JPH07306390A

JPH07306390A - 偏光面切換器及びそれを用いた光スイッチ

Info

Publication number: JPH07306390A
Application number: JP12314394A
Authority: JP
Inventors: Hiromitsu Umezawa; 浩光梅沢; Yoichi Suzuki; 洋一鈴木; Tomokazu Imura; 智和井村; Hiroshi Rikukawa; 弘陸川; Tsugio Tokumasu; 次雄徳増
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1994-05-12
Filing date: 1994-05-12
Publication date: 1995-11-21
Anticipated expiration: 2013-07-09
Also published as: JP2772759B2

Abstract

(57)【要約】【目的】磁気光学式偏光面切換器及び光スイッチのス
イッチング速度を向上させる。【構成】鉄含有ガーネット単結晶膜からなるファラデ
ー回転子１６と、それに磁界を印加する磁界反転可能な
磁界印加手段とを具備する。磁界印加手段は、半硬質磁
性材料からなるほぼＣ型平板状のヨーク１０と、それに
施した巻線１２とからなる。磁界印加手段による磁界印
加時に該ファラデー回転子の一部分は磁化が未飽和状態
であり、残りの部分は磁化が飽和状態となって、その磁
化が飽和している部分を膜面に対してほぼ垂直方向に光
ビームが通過する。例えば、ファラデー回転子をギャッ
プ部から大きくはみ出す形状にしたり、先端に磁気シー
ルド材を被せる。主ヨークと補助ヨークを組み合わせ
て、逆向きの磁界を印加するようにしてもよい。ギャッ
プ長が短い部分を複数箇所設ける構成もある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ファラデー回転子に印
加する磁界の方向を反転させることにより、光の偏光方
向を切り換える磁気光学式の偏光面切換器、及びそれを
用いた光スイッチに関するものである。更に詳しく述べ
ると本発明は、磁界印加時に、ファラデー回転子の一部
分は磁化が未飽和状態であり、残りの部分は磁化が飽和
状態にとなって、その磁化が飽和している部分を膜面に
対してほぼ垂直方向に光ビームが通過するようにした偏
光面切換器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光通信システムや光学測定装置などにお
いては、光の進行方向を空間的に切り換えるための光ス
イッチが必要である。これには１×１型光スイッチ（光
シャッタ）や２×２型光スイッチ、あるいはこれらを組
み合わせたものが用いられる。光スイッチの構造は、機
械式、電気光学効果や音響光学効果を利用した方式、あ
るいは磁気光学式など、種々提案されている。そのなか
でも磁気光学式は、内部に設置した磁気光学式の偏光面
切換器によって、光ビームの偏光面を磁気的に切り換え
るものであり、機械式に比べて高速で動作し且つ小形化
でき、優れた長期信頼性をもつ利点がある。

【０００３】代表的な磁気光学式の偏光面切換器は、磁
性材料からなるヨークと、該ヨークに施した巻線と、ヨ
ークのギャップ部に挿入した薄板状のファラデー回転子
とからなる。ファラデー回転子としては、ＬＰＥ法によ
るビスマス置換鉄ガーネット単結晶膜が多用されつつあ
る。その理由は、ビスマス置換鉄ガーネットはファラデ
ー回転係数が大きく、そのため比較的薄い膜構造にでき
るし、またＬＰＥ法は生産性が高い利点を有するからで
ある。

【０００４】このファラデー回転子は、ヨークに設けら
れているギャップ部に、ギャップ長の方向に対して垂直
に挿入される。その場合、ファラデー回転子は、その一
部がギャップ部から外側へはみ出す大きさとなってお
り、そのはみ出し部分を光ビームが通過するようになっ
ている。ここで従来技術では、ファラデー回転子の上記
はみ出し部分を極力小さくし、ヨークによる磁界によっ
てガーネット単結晶膜の磁化が全面にわたって飽和する
ような磁界を印加して使用してる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁気光学式光ス
イッチにおけるスイッチング時間は、数十〜２５０μ秒
（本発明者等による従来比較では、通常８０μ秒程度）
である。ところで、１×１型光スイッチ（光シャッタ）
の用途の一つとして、本発明者等が提案した過大光遮断
装置がある。これは、光増幅器が異常発振を起こすと、
規定レベルを超える過大な強度の光が伝播してしまい、
受光素子などの光部品や受光素子後段の電子部品を破壊
することがあるので、光の経路に光パワー検出器と遅延
ファイバと光スイッチを直列に配置し、過大光を検出し
た時に、素早く光スイッチをオフにして、遅延ファイバ
を通過してくる過大光を遮断して、光部品や電子部品を
保護する装置である。

【０００６】上記のような光スイッチで要求される遮断
時間は、ファイバの遅延時間で決まるが、例えばファイ
バ長が２００ｍの場合は約１μ秒、２０００ｍの場合は
１０μ秒程度である。ファイバ長は過大光遮断装置の大
きさに直接影響を及ぼし、できるだけ短い方が好ましい
ことは言うまでもない。現実的には、遮断時間が遮断時
間が１０μ秒以下の高速で光を遮断でき、且つ信頼性の
高い光スイッチが必要となる。

【０００７】本発明の目的は、高速でスイッチングする
磁気光学式の偏光面切換器及び光スイッチを提供するこ
とである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鉄含有ガ
ーネット単結晶膜からなるファラデー回転子についてス
イッチング速度と印加する磁界分布の関係について検討
した。その結果、鉄含有ガーネット単結晶膜の磁化が全
面にわたって飽和する磁界をかけた時よりも、空間的に
磁化の分布があり、鉄含有ガーネット単結晶膜の一部の
磁化が未飽和となる磁界をかけた時の方が、スイッチン
グ速度が向上することを見出した。本発明は、かかる知
得に基づきなされたものである。

【０００９】本発明は、鉄含有ガーネット単結晶膜から
なるファラデー回転子と、該ファラデー回転子に磁界を
印加する磁界反転可能な磁界印加手段とを具備する偏光
面切換器である。本発明では、磁界印加手段による磁界
印加時に該ファラデー回転子の一部分は磁化が未飽和状
態であり、残りの部分は磁化が飽和状態となって、その
磁化が飽和している部分を膜面に対してほぼ垂直方向に
光ビームが通過する構造になっており、その点に特徴が
ある。

【００１０】具体的には例えば、半硬質磁性材料からな
るほぼＣ型平板状のヨークと、該ヨークに施した巻線
と、前記ヨークに設けられているギャップ部に、ギャッ
プ長の方向に対して垂直に挿入した鉄含有ガーネット単
結晶膜からなるファラデー回転子とを具備し、該ファラ
デー回転子は、その大部分がギャップ部から外側へはみ
出す大きさであり、そのはみ出し部分の先端部は磁化の
未飽和領域であって、はみ出し部分のうちの磁化の飽和
領域を膜面に対してほぼ垂直方向に光ビームが通過する
ようにする。あるいはファラデー回転子のはみ出し部分
の先端部に磁気シールド材を取り付けて磁化の未飽和領
域を形成してもよい。また主ヨークと補助ヨークを用
い、それらによる磁界がファラデー回転子に対して逆方
向に印加されるような構成もある。更には、ヨークのギ
ャップ部を、ギャップ長の短い部分が複数箇所間隔をお
いて設けて、ギャップ長が長い部分が磁化の未飽和領域
となるような構成としてもよい。

【００１１】前記のファラデー回転子としては、液相エ
ピタキシャル法により育成され、補償温度をもつビスマ
ス置換鉄ガーネット単結晶膜からなり、１１２０℃以
上、１１８０℃以下の温度で、且つ７時間以内のトップ
条件で熱処理されたものが最適である。

【００１２】本発明では、例えば対向配置した２個の楔
型複屈折単結晶と、それらの間にファラデー回転子を配
置した上記のような偏光面切換器と、入力用と出力用の
レンズ一体型光ファイバとによって光スイッチを構成す
る。あるいは、対向配置した２個の偏光ビームスプリッ
タと、それらの間にファラデー回転子を配置した上記の
ような偏光面切換器と、ファラデー回転子と一方の偏光
ビームスプリッタとの間に位置する１／２波長板とによ
って光スイッチを構成することもできる。

【００１３】

【作用】本発明では、鉄含有ガーネット単結晶膜からな
るファラデー回転子は、ヨークのギャップ部に挿入され
ており、該ギャップ部近傍は磁気飽和するが、離れた部
分は磁化の未飽和領域である。このような磁化状態であ
ると、スイッチング速度が向上する。その理由は、次の
ように考えられる。即ち、従来の全面が磁気飽和した場
合の鉄含有ガーネット単結晶膜の磁化反転プロセスは、
まず初めに磁気モーメントの一部が反対方向を向き、そ
こが核となって磁壁移動が起こり、やがて全ての磁化反
転に至るというものである。本発明では鉄含有ガーネッ
ト単結晶膜の一部分で磁化が未飽和状態であるため、ス
イッチング動作の最初の段階で、磁化反転のための核が
既に存在していることになる。従って、本発明では、核
生成段階を省けるので、その分、磁化反転が早く起こ
り、スイッチング時間が短縮されることになる。

【００１４】本発明では、光ビームはギャップ部近傍の
磁気飽和した部分を通過するので、アイソレーションや
挿入損失は従来品と変わらない。

【００１５】また、鉄含有ガーネット単結晶膜に適切な
熱処理を施すと、ファラデー回転角や飽和磁化、飽和に
要する磁界は変わらずに、ファラデー回転角の磁界依存
性に関するヒステリシスの囲む面積Ｓが大きく減少し、
更に最適条件では該面積Ｓがほぼ零になる。このヒステ
リシスの囲む面積はスイッチング時間と相関があり、こ
のファラデー回転子を用いると、光スイッチのスイッチ
ングが非常に高速化される。

【００１６】

【実施例】本発明に係る光スイッチの一実施例を図１の
Ａに示す。これは１×１型光スイッチ（光シャッタ）の
例である。偏光面切換器は、半硬質磁性材料からなるほ
ぼＣ型平板状のヨーク１０と、それに施した巻線１２
と、前記ヨーク１０に設けられているギャップ部１４
に、ギャップ長の方向に対して垂直に挿入した板状のフ
ァラデー回転子１６とを具備する構成である。ここでフ
ァラデー回転子１６は、ＬＰＥ法（液相エピタキシャル
法）により育成され、補償温度をもつビスマス置換鉄ガ
ーネット単結晶膜からなる。そして、このファラデー回
転子１６は、その大部分がギャップ部１４から外側へは
み出す大きさであり、図１のＢに示すように、そのはみ
出し部分の先端は磁化の未飽和領域１６ａであって、は
み出し部分のうちの磁化の飽和領域１６ｂを、膜面に対
してほぼ垂直方向に光ビームが通過する。ファラデー回
転子１６の両側には、それぞれ楔型複屈折単結晶１８，
２０を配置し、更に入力用のレンズ一体型光ファイバ２
２と出力用のレンズ一体型光ファイバ２４とを設けてい
る。

【００１７】つまり、この実施例では、ファラデー回転
子１６を、その大部分がギャップ部１４からはみ出すよ
うに大きくして、ヨーク１０と巻線１２による磁界印加
手段によって、ファラデー回転子１６の磁化が膜全体に
わたって飽和しないように設定されている。逆に言う
と、磁界印加手段による漏れ磁界は、ファラデー回転子
１６の磁化を膜全体では飽和しないような大きさに設定
してある。

【００１８】ファラデー回転子１６は、ＬＰＥ法により
成膜した（ＧｄＢｉ）₃（ＦｅＡｌＧａ）₅Ｏ₁₂の単結
晶膜を２×７×０．５０mmに加工し、２×７mmの面を鏡
面に加工したものである。単結晶膜の組成はＧｄ_2.02Ｂ
ｉ_0.98Ｆｅ_4.43Ａｌ_0.44Ｇａ_0.13Ｏ₁₂であり、これは−
５℃に補償温度を有する。膜面に垂直に磁化させた場
合、室温での飽和磁化は８０Ｇ、飽和に要する磁界Ｈs
は８０Ｏｅであり、波長１．５５μｍでのファラデー回
転角は４５度である。偏光子及び検光子となる複屈折単
結晶１８，２０としては、楔型ルチル単結晶を使用し
た。レンズ一体型光ファイバ２２，２４にはシングルモ
ードファイバを使用した。

【００１９】図２はその動作説明図である。入力光の方
向に見たときに、偏光子となる楔型複屈折単結晶１８と
検光子となる楔型複屈折単結晶２０は、左右で厚みが異
なり且つ厚い部分と薄い部分が対向するように組み合わ
されている。そして偏光子となる楔型複屈折単結晶１８
の光学軸は、鉛直方向に対して時計回りに角度α（＝２
２．５度）傾いており、また検光子となる楔型複屈折単
結晶２０の光学軸は、鉛直方向に対して反時計回りに角
度α（＝２２．５度）傾いている。矢印Ｈが順方向時に
ファラデー回転子１６に印加する磁界の方向である。こ
の状態では、入力光は両方の楔型複屈折単結晶１８，２
０を透過して出射する。巻線への駆動電圧を切り換え
て、逆向きの磁界を印加すると、ファラデー回転方向が
９０度異なり、入力光ビームは検光子となる楔型複屈折
単結晶２０を透過できず、遮断される。これらのスイッ
チング動作において、光ビームはファラデー回転子１６
の磁化の飽和領域を通過し、ヨーク１０のギャップ部１
４から遠ざかる先端部分は、常に未飽和の領域となって
いる。従って磁化反転の核が常に存在しているため、巻
線へのパルス電流の供給によって、入力光の透過・遮断
を高速で制御できる。試作結果によれば、上記構成の光
スイッチのスイッチング時間は２５μ秒であった。また
挿入損失は０．５ｄＢ、アイソレーションは４０ｄＢで
あった。

【００２０】図３は本発明に係る光スイッチの他の実施
例を示している。基本的な構成は図１の例と同様であっ
てよいので、説明を簡略化するため、対応する部分には
同一符号を付す。この実施例でも、ファラデー回転子１
６は、その大部分がギャップ部１４から外側へはみ出す
大きさであるが、そのはみ出し部分の先端部にコの字状
の磁気シールド材２８を被せてある。ヨーク１０と巻線
１２とからなる磁界印加手段により、ファラデー回転子
１６には磁界が印加される。これによって、磁気シール
ド材２８で覆われていない部分は磁化の飽和領域となる
が、磁気シールド材２８で覆われている部分は未飽和の
まま残る。この構成は、部品点数が増えるが、図１の構
成よりもファラデー回転子の寸法を小さくできる利点が
ある。

【００２１】図４のＡは本発明に係る光スイッチの更に
他の実施例を示している。半硬質磁性材料からなるほぼ
Ｃ型平板状の主ヨーク３０と、主ヨーク３０に施した巻
線３２の他に、半硬質磁性材料からなるほぼＣ型平板状
の補助ヨーク３１と、補助ヨーク３１に施した巻線３３
を有し、それらを主ヨーク３０に設けられているギャッ
プ部３４と補助ヨーク３１に設けられているギャップ部
３５とが同一平面となるように対向配置する。そして両
ギャップ部３４，３５に共通に、ギャップ長の方向に対
して垂直に鉄含有ガーネット単結晶膜からなるファラデ
ー回転子３６を挿入した構成とする。直流パルス電流
は、主ヨーク３０による磁界と補助ヨーク３１による磁
界が、ファラデー回転子３６に対して逆方向に印加され
るように供給し、且つ主ヨーク３０により発生する磁界
の方が補助ヨーク３１により発生する磁界よりも大きく
なるようにする。従って、例えば図４のＢに示すよう
に、ファラデー回転子３６は、その大部分３６ａが主ヨ
ーク３０によって下向きに磁化されているときに、残り
の部分３６ｂは補助ヨーク３１によって上向きに磁化さ
れることになる。そしてファラデー回転子３６の主ヨー
クによって磁化が飽和している部分３６ａを、膜面に対
してほぼ垂直方向に光ビームが通過するようになってい
る。ファラデー回転子３６の両側に、それぞれ楔型複屈
折単結晶３８，４０を配置する。

【００２２】両方の磁界印加手段による磁界の切り換え
は、同じタイミングで行ってもよいが、この種の光スイ
ッチでは、通常、頻繁に切り換えることはなく、従っ
て、まず必要な時点で主ヨーク３０の方にパルス電流を
供給して光スイッチのスイッチングを行い、その後適当
に遅らせたタイミングで補助ヨーク３１にパルス電流を
供給して局部的に反対方向に磁化させて次のスイッチン
グに備えるようにするのがよい。主ヨーク３０による磁
化のスイッチングの際は、補助ヨーク３１によって逆向
きの磁化のための核が生じていることになるため、前記
各実施例と同様にスイッチングの速度は非常に速くな
る。

【００２３】図５のＡは本発明に係る光スイッチの他の
実施例を示している。半硬質磁性材料からなるほぼＣ型
平板状のヨーク５０と、該ヨーク５０に施した巻線５２
と、前記ヨーク５０に設けられているギャップ部５４
に、ギャップ長の方向に対して垂直に挿入した鉄含有ガ
ーネット単結晶膜からなるファラデー回転子５６とを具
備している。ここでヨーク５０のギャップ部は、対向端
面の両側に２箇所ずつ、それぞれ突起部５１が対設され
ていて、それによってギャップ長の短い部分が２箇所間
隔をおいて形成されている構造である。図５のＢに示す
ように、磁界は突起部５１に集中するため、ギャップ長
が短い部分に対応するファラデー回転子の部分は磁化の
飽和領域となるが、その他の部分は磁化の未飽和領域と
なるようにできる。そして、磁化が飽和している２箇所
を、膜面に対してほぼ垂直方向に光ビームが通過する。

【００２４】前記ファラデー回転子５６の片側に偏光ビ
ームスプリッタ５８を設置し、反対側には１／２波長板
５９と偏光ビームスプリッタ６０とを配置する。偏光ビ
ームスプリッタ５８，６０は、偏光分離膜を平行四辺形
プリズムと直角三角形プリズムとで挾んだ構造であり、
平行四辺形プリズムの偏光分離膜と平行な面には全反射
膜を形成してある。光スイッチのオン状態では、入力光
は、偏光分離膜でＰ偏光とＳ偏光とに分離し、４５度フ
ァラデー回転子５６で偏光面が回転し、１／２波長板５
９によってＰ偏光はＳ偏光に、Ｓ偏光はＰ偏光に変換さ
れ、偏光ビームスプリッタ６０によって結合して出力光
となる。オフ状態では４５度ファラデー回転子５６によ
る偏光面の回転が逆方向となるため、偏光ビームスプリ
ッタ６０からの出力光は前記出力光の方向とは９０度異
なる方向となり、正規の出力ポートへは出射しない。こ
のようにして１×１型光スイッチとして動作する。

【００２５】さて、本発明で用いるファラデー回転子と
しては、ＬＰＥ法により育成され、補償温度をもつビス
マス置換鉄ガーネット単結晶膜からなり、１１２０℃以
上、１１８０℃以下の温度で、且つ７時間以内のトップ
条件で熱処理されたものが望ましい。単結晶膜の具体的
組成としては、例えば前記のようなＧｄ_2.02Ｂｉ_0.98Ｆ
ｅ_4.43Ａｌ_0.44Ｇａ_0.13Ｏ₁₂がある。上記の熱処理条件
は種々の実験から導かれたたものである。実験した熱処
理条件を図６に示す。熱処理は、白金板上に素子を載せ
て電気炉に入れて、大気雰囲気で行った。昇温速度及び
降温速度は、それぞれ１２０℃／時、最高温度（トップ
温度）と保持時間を種々変えて行った。１１５０℃で３
時間、熱処理した素子（本発明品）のファラデー回転の
磁場依存性の測定結果を図７に示す。ヒステリシスの囲
む面積Ｓは０．１ｋdeg/Oeで、消光比は３０ｄＢ以上が
得られている。

【００２６】図６において、斜線を施した領域（境界線
も含む）が好ましい熱処理のトップ条件の範囲である。
光スイッチとしての応用を考慮すると、ファラデー回転
子に要求される特性としては、飽和に要する磁界Ｈs が
１００Ｏｅ以下、ファラデー回転角は４５度、保磁力Ｈ
c が５Ｏｅ以下、ファラデー回転角の磁界依存性に関す
るヒステリシスの囲む面積Ｓが１ｋdeg/Oe以下の条件を
満たす必要がある。なお熱処理は炉内で昇温−トップ条
件維持−降温というプロセスを経るので、トップ条件は
保持時間が零の場合（即ち、昇温して所定温度に達した
後、直ちに降温するという処理）も含む。熱処理温度が
１１２０℃未満の場合は、保磁力Ｈc が大きくなり、ヒ
ステリシスが囲む面積Ｓが低減しない。１１８０℃を超
えると、ファラデー回転角が減少するため膜厚を厚くし
なければならなくなるし、表面が荒れてくる。これはビ
スマスが結晶中から飛散するためと考えられ、組成もず
れてくる。熱処理時間が７時間を超えるほど長くなる
と、飽和に要する磁界Ｈs が増加する。これは垂直磁気
異方性が低下し、面内磁化膜に近づくためと考えられ
る。これら種々実験した結果、特に、温度１１５０℃
で、７時間の熱処理が最適であった。このようなファラ
デー回転子を使用すると、例えば図１の構成では、光ス
イッチのスイッチング時間は６μ秒というように、従来
品よりも１桁以上高速化する。

【００２７】なお本発明に係る偏光面切換器は、上記の
ような１×１型の光スイッチのみならず、２×２型の光
スイッチ、その他の磁気光学式光デバイスなどに利用で
きることはいうまでもない。

【００２８】

【発明の効果】本発明は上記のように、ファラデー回転
子の磁化が膜全面にわたって飽和しておらず、一部に未
飽和の領域（あるいは飽和していても磁化が逆向きとな
っている領域）があるため、スイッチングさせる際に磁
化反転の核が常に存在し、そのため高速でスイッチング
させることが可能となる。特に、適正な条件で熱処理し
たものは、ファラデー回転角の磁界依存性に関するヒス
テリシスが非常に小さくなり、そのことと上記のように
未飽和領域を設けることとが相俟て、１０μ秒以下とい
うように極めてスイッチング速度が向上する。これによ
って、過大光遮断装置などを構成する際に、装置を小形
化でき、信頼性の高いシステムを構成できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光スイッチの一実施例を示す説明
図。

【図２】その動作説明図。

【図３】本発明に係る光スイッチの他の実施例を示す説
明図。

【図４】本発明に係る光スイッチの更に他の実施例を示
す説明図。

【図５】本発明に係る光スイッチの他の実施例を示す説
明図。

【図６】ファラデー回転子の熱処理条件を示す説明図。

【図７】最適条件で熱処理したファラデー回転子のファ
ラデー回転角と消光比の磁場依存性を示すグラフ。

【符号の説明】

１０ヨーク１２巻線１４ギャップ部１６ファラデー回転子１８，２０楔型複屈折単結晶２２，２４レンズ一体型ファイバ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者陸川弘東京都港区新橋５丁目36番11号富士電気化学株式会社内 (72)発明者徳増次雄東京都港区新橋５丁目36番11号富士電気化学株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鉄含有ガーネット単結晶膜からなるファ
ラデー回転子と、該ファラデー回転子に磁界を印加する
磁界反転可能な磁界印加手段とを具備する偏光面切換器
において、磁界印加手段による磁界印加時に該ファラデ
ー回転子の一部分は磁化が未飽和状態であり、残りの部
分は磁化が飽和状態となって、その磁化が飽和している
部分を膜面に対してほぼ垂直方向に光ビームが通過する
偏光面切換器。
【請求項２】磁性材料からなるヨークと、該ヨークに
施した巻線と、前記ヨークに設けられているギャップ部
に、ギャップ長の方向に対して垂直に挿入した鉄含有ガ
ーネット単結晶膜からなるファラデー回転子とを具備
し、該ファラデー回転子は、その大部分がギャップ部か
ら外側へはみ出す大きさであり、そのはみ出し部分の先
端部は磁化の未飽和領域であって、はみ出し部分のうち
の磁化の飽和領域を膜面に対してほぼ垂直方向に光ビー
ムが通過する偏光面切換器。
【請求項３】磁性材料からなるヨークと、該ヨークに
施した巻線と、前記ヨークに設けられているギャップ部
に、ギャップ長の方向に対して垂直に挿入した鉄含有ガ
ーネット単結晶膜からなるファラデー回転子とを具備
し、該ファラデー回転子は、その大部分がギャップ部か
ら外側へはみ出す大きさであり、そのはみ出し部分の先
端部に磁気シールド材を取り付けて磁化の未飽和領域を
形成し、はみ出し部分のうちの磁化の飽和領域を膜面に
対してほぼ垂直方向に光ビームが通過する偏光面切換
器。
【請求項４】磁性材料からなる主ヨーク及び補助ヨー
クと、両ヨークにそれぞれ施した巻線と、両ヨークに設
けられているギャップ部に共通に、ギャップ長の方向に
対して垂直に挿入した鉄含有ガーネット単結晶膜からな
るファラデー回転子とを具備し、主ヨークによる磁界と
補助ヨークによる磁界がファラデー回転子に対して逆方
向に印加され、ファラデー回転子の主ヨークによる磁化
の飽和領域を膜面に対してほぼ垂直方向に光ビームが通
過する偏光面切換器。
【請求項５】磁性材料からなるヨークと、該ヨークに
施した巻線と、前記ヨークに設けられているギャップ部
に、ギャップ長の方向に対して垂直に挿入した鉄含有ガ
ーネット単結晶膜からなるファラデー回転子とを具備
し、前記ヨークのギャップ部は、ギャップ長の短い部分
が複数箇所間隔をおいて設けられ、ギャップ長が短い部
分に対応するファラデー回転子の部分が磁化の飽和領域
となり、その他の部分が磁化の未飽和領域となって、前
記磁化の飽和領域を膜面に対してほぼ垂直方向に光ビー
ムが通過する偏光面切換器。
【請求項６】前記ファラデー回転子は、液相エピタキ
シャル法により育成され、補償温度をもつビスマス置換
鉄ガーネット単結晶膜からなり、１１２０℃以上、１１
８０℃以下の温度で、且つ７時間以内のトップ条件で熱
処理されたものである請求項１乃至５記載の偏光面切換
器。
【請求項７】対向配置した２個の楔型複屈折単結晶
と、それらの間にファラデー回転子を配置した請求項１
乃至４記載の偏光面切換器と、入力用と出力用の光ファ
イバと集光用レンズとからなる光スイッチ。
【請求項８】対向配置した２個の偏光ビームスプリッ
タと、それらの間にファラデー回転子を配置した請求項
５記載の偏光面切換器と、ファラデー回転子と一方の偏
光ビームスプリッタとの間に位置する１／２波長板とか
らなる光スイッチ。
【請求項９】対向配置した２個の平板複屈折単結晶
と、それらのそれらの間にファラデー回転子を配置した
請求項１乃至５記載の偏光面切換器と、ファラデー回転
子と一方の平板複屈折単結晶との間に位置する補償用の
平板複屈折単結晶と、入力用と出力用の光ファイバと集
光用レンズとからなる光スイッチ。