JPS60200225A - フアラデ−回転子 - Google Patents
フアラデ−回転子Info
- Publication number
- JPS60200225A JPS60200225A JP5552284A JP5552284A JPS60200225A JP S60200225 A JPS60200225 A JP S60200225A JP 5552284 A JP5552284 A JP 5552284A JP 5552284 A JP5552284 A JP 5552284A JP S60200225 A JPS60200225 A JP S60200225A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light beam
- magneto
- crystal
- faraday rotator
- electromagnet
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/09—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on magneto-optical elements, e.g. exhibiting Faraday effect
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（１）発明の分野
本発明は磁気光学物質内の光路に平行に磁界を加える時
、光路を通過する光の偏光面が回転するファラデー回転
子に関する。
、光路を通過する光の偏光面が回転するファラデー回転
子に関する。
（２）技術の背景
光ファイバーを用いた光通信や光コンピュータなどの分
野の開発は近年盛んになって来た。この中で、可動部を
持たない光スイツチング素子として、ファラデー回転素
子が注目を集めている。
野の開発は近年盛んになって来た。この中で、可動部を
持たない光スイツチング素子として、ファラデー回転素
子が注目を集めている。
（３）従来技術
第１図に従来のファラデー回転子の構成を示す。
Ｙ Ｉ Ｇ （ｙｔｔｒｉｕｍ １ｒｏｎ ｇａｒｎｅ
ｔ ）などの磁気光学物質１に加える磁界の方向を電磁
石２によって切り換えると、磁気光学物質ｌを通過する
光ビーム３の偏光面が±４５°回転する。ファラデー効
果を充分に得る為には光ビーム３の光路と電磁石２によ
って作成される磁界が平行でなければならない。
ｔ ）などの磁気光学物質１に加える磁界の方向を電磁
石２によって切り換えると、磁気光学物質ｌを通過する
光ビーム３の偏光面が±４５°回転する。ファラデー効
果を充分に得る為には光ビーム３の光路と電磁石２によ
って作成される磁界が平行でなければならない。
しかし、従来は、光ビーム３を磁気光学物質１に電磁石
２の磁路と平行な方向から入射していたので光ビーム３
の光路を確保する為に、従来は磁気光学物質１を第１図
の様に磁気回路から少しずらせて配置しており、磁気光
学物質１を通る磁力線に疎密ができ、かつ光路と磁力線
とは充分平行だとは言えなかった。そのため９通過する
光ビームの偏光にむらができるなどの欠点があった。す
なわち、光ビームの偏光は、磁界の強度に依存するから
、上述のように磁気光学物質１内に磁力線の疎密ができ
磁界の強度が変化すると、磁気光学物質１内の各部分に
おいて偏光の回転角が異なってしまうから、たとえば４
５°の回転角を正確に得ることができない。
２の磁路と平行な方向から入射していたので光ビーム３
の光路を確保する為に、従来は磁気光学物質１を第１図
の様に磁気回路から少しずらせて配置しており、磁気光
学物質１を通る磁力線に疎密ができ、かつ光路と磁力線
とは充分平行だとは言えなかった。そのため９通過する
光ビームの偏光にむらができるなどの欠点があった。す
なわち、光ビームの偏光は、磁界の強度に依存するから
、上述のように磁気光学物質１内に磁力線の疎密ができ
磁界の強度が変化すると、磁気光学物質１内の各部分に
おいて偏光の回転角が異なってしまうから、たとえば４
５°の回転角を正確に得ることができない。
また、電磁石の素材を半硬磁性体とすると、一度磁化を
行えば電流を切っても磁界は失われず消費電力が抑えら
れることが知られている。また。
行えば電流を切っても磁界は失われず消費電力が抑えら
れることが知られている。また。
保磁力の小さな磁性体を用いれば磁化の電流を低減でき
る。しかし、従来のファラデー回転子の構成では光路確
保の為に電磁石と磁気光学物質を密着できずギャップが
生じていた。そこで、磁気光学物質に充分な強度の磁界
を加える為にはギャップのある磁気回路を駆動するに定
める強力な電磁石が必要であり、これを半硬磁性体で実
現する為には大きな保磁力が必要であった。このため、
消費電力を充分低減できない欠点があった。
る。しかし、従来のファラデー回転子の構成では光路確
保の為に電磁石と磁気光学物質を密着できずギャップが
生じていた。そこで、磁気光学物質に充分な強度の磁界
を加える為にはギャップのある磁気回路を駆動するに定
める強力な電磁石が必要であり、これを半硬磁性体で実
現する為には大きな保磁力が必要であった。このため、
消費電力を充分低減できない欠点があった。
（４）発明の目的
本発明の第１の目的は１以上従来技術の欠点に鑑み、電
磁石及び磁気光学結晶の形状を改良し。
磁石及び磁気光学結晶の形状を改良し。
磁気光学結晶内の光路に平行に磁場を加え得るファラデ
ー回転子の提供にある。本発明の第２の目的は、電磁石
と磁気光学物質の間隔を磁性体で充填することにより、
磁気回路のギャップを小さくしたファラデー回転子の提
供にある。
ー回転子の提供にある。本発明の第２の目的は、電磁石
と磁気光学物質の間隔を磁性体で充填することにより、
磁気回路のギャップを小さくしたファラデー回転子の提
供にある。
（５）発明の構成
本発明は磁気光学物質と電磁石を有し、前記磁気光学物
質内に前記電磁石による磁界と平行に光ビームを通すフ
ァラデー回転子において、前記磁気光学物質内部に全反
射面を有し５前記光ビームの入出射方向が前記磁界方向
と異なることを特徴とするファラデー回転子を提供する
ものである。
質内に前記電磁石による磁界と平行に光ビームを通すフ
ァラデー回転子において、前記磁気光学物質内部に全反
射面を有し５前記光ビームの入出射方向が前記磁界方向
と異なることを特徴とするファラデー回転子を提供する
ものである。
（６）発明の実施例
以下図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
第２図は本発明によるファラデー回転子の構成図であり
、第２図＋８）は全体の構成を、第２図ｆｂｌは磁気光
学結晶の形状を光路と共にそれぞれ示す図である。第２
図（ａ）で、半硬磁性体２１とコイル２２は電磁石を構
成する。電磁石のギャップにＹ ＸＧ （ｙｔｔｒｉｕ
ｍ １ｒｏｎ ｇａｒｎｅｔ ）などの磁気光学結晶２
３を配置する。第２図ｆｂ）に拡大して示すように半硬
磁性体２１．磁気光学結晶２３の端面ば共に４５°に切
りそろえる。
、第２図＋８）は全体の構成を、第２図ｆｂｌは磁気光
学結晶の形状を光路と共にそれぞれ示す図である。第２
図（ａ）で、半硬磁性体２１とコイル２２は電磁石を構
成する。電磁石のギャップにＹ ＸＧ （ｙｔｔｒｉｕ
ｍ １ｒｏｎ ｇａｒｎｅｔ ）などの磁気光学結晶２
３を配置する。第２図ｆｂ）に拡大して示すように半硬
磁性体２１．磁気光学結晶２３の端面ば共に４５°に切
りそろえる。
コイル２２に電流を流すと電流の方向により半硬磁性体
２１の端面は第２図（ｂｌに示す様にＮ極もしくはＳ極
にそれぞれ磁化される。本実施例で用いた半硬磁性体の
電磁石ではコイル２２の電流を−切った後にも磁化され
たままとなるので、磁化の方向を変える時のみにコイル
２２の電流を流せば良く、消費電力を低減できる。磁気
光学結晶２３は透磁率が空気の透磁率より大きく、磁力
線はほとんど磁気光学結晶２３内を通過する。磁気光学
結晶２３は電磁石のギャップの内に配設されるので、磁
気光学結晶２３は一様に磁化される。このため、磁気回
路内を通る磁力線は一様となり、第２図（ｂ）で示す光
ビームの光路２４と平行となる。
２１の端面は第２図（ｂｌに示す様にＮ極もしくはＳ極
にそれぞれ磁化される。本実施例で用いた半硬磁性体の
電磁石ではコイル２２の電流を−切った後にも磁化され
たままとなるので、磁化の方向を変える時のみにコイル
２２の電流を流せば良く、消費電力を低減できる。磁気
光学結晶２３は透磁率が空気の透磁率より大きく、磁力
線はほとんど磁気光学結晶２３内を通過する。磁気光学
結晶２３は電磁石のギャップの内に配設されるので、磁
気光学結晶２３は一様に磁化される。このため、磁気回
路内を通る磁力線は一様となり、第２図（ｂ）で示す光
ビームの光路２４と平行となる。
磁界に垂直に入射した光ビームは磁気光学結晶２３の４
５°に切られた端面で直角に全反射され光路２４を進む
。磁気光学結晶２３の他端において同様に全反射された
後、外部に出力される。光ビ−ムが光路２４を進む時、
磁気光学結晶２３に加える磁界によりファラデー効果を
生じ、適当な光路長を選ぶことにより３例えば磁界の方
向により偏光面を±４５°回転させ得る。尚、第２図Ｔ
ａｌには磁気光学結晶２３内の光路２４と図示は省略し
た。
５°に切られた端面で直角に全反射され光路２４を進む
。磁気光学結晶２３の他端において同様に全反射された
後、外部に出力される。光ビ−ムが光路２４を進む時、
磁気光学結晶２３に加える磁界によりファラデー効果を
生じ、適当な光路長を選ぶことにより３例えば磁界の方
向により偏光面を±４５°回転させ得る。尚、第２図Ｔ
ａｌには磁気光学結晶２３内の光路２４と図示は省略し
た。
第３図は２本発明によるファラデー回転子を用いた光ス
ィッチの構成図である。ポラライザ３１を通って偏光面
をそろえた光ビーム３２は本発明によるファラデー回転
子３３を通過する。この時。
ィッチの構成図である。ポラライザ３１を通って偏光面
をそろえた光ビーム３２は本発明によるファラデー回転
子３３を通過する。この時。
電磁石の磁化の方向により偏光面は±４５°回転する。
すなわち、磁化の方向により互いに９０ ”偏光面が異
なる光ビームが出射される。これを、複屈折結晶などで
構成する偏光分ＰＩＩｌ器３４に入射すると分離が可能
となり、磁化の方向により出射光を切り換える光スィッ
チが実境する。
なる光ビームが出射される。これを、複屈折結晶などで
構成する偏光分ＰＩＩｌ器３４に入射すると分離が可能
となり、磁化の方向により出射光を切り換える光スィッ
チが実境する。
第４図は本発明の他の実施例の構成図である。
端面を４５°に切りそろえた電磁石４１と磁気光学結晶
４２は第２図と同じ構成であるが、新たに光ビームの入
力、出力あるいはその両方に位相板４３を配置した構成
をとる。位相板４３は磁気光学結晶４２の内部で光ビー
ムが反射する時に偏光が変り、光スィッチの応用などに
おいて偏光分離器での分離が不充分となるので、それを
補正するものである。位相板としては、Ａλ板などを用
いる。位相板の挿入により、ファラデー回転子の入射光
、出射光を直線偏光にでき、偏光分離器に入射する光ビ
ームは充分な分離度で偏向できる。
４２は第２図と同じ構成であるが、新たに光ビームの入
力、出力あるいはその両方に位相板４３を配置した構成
をとる。位相板４３は磁気光学結晶４２の内部で光ビー
ムが反射する時に偏光が変り、光スィッチの応用などに
おいて偏光分離器での分離が不充分となるので、それを
補正するものである。位相板としては、Ａλ板などを用
いる。位相板の挿入により、ファラデー回転子の入射光
、出射光を直線偏光にでき、偏光分離器に入射する光ビ
ームは充分な分離度で偏向できる。
第５図はさらに本発明の他の実施例を示す構成図である
。第２図、第４図のファラデー回転子において電磁石５
１と磁気光学結晶５２のギヤツブに磁性体の充填剤５３
を詰めた構成を、とる。電磁石５１と磁気光学結晶５２
は１つの磁気回路を構成しているが、このギャップにフ
ェライトを混ぜた接着剤などの充填剤５３を詰めると磁
気回路中のギヤ、プを無くす事が可能となる。本実施例
によれば、磁気光学結晶５２を電磁石５１のギャップ内
に配設可能となったことに伴い、磁気光学結晶５２と電
磁石５１とのギャップに充填剤５３を詰めることにより
、光ビームの光路を確保したまま磁気回路中にギャップ
の無いファラデー回転子を構成できる。そこで磁束もれ
１反磁場の発生は抑えられ、磁化を保持する保磁力が小
さい磁性体を電磁石に用いることができ、磁化を反転す
る電流を小さくでき消費電力を低減できる。
。第２図、第４図のファラデー回転子において電磁石５
１と磁気光学結晶５２のギヤツブに磁性体の充填剤５３
を詰めた構成を、とる。電磁石５１と磁気光学結晶５２
は１つの磁気回路を構成しているが、このギャップにフ
ェライトを混ぜた接着剤などの充填剤５３を詰めると磁
気回路中のギヤ、プを無くす事が可能となる。本実施例
によれば、磁気光学結晶５２を電磁石５１のギャップ内
に配設可能となったことに伴い、磁気光学結晶５２と電
磁石５１とのギャップに充填剤５３を詰めることにより
、光ビームの光路を確保したまま磁気回路中にギャップ
の無いファラデー回転子を構成できる。そこで磁束もれ
１反磁場の発生は抑えられ、磁化を保持する保磁力が小
さい磁性体を電磁石に用いることができ、磁化を反転す
る電流を小さくでき消費電力を低減できる。
第６図はさらに本発明の他の実施例を示す構成図であり
、第５図と同一部分に同一番号を与えて表す。第５図の
ファラデー回転子において磁気光学物質５２の端面に薄
１！１Ｉ６１をコーティングするものである。薄膜６１
は５ｉ０２など屈折率の小さい透明薄膜あるいは金属￥
＃膜など光ビームが磁気光学物質５２の端面において全
反射する材質を用いる。第５図のファラデー回転子では
使用する充填材の材質によって磁気光学物質５２の端面
で光ビームが全反射しない事があったが本実施例によれ
ば、充填材の材質に無関係に光の反射損失を低減できる
。
、第５図と同一部分に同一番号を与えて表す。第５図の
ファラデー回転子において磁気光学物質５２の端面に薄
１！１Ｉ６１をコーティングするものである。薄膜６１
は５ｉ０２など屈折率の小さい透明薄膜あるいは金属￥
＃膜など光ビームが磁気光学物質５２の端面において全
反射する材質を用いる。第５図のファラデー回転子では
使用する充填材の材質によって磁気光学物質５２の端面
で光ビームが全反射しない事があったが本実施例によれ
ば、充填材の材質に無関係に光の反射損失を低減できる
。
（７）発明の詳細
な説明したように本発明によれば、磁気光学結晶中の光
路と磁力線を平行にでき、光ビームの偏向面の回転が均
一に行えるファラデー回転子を提供できる。また、光ビ
ームの光路を確保したまま、磁気光学物質回路中のギャ
ップを低減したファラデー回転子を提供できる。
路と磁力線を平行にでき、光ビームの偏向面の回転が均
一に行えるファラデー回転子を提供できる。また、光ビ
ームの光路を確保したまま、磁気光学物質回路中のギャ
ップを低減したファラデー回転子を提供できる。
第１図は従来のファラデー回転子の構成図、第２図は本
発明によるファラデー回転子の構成図。 第３図は本発明のファラデー回転子を用いた光スィッチ
の構成図、第４図、第５図、第６図は本発明によるファ
ラデー回転子の他の実施例の構成図をそれぞれ示す。 ２１・・・半硬磁性体、 ２２・・・コイル、 ２３・
・・磁気光学結晶、５３ ・・・充填剤。 （０） 第１図 ２図 第３図 １ 第５図 第４図 第６図
発明によるファラデー回転子の構成図。 第３図は本発明のファラデー回転子を用いた光スィッチ
の構成図、第４図、第５図、第６図は本発明によるファ
ラデー回転子の他の実施例の構成図をそれぞれ示す。 ２１・・・半硬磁性体、 ２２・・・コイル、 ２３・
・・磁気光学結晶、５３ ・・・充填剤。 （０） 第１図 ２図 第３図 １ 第５図 第４図 第６図
Claims (8)
- （１）磁気光学物質と電磁石を有し、前記磁気光学物質
内に前記電磁石による磁界と平行に光ビームを通すファ
ラデー回転子において、前記磁気光学物質内部に全反射
面を有し、前記光ビームの入出射方向が前記磁界方向と
異なることを特徴とするファラデー回転子。 - （２）前記光ビームの入出射方向が前記磁界方向に垂直
であることを特徴とする特許請求範囲第１項記載のファ
ラデー回転子。 - （３）前記磁気光学物質へ光ビームが入射する直前もし
くは前記磁気光学物質から光ビームが出射する直後もし
くはその両方に位相板を有することを特徴とする特許請
求範囲第１項記載のファラデー回転子。 - （４）前記磁気光学物質内の前記磁界と平行に光ビーム
が進む部分において、該光ビームが直線偏光となること
を特徴とする特許請求範囲第３項記載のファラデー回転
子。 - （５）前記電磁石と前記磁気光学物質のギャップを充填
する磁性体を有することを特徴とする特許請求範囲第１
項記載のファラデー回転子。 - （６）前記磁気光学物質の反射面の外部に薄膜を有し、
光の反射損失が小さいことを特徴とする特許請求範囲第
５項記載のファラデー回転子。 - （７）前記薄膜が屈折率の小さい透明薄膜であることを
特徴とする特許請求範囲第６項記載のファラデー回転子
。 - （８）前記薄膜が金属薄膜であることを特徴とする特許
請求範囲第６項記載のファラデー回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5552284A JPS60200225A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | フアラデ−回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5552284A JPS60200225A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | フアラデ−回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60200225A true JPS60200225A (ja) | 1985-10-09 |
Family
ID=13001041
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5552284A Pending JPS60200225A (ja) | 1984-03-23 | 1984-03-23 | フアラデ−回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60200225A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5812304A (en) * | 1995-08-29 | 1998-09-22 | Fujitsu Limited | Faraday rotator which generates a uniform magnetic field in a magnetic optical element |
| US5844710A (en) * | 1996-09-18 | 1998-12-01 | Fujitsu Limited | Faraday rotator and optical device employing the same |
| US5867300A (en) * | 1996-03-01 | 1999-02-02 | Fujitsu Limited | Variable optical attenuator which applies a magnetic field to a faraday element to rotate the polarization of a light signal |
| US5889609A (en) * | 1992-07-31 | 1999-03-30 | Fujitsu Limited | Optical attenuator |
| US6018411A (en) * | 1996-11-29 | 2000-01-25 | Fujitsu Limited | Optical device utilizing magneto-optical effect |
| US6441955B1 (en) | 1998-02-27 | 2002-08-27 | Fujitsu Limited | Light wavelength-multiplexing systems |
| US6496300B2 (en) | 1998-02-27 | 2002-12-17 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
| CN103985938A (zh) * | 2013-02-07 | 2014-08-13 | 中国计量学院 | 基于石墨烯的磁可调法拉第旋转器 |
-
1984
- 1984-03-23 JP JP5552284A patent/JPS60200225A/ja active Pending
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6018412A (en) * | 1992-07-31 | 2000-01-25 | Fujitsu Limited | Optical attenuator |
| US6275323B1 (en) | 1992-07-31 | 2001-08-14 | Fujitsu Limited | Optical attenuator |
| US5889609A (en) * | 1992-07-31 | 1999-03-30 | Fujitsu Limited | Optical attenuator |
| US5812304A (en) * | 1995-08-29 | 1998-09-22 | Fujitsu Limited | Faraday rotator which generates a uniform magnetic field in a magnetic optical element |
| US6333806B1 (en) | 1996-03-01 | 2001-12-25 | Fujitsu Limited | Variable optical attenuator which applies a magnetic field to a Faraday element to rotate the polarization of a light signal |
| US5973821A (en) * | 1996-03-01 | 1999-10-26 | Fujitsu Limited | Variable optical attenuator which applies a magnetic field to a faraday element to rotate the polarization of light signal |
| US5867300A (en) * | 1996-03-01 | 1999-02-02 | Fujitsu Limited | Variable optical attenuator which applies a magnetic field to a faraday element to rotate the polarization of a light signal |
| US6570699B2 (en) | 1996-03-01 | 2003-05-27 | Fujitsu Limited | Variable optical attenuator which applies a magnetic field to a Faraday element to rotate the polarization of a light signal |
| US6717713B2 (en) | 1996-03-01 | 2004-04-06 | Fujitsu Limited | Variable optical attenuator which applies a magnetic field to a faraday element to rotate the polarization of a light signal |
| US5844710A (en) * | 1996-09-18 | 1998-12-01 | Fujitsu Limited | Faraday rotator and optical device employing the same |
| US6018411A (en) * | 1996-11-29 | 2000-01-25 | Fujitsu Limited | Optical device utilizing magneto-optical effect |
| US6441955B1 (en) | 1998-02-27 | 2002-08-27 | Fujitsu Limited | Light wavelength-multiplexing systems |
| US6496300B2 (en) | 1998-02-27 | 2002-12-17 | Fujitsu Limited | Optical amplifier |
| CN103985938A (zh) * | 2013-02-07 | 2014-08-13 | 中国计量学院 | 基于石墨烯的磁可调法拉第旋转器 |
| CN103985938B (zh) * | 2013-02-07 | 2017-03-15 | 中国计量学院 | 基于石墨烯的磁可调法拉第旋转器 |
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