Erfassen der ordentlichen und außerordentlichen Strahlen, die sich in der Rückwärtsrichtung ausbreiten.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, mit ferner

- einer Einrichtung (302), die dem zweiten Punkt benachbart angeordnet ist, zum Übertragen von Licht einer vorgegebenen Polarisation in Richtung auf den ersten Punkt wobei diese Übertragungseinrichtung relativ zum zweiten Punkt so angeordnet ist, daß dieses Licht im wesentlichen beim ersten Punkt ankommt, und

- einer Einrichtung (330), die ungefähr beim zweiten Punkt angeordnet ist, zum Erfassen eines durch die Synthese der ordentlichen und außerordentlichen Strahlen, die vom ersten Punkt im wesentlichen zum zweiten Punkt gehen, gebildeten Strahlenbündels.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, bei der die Erfassungseinrichtung eine oder mehrere optische Fasern aufweist.