JPS61208037A - Optical switch - Google Patents

Optical switch

Info

Publication number
JPS61208037A
JPS61208037A JP4811085A JP4811085A JPS61208037A JP S61208037 A JPS61208037 A JP S61208037A JP 4811085 A JP4811085 A JP 4811085A JP 4811085 A JP4811085 A JP 4811085A JP S61208037 A JPS61208037 A JP S61208037A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
rays
magneto
wave plate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4811085A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Iga
篤志 伊賀
Hideyuki Okinaka
秀行 沖中
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP4811085A priority Critical patent/JPS61208037A/en
Publication of JPS61208037A publication Critical patent/JPS61208037A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To improve the strength against oscillation, etc. and switching speed by providing magnetooptic materials to part between three pieces of crystal bodies of which the thicknesses have a specific ratio and which are arrayed in one row and impressing magnetically invertable external magnetism to such optical system. CONSTITUTION:Three double refractive bodies of which the thicknesses have 1:2:1 ratio are arrayed in one row. Incident light is first separated to two rays by the 1st double refractive crystal body 3. The rays are subjected to the rotation in the 45 deg. polarization direction by the magnetooptic material 6 and to the 45 deg. rotation by a half wave plate 8 if necessary. The optical paths of the two rays are adjusted by the 2nd double refractive crystal body 4 and thereafter the rays are again subjected to the rotation by the magnetooptic material 7 and a half wave plate 9 if necessary. The two rays are joined to each other by the 3rd double refractive crystal body 5 and are emitted therefrom. The Faraday rotation by the materials 6, 7 is controlled by the impressing direction of the external magnetic field during this time to control the optical path of the incident light, by which the optical switch is formed. The optical switch obtd. in such a manner has no movable parts, has the high strength against oscillation and can increase the switching speed.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は光ファイバ等の光路を切りかえる光スイッチに
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to an optical switch that switches the optical path of an optical fiber or the like.

(従来の技術) 近年、光フアイバ技術が向上し、通信においても光ファ
イバを用いた光通信方式の実、層化が著しい。このよう
な光通信の装置において、光の通過する道である光路を
切りかえる手段は、装置を効率よく機能させるために必
要なものであり、性能のよい光スイッチが不可欠となる
。しかし従来においては光スイッチは鏡を回転させる方
法、プリズムを移動させる方法等、電磁石を駆動させて
光学系に変化を与える方法が主に用いられてきた。
(Prior Art) In recent years, optical fiber technology has improved, and optical communication systems using optical fibers have become significantly layered. In such optical communication devices, a means for switching the optical path through which light passes is necessary for the device to function efficiently, and a high-performance optical switch is essential. However, in the past, optical switches have mainly been made by driving electromagnets to change the optical system, such as by rotating a mirror or moving a prism.

これらの可動部分を有する光スイッチは動作原理が明快
でスイッチの効率は良いが、一方1強い外部からの振動
などに対して強度的に弱く、さらに、光学系の移動など
が必要であるので、動作速度に限界があり、高速スイッ
チングは期待しにくい。
Optical switches with these movable parts have a clear operating principle and are highly efficient; however, they are weak against strong external vibrations and require the optical system to be moved. There is a limit to operating speed, and high-speed switching is difficult to expect.

第3図、第4図は従来例の一つの機械的形式の光スイッ
チの構成を示したものである。
FIGS. 3 and 4 show the structure of one conventional mechanical type optical switch.

第3図において、入射用光ファイバ31.31’を通っ
た光はマイクロレンズ32により集光され、可動プリズ
ム33に入射し、可動プリズム33の移動により光学系
に変化が与えられるので出射光の光路が変る。
In FIG. 3, the light passing through the input optical fibers 31 and 31' is condensed by the microlens 32 and enters the movable prism 33, and the movement of the movable prism 33 changes the optical system, so that the output light changes. The light path changes.

第4図においては、入射用光ファイバ41を通った光は
マイクロレンズ42により集光され、反射鏡43で反射
され、出射光はマイクロレンズ44および出射用光ファ
イバ45を通過するのであるが、その光は反射鏡43の
回転により光学系に変化が与えられるものである。
In FIG. 4, the light passing through the input optical fiber 41 is condensed by the microlens 42 and reflected by the reflecting mirror 43, and the output light passes through the microlens 44 and the output optical fiber 45. The light is changed in the optical system by the rotation of the reflecting mirror 43.

(発明が解決しようとする問題点) しかし上記のような構成では、かなり重いプリズム等を
動かさねば光スイッチできぬので、スイッチの時間が遅
いとか振動に対して強度が弱い等の問題点を有していた
(Problems to be Solved by the Invention) However, with the above configuration, since the optical switch cannot be performed without moving a fairly heavy prism, there are problems such as the switching time is slow and the strength against vibration is weak. Was.

本発明は上記問題点に鑑み、可動部分のない、したがっ
て、振動などに対して強度が大きく、スイッチ速度が速
い固体式の光スイッチを提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a solid-state optical switch that has no moving parts, has high resistance to vibrations, etc., and has high switching speed.

(問題点を解決するための手段) 上記問題点を解決するために本発明の光スイッチは、厚
さが1=2:1の比をもつ3個の複屈折結晶体を一列に
並べ、これら3個の結晶体間の一部に磁気光学材料を配
置し、このようにして得た光学系に磁気反転可能な外部
磁界を印加して光ファイバなどからの光学系への入射光
をスイッチして出射させるという構成を備えたものであ
る。
(Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the optical switch of the present invention has three birefringent crystals having a thickness ratio of 1=2:1 arranged in a row. A magneto-optical material is placed in a part between the three crystal bodies, and an external magnetic field capable of magnetic reversal is applied to the thus obtained optical system to switch the light incident on the optical system from an optical fiber or the like. It is equipped with a configuration in which it emits light.

(作 用) 本発明は上記した構成によって、まず入射光を第1番目
の複屈折結晶体で2つの光線に分離し。
(Function) With the above-described configuration, the present invention first separates incident light into two light beams using the first birefringent crystal.

それぞれの光線に必要に応じて磁気光学材料による45
°の偏光方向の回転および半波長板による45°の回転
を加え、第2番目の複屈折結晶体で2つの光線の光路を
調整したあと、再び必要に応じて、磁気光学材料および
半波長板による回転を加え、第3番目の複屈折結晶体で
2つの光線を合流させ出射させる。この間、外部磁場の
印加方向によって磁気光学材料によるファラデー回転を
制御し、入射光の光路を制御することによって出射光の
光路が選択されて、光スイッチが形成される。
45 by magneto-optical material as necessary for each ray.
After applying the rotation of the polarization direction by 45° and the 45° rotation by the half-wave plate, and adjusting the optical path of the two rays by the second birefringent crystal, again if necessary, the magneto-optic material and the half-wave plate are used. The third birefringent crystal unit merges the two light beams and emits them. During this time, the Faraday rotation of the magneto-optical material is controlled by the direction of application of the external magnetic field, and the optical path of the emitted light is selected by controlling the optical path of the incident light, thereby forming an optical switch.

このようにして得た光スイッチは可動部分を持たず、固
体式の素子ということができる。
The optical switch obtained in this way has no moving parts and can be called a solid-state element.

(実施例) 本発明の第1実施例について第1図および第2図に基づ
いて説明する。
(Example) A first example of the present invention will be described based on FIGS. 1 and 2.

第1図は本発明の第1の実施例を示す光スイッチの説明
図である。第1図(aL(b)はスイッチの動作によっ
て得られる2通りの光の通路の状態を示している。同図
において、1は入射用光ファイバ、2はマイクロレンズ
、3は第1番目の、4は第2番目の、そして5は第3番
目の複屈折結晶体を示す。また、それぞれの複屈折結晶
体の光軸の方向を3’ 、4’ 、5’で表わすことと
する。なお、3と5の結晶体は光の進行方向に向かって
同じ厚さを持つが、4の結晶体はこれら3と5の結晶体
の2倍の厚さを持つ。次に6は第1番目の、7は第2番
目のファラデー特性をもつ磁気光学材料であり、8は第
1番目の、9は第2番目の半波長板である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of an optical switch showing a first embodiment of the present invention. Figure 1 (aL (b) shows two types of light path states obtained by the operation of the switch. In the figure, 1 is the input optical fiber, 2 is the microlens, and 3 is the first optical fiber. , 4 indicates the second birefringent crystal, and 5 indicates the third birefringent crystal.The directions of the optical axes of the respective birefringent crystals are indicated by 3', 4', and 5'. Note that crystals 3 and 5 have the same thickness in the direction of light propagation, but crystal 4 has twice the thickness of crystals 3 and 5.Next, 6 is the first 7 is a second magneto-optical material having Faraday characteristics, 8 is a first half-wave plate, and 9 is a second half-wave plate.

10と11は2つの出射部のうちの一方のマイクロレン
ズと光ファイバを、12と13は他方のマイクロレンズ
と光ファイバを示す。一方、磁気光学材料6゜7には外
部磁場が印加されるが、その磁場の方向をたとえば14
.15のように矢印で示すこととする。
Reference numerals 10 and 11 indicate the microlens and optical fiber of one of the two emitting sections, and 12 and 13 indicate the microlens and optical fiber of the other. On the other hand, an external magnetic field is applied to the magneto-optical material 6°7, but the direction of the magnetic field is, for example, 14°.
.. This is indicated by an arrow as shown in 15.

これら磁場の方向14.15の外部磁場は同じ方向を向
いているが、これらはコア16とコイル17およびコア
18とコイル19によって形成される。なお、これらの
2つのコア16.18は半硬質の強磁性体で構成され、
コイル17.19に流れる電流で磁化されるが電流を切
ったあとでも残留磁化によって磁場の方向14.15は
保たれる。磁場の方向を反転させるには逆方向の電流を
流す。
The external magnetic fields of direction 14 , 15 of these fields are oriented in the same direction, but they are formed by core 16 and coil 17 and core 18 and coil 19 . Note that these two cores 16 and 18 are made of semi-hard ferromagnetic material,
Although it is magnetized by the current flowing through the coil 17.19, the direction 14.15 of the magnetic field is maintained due to residual magnetization even after the current is turned off. To reverse the direction of the magnetic field, a current is passed in the opposite direction.

なお、半波長板の光軸は、直線偏光を45°傾けるよう
方向を選んで設定される。磁気光学材料6゜7は磁場の
方向によって+45°または一45″′だけ直線偏光を
回転させるよう構成される。
Note that the optical axis of the half-wave plate is selected and set in a direction so as to tilt the linearly polarized light by 45 degrees. The magneto-optic material 6°7 is configured to rotate the linearly polarized light by +45° or -45'' depending on the direction of the magnetic field.

以上のように構成された光スイッチについて、その動作
を説明する。
The operation of the optical switch configured as described above will be explained.

先ず、第1図(a)においては磁場の方向14.15は
左から右へ、すなわち、光の進行方向に印加されている
。第1図(b)においては、光の進行方向と逆の方向に
印加されている。はじめに、第1図(a)において、光
ファイバ1より発散光として入射した光は、コリメータ
用マイクロレンズ2によって平行光線になったあと、複
屈折結晶体3に入射する。複屈折結晶体3(たとえば方
解石のような結晶体)で光軸が3′のような方向の場合
、入射光線は図のように2つの光線20.21に分かれ
る。複屈折結晶体3内では光線20は正常光で、21は
異常光である。複屈折結晶体3を通過した光線20は次
に複屈折結晶体4に入射する。しかし、結晶体3を通過
した光線21は磁気光学材料6と半波長板8を通過して
直線偏光方向を45°と45°すなわち90゜回転した
状態で正常光として第2番目の複屈折結晶体4に入射す
る。複屈折結晶体4を出た光線21は磁気光学材料7と
半波長板9は通らず第3番目の複屈折結晶体5に入射、
マイクロレンズ10で集束されて光ファイバ11に入射
する。また、第2番目の複屈折結晶体4から出た光線2
0は偏光方向を磁気光学材料7で45°回転し、次の半
波長板9でさらに45°傾けて異常光として第3番目の
複屈折結晶体5に入射、マイクロレンズ10に入射して
光ファイバ11に入射する。
First, in FIG. 1(a), the directions 14 and 15 of the magnetic field are applied from left to right, that is, in the direction in which the light travels. In FIG. 1(b), the light is applied in the direction opposite to the direction in which the light travels. First, in FIG. 1(a), light that enters as diverging light from an optical fiber 1 is turned into parallel light by a collimator microlens 2, and then enters a birefringent crystal 3. When the optical axis of a birefringent crystal 3 (for example, a crystal such as calcite) is in a direction such as 3', the incident light beam is split into two light beams 20 and 21 as shown. Within the birefringent crystal 3, the light ray 20 is normal light and the light ray 21 is extraordinary light. The light ray 20 that has passed through the birefringent crystal 3 then enters the birefringent crystal 4 . However, the light ray 21 that has passed through the crystal body 3 passes through the magneto-optic material 6 and the half-wave plate 8, and the linear polarization direction is rotated by 45 degrees and 45 degrees, that is, by 90 degrees, and the light beam 21 passes through the second birefringent crystal as normal light. enters the body 4. The light ray 21 exiting the birefringent crystal 4 does not pass through the magneto-optic material 7 and the half-wave plate 9, but enters the third birefringent crystal 5.
The light is focused by a microlens 10 and enters an optical fiber 11. Also, the light ray 2 emitted from the second birefringent crystal body 4
0 rotates the polarization direction by 45 degrees with the magneto-optical material 7, tilts it further by 45 degrees with the next half-wave plate 9, enters the third birefringent crystal 5 as extraordinary light, enters the microlens 10, and becomes light. It enters the fiber 11.

次に第1図(b)において外部磁場の方向14.15が
第1図(a)と反対方向に反転した場合、光ファイバ1
からマイクロレンズ2を経て複屈折結晶体3に入射した
光線は、22と23の2つの光線に分かれ、光線22は
複屈折結晶体3,4を共に正常光として通過したのち、
磁気光学材料7で偏光方向を一45°回転し、次の半波
長板9で+45°傾けて第3番目の複屈折結晶体5に正
常光として入射、マイクロレンズ12を通って光ファイ
バ13へ入射する。
Next, in FIG. 1(b), if the direction 14.15 of the external magnetic field is reversed to the opposite direction from FIG. 1(a), the optical fiber 1
The light ray that enters the birefringent crystal 3 through the microlens 2 is split into two rays 22 and 23, and after the ray 22 passes through both the birefringent crystals 3 and 4 as normal light,
The polarization direction is rotated by 145 degrees using the magneto-optical material 7, tilted by +45 degrees using the next half-wave plate 9, and then enters the third birefringent crystal 5 as normal light, passes through the microlens 12, and enters the optical fiber 13. incident.

光線23は複屈折結晶体3を出たのち、磁気光学材料6
で直線偏光方向を一45°回転し、半波長板8で+45
°傾け、合計0°の回転をうけて異常光として第2番目
の複屈折結晶体4に入射、これを通過したのち、磁気光
学材料7で偏光方向を−45゜回転し、半波長板9で+
45°傾けて合計O°回転し、第3番目の複屈折結晶体
5に入射、マイクロレンズ12を通って光ファイバ13
へ入射する。
After the light ray 23 leaves the birefringent crystal 3, it passes through the magneto-optic material 6.
Rotate the linear polarization direction by 145 degrees, and use half-wave plate 8 to rotate the linear polarization direction by
After being tilted by 0° and rotated by a total of 0°, it enters the second birefringent crystal 4 as extraordinary light, passes through this, the polarization direction is rotated by -45° by the magneto-optic material 7, and the half-wave plate 9 De+
It is tilted by 45° and rotated by a total of 0°, enters the third birefringent crystal 5, passes through the microlens 12, and enters the optical fiber 13.
incident on the

以上、第1図(a) 、 (b)を用いて説明したよう
に。
As explained above using FIGS. 1(a) and 1(b).

第1図(、)のように磁場が印加された場合には。When a magnetic field is applied as shown in Figure 1 (,).

光ファイバlから人討した光線は、光線20.21の2
つの光線に分かれるが最終的には光ファイバ11へ出射
し、第1図(b)にように(a)と反対方向に磁場が印
加されると、光ファイバ1から入射した光は光ファイバ
13へ出射する。
The light beam emitted from the optical fiber is ray 20.21-2.
When a magnetic field is applied in the opposite direction to that shown in FIG. 1(a), as shown in FIG. emit to.

具体的に第1図の光学回路を構成するにあたり、第1番
目と第3番目の複屈折結晶体3と5として10mm X
 10mm X 10mmの方解石を、第2番目の複屈
折結晶体4として10+m+ X 10nn X 20
a++の方解石を用いた。また、磁気光学材料6,7と
してはYIG(イツトリウム、鉄、ガーネット)の0.
5+am X 0.5mm X 2鵬のサイズのものを
、半波長板8,9としては雲母を、また、光ファイバ1
,11.13としてはコア径が150μmの多モードフ
ァイバを、マイクロレンズ10.12としては直径1.
0閣のロッドレンズを用いた。外部磁場は半硬質コアと
コイルで発生し、2000e<らいで駆動した。光源に
は波長λ=1.3μmの赤外光を用い、方解石には反射
防止膜をコートしたものを用いた。外部磁場の反転で2
つの光ファイバから出射される光出力の比は約20dB
であった。また、挿入損失は約3dBであった。
Specifically, in configuring the optical circuit shown in FIG. 1, the first and third birefringent crystals 3 and 5 are 10 mm
10mm x 10mm calcite as the second birefringent crystal 4 10+m+ x 10nn x 20
A++ calcite was used. Further, as the magneto-optical materials 6 and 7, YIG (yttrium, iron, garnet) is used.
The half-wave plates 8 and 9 are made of mica, and the optical fiber 1 is made of mica.
, 11.13 is a multimode fiber with a core diameter of 150 μm, and the microlens 10.12 is a multimode fiber with a diameter of 1.
A 0-kaku rod lens was used. The external magnetic field was generated by a semi-rigid core and coil, and was driven at 2000e<. Infrared light with a wavelength λ=1.3 μm was used as a light source, and calcite coated with an antireflection film was used. 2 due to reversal of external magnetic field
The ratio of optical outputs emitted from two optical fibers is approximately 20 dB
Met. Further, the insertion loss was about 3 dB.

以上のように本実施例によれば、厚さが1:2:1の比
をもつ一列に並んだ3個の複屈折結晶体とそれらの間の
空間の一部に配した磁気光学材料と半波長板とによって
形成した光学系は、その磁気光学材料に印加する磁場を
反転することによって、その光学系に入射する光を2つ
の光路に切りかえて出射する機能を有するということが
できる。
As described above, according to this embodiment, three birefringent crystals arranged in a line with a thickness ratio of 1:2:1 and a magneto-optical material placed in a part of the space between them are used. The optical system formed by the half-wave plate can be said to have the function of switching the light incident on the optical system into two optical paths and outputting the light by reversing the magnetic field applied to the magneto-optic material.

第2図は本発明の第2の実施例を示す光スイッチの説明
図である。第2図(a) 、 (b)はスイッチの動作
によって得られる2通りの光の通路の状態を示している
。また、第2図(a)、(b)の両者において、1は入
射側の光ファイバ、2はマイクロレンズ、3は第1番目
の、4は第2番目の、モして5は第3番目の複屈折結晶
体を示す。また、それぞれの複屈折結晶体の光軸の方向
を3’ 、4’ 、5’で表わすこととする。なお、結
晶体3,5は光の進行方向に向かって同じ厚さを持つが
、結晶体4は、結晶体3,5の2倍の厚さを持つ。次に
6は第1番目の、7は第2番目のファラデー特性をもつ
磁気光学材料であり、8は第1番目の、9,9′は第2
番目の半波長板である。ただし第2番目の半波長板は光
軸を異にした2つの部分9,9′からなっている。10
と11は2つの出射部のうちの一方のマイクロレンズと
光ファイバを、12と13は他方のマイクロレンズと光
ファイバを示す。一方、磁気光学材料6,7には外部磁
場が印加されるが、その磁場の方向をたとえば14.1
5のように矢印で示すこととする。磁場の方向14.1
5の外部磁場は同じ方向を向いているが、これらはコア
16とコイル17およびコア18とコイル19によって
形成される。なお、これらの2つのコア16.18は半
硬質の強磁性体で構成され、コイル17.19に流れる
電流で磁化されるが電流を切ったあとでも残留磁化によ
って磁場の方向14.15は保たれる。磁場の方向を反
転させるには逆方向の電流を流す。
FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical switch showing a second embodiment of the present invention. FIGS. 2(a) and 2(b) show two states of the light path obtained by the operation of the switch. In both FIGS. 2(a) and (b), 1 is the optical fiber on the incident side, 2 is the microlens, 3 is the first, 4 is the second, and 5 is the third. The second birefringent crystal is shown. Furthermore, the directions of the optical axes of the respective birefringent crystals are expressed as 3', 4', and 5'. Note that although the crystal bodies 3 and 5 have the same thickness in the direction of propagation of light, the crystal body 4 has twice the thickness of the crystal bodies 3 and 5. Next, 6 is the first magneto-optical material, 7 is the second Faraday characteristic, 8 is the first, and 9, 9' are the second Faraday characteristics.
This is the second half-wave plate. However, the second half-wave plate consists of two parts 9 and 9' having different optical axes. 10
and 11 indicate the microlens and optical fiber of one of the two output sections, and 12 and 13 indicate the microlens and optical fiber of the other. On the other hand, an external magnetic field is applied to the magneto-optical materials 6 and 7, and the direction of the magnetic field is set to 14.1, for example.
This is indicated by an arrow as shown in 5. Direction of magnetic field 14.1
The external magnetic fields of 5 are oriented in the same direction, but they are formed by core 16 and coil 17 and core 18 and coil 19. Note that these two cores 16.18 are made of semi-hard ferromagnetic material, and are magnetized by the current flowing through the coil 17.19, but even after the current is turned off, the direction of the magnetic field 14.15 is maintained due to residual magnetization. dripping To reverse the direction of the magnetic field, a current is passed in the opposite direction.

なお、半波長板の光軸は、直線偏光を45°傾けるよう
方向を選んで設定される。磁気光学材料は磁場の方向に
よって+45@または一45@たけ直線偏光を回転させ
るよう構成される。
Note that the optical axis of the half-wave plate is selected and set in a direction so as to tilt the linearly polarized light by 45 degrees. The magneto-optic material is configured to rotate linearly polarized light by +45 or -45 depending on the direction of the magnetic field.

以上のように構成された光スイッチについて、その動作
を説明する。
The operation of the optical switch configured as described above will be explained.

先ず、第2図(a)においては外部磁場の方向14゜1
5は紙面の左から右へ、すなわち、光、の進行方向に印
加されている。第2図(b)においては、光の進行方向
と逆の方向に印加されている。はじめに。
First, in Fig. 2(a), the direction of the external magnetic field is 14°1.
5 is applied from left to right on the plane of the paper, that is, in the direction in which the light travels. In FIG. 2(b), the light is applied in the direction opposite to the direction in which the light travels. Introduction.

第2図(a)において、光ファイバ1から発散光として
入射した光は、コリメータ用マイクロレンズ2によって
平行光線になったあと、複屈折結晶体対する。複屈折結
晶体3(たとえば方解石のような結晶体)で光軸が3′
のような方向の場合、入射光線は図のように2つの光線
20.21に分かれる。
In FIG. 2(a), light incident as diverging light from the optical fiber 1 is turned into parallel light by the collimator microlens 2, and then is directed to a birefringent crystal. A birefringent crystal 3 (for example, a crystal such as calcite) whose optical axis is 3'
In the case of the direction, the incident ray is split into two rays 20 and 21 as shown.

複屈折結晶体3内では光線20は正常光で、光線21は
異常光である。複屈折結晶体3を通過した光線20は磁
気光学材料6や半波長板8を通らず第2番目の複屈折結
晶体4に入射する。しかし、結晶体3を通過した光線2
1は磁気光学材料6と半波長板8を°通過して直線偏光
方向を45°と45°すなわち90°回転した状態で第
2番目の複屈折結晶体4に入射する。複屈折結晶体4を
出た光線20は磁気光学材料7で偏光方向を45°回転
し、次の半波長板9′で−45°傾け1合計0°の回転
をうけて第3番目の複屈折結晶体5に入射、マイクロレ
ンズ10で集束されて光ファイバ11に入射する。また
、第2番目の複屈折結晶体4から出た光線21は偏光方
向を磁気光学材料7で45°回転し、次の半波長板9で
さらに45°傾けて異常光として第3番目の複屈折結晶
体5に入射、マイクロレンズ10に入射して光ファイバ
11に入射する。
Within the birefringent crystal 3, the light ray 20 is normal light and the light ray 21 is extraordinary light. The light ray 20 that has passed through the birefringent crystal 3 enters the second birefringent crystal 4 without passing through the magneto-optic material 6 or the half-wave plate 8. However, the ray 2 that passed through the crystal 3
1 passes through the magneto-optical material 6 and the half-wave plate 8 and enters the second birefringent crystal 4 with the linear polarization direction rotated by 45 degrees and 45 degrees, that is, by 90 degrees. The light ray 20 exiting the birefringent crystal 4 has its polarization direction rotated by 45° in the magneto-optic material 7, and then tilted by -45° in the next half-wave plate 9' and rotated by a total of 0° to form the third compound. The light enters the refractive crystal 5, is focused by the microlens 10, and enters the optical fiber 11. In addition, the polarization direction of the light ray 21 emitted from the second birefringent crystal 4 is rotated by 45 degrees by the magneto-optic material 7, and further tilted by 45 degrees by the next half-wave plate 9, and is converted into the third compound as extraordinary light. The light enters the refractive crystal body 5, enters the microlens 10, and enters the optical fiber 11.

次に第2図(b)において外部磁場の方向14.15が
第2図(a)と反対方向に反転した場合、光ファイバ1
よりマイクロレンズ2を経て複屈折結晶体3に入射した
光線は、22と23の2つの光線に分かれ、光線22は
複屈折結晶体3,4を共に正常光として通過したのち、
磁気光学材料7で偏光方向を一45°回転し5次の半波
長板9でさらに−45°傾けて第3番目の複屈折結晶体
5に異常光として入射、マイクロレンズ12を通って光
ファイバ13へ入射する。光線23は複屈折結晶体3を
出たのち、磁気光学材料6で直線偏光方向を一45°回
転し、半波長板8で+45°傾け1合計O°の回転をう
けて異常光として第2番目の複屈折結晶体4に入射、こ
れを通過したのち、磁気光学材料7で偏光方向−45”
回転し、半波長板9でさらに−45°傾けて第3番目の
複屈折結晶体5に入射、マイクロレンズ12を通って光
ファイバ13へ入射する。
Next, in FIG. 2(b), if the direction 14.15 of the external magnetic field is reversed to the direction opposite to that in FIG. 2(a), the optical fiber 1
The light ray that has passed through the microlens 2 and entered the birefringent crystal 3 is split into two rays 22 and 23, and after the ray 22 passes through both the birefringent crystals 3 and 4 as normal light,
The polarization direction is rotated by 145° using the magneto-optical material 7, further tilted by -45° using the 5th-order half-wave plate 9, and enters the third birefringent crystal 5 as extraordinary light, which passes through the microlens 12 and enters the optical fiber. 13. After the light ray 23 exits the birefringent crystal 3, the linear polarization direction is rotated by 145 degrees by the magneto-optic material 6, tilted by +45 degrees by the half-wave plate 8, and rotated by a total of 0 degrees, and is converted into a second beam as extraordinary light. After passing through the second birefringent crystal body 4, the polarization direction is -45'' at the magneto-optical material 7.
The light is rotated, further tilted by -45° by the half-wave plate 9, enters the third birefringent crystal 5, passes through the microlens 12, and enters the optical fiber 13.

以上、第2図(a) 、 (b)を用いて説明したよう
に、第2図(a)のように磁場が印加された場合には、
光ファイバ1より入射した光線は、20.21の2つの
光線に分かれるが最終的には光ファイバ11へ出射し、
第2図(b)のように(a)と反対方向に磁場が印加さ
れると、光ファイバ1より入射した光は光ファイバ13
へ出射する。その特性は、第1の実施例と似ている。
As explained above using FIGS. 2(a) and (b), when a magnetic field is applied as shown in FIG. 2(a),
The light beam entering from the optical fiber 1 is divided into two light beams 20 and 21, but ultimately exits to the optical fiber 11,
As shown in FIG. 2(b), when a magnetic field is applied in the opposite direction to that in FIG.
emit to. Its characteristics are similar to the first embodiment.

以上のように本実施例によれば、厚さが1=2=1の比
をもつ一列に並んだ3個の複屈折結晶体とそれらの間の
空間の一部に配した磁気光学材料と半波長板とによって
形成した光学系は、その磁気光学材料に印加する磁場を
反転する機能を設けることによって、その光学系に入射
する光を損失が少なく、また、可動部分のない2つの光
路に切りかえて出射することができる。
As described above, according to this embodiment, three birefringent crystals arranged in a line with a thickness ratio of 1=2=1 and a magneto-optic material arranged in a part of the space between them are used. The optical system formed by the half-wave plate has a function of reversing the magnetic field applied to the magneto-optic material, so that the light incident on the optical system can be divided into two optical paths with little loss and no moving parts. It can be switched and emitted.

(発明の効果) 本発明による光スイッチは、厚さが1:2:1の比をも
つ一列に並んだ3個の複屈折結晶体とそれらの間の空間
に配した磁気光学材料および半波長板とによって形成し
た光学系は、その磁気光学材料に印加する磁場に反転す
る機能を設けることによって、その光学系に入射する光
を、損失が少なく、また、可動部分を設けることなく、
2つの光路に切りかえて出射することができる。
(Effects of the Invention) The optical switch according to the present invention includes three birefringent crystals arranged in a row with a thickness ratio of 1:2:1, a magneto-optic material arranged in the space between them, and a half-wavelength The optical system formed by the plate has a function of reversing the magnetic field applied to the magneto-optic material, so that the light incident on the optical system can be controlled with little loss and without the need for moving parts.
It is possible to switch between two optical paths and emit light.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の第1の実施例における光スイッチの説
明図、第2図は本発明の第2の実施例における光スイッ
チの説明図、第3図および第4図は従来の光スイッチの
説明図である。 1 、31,31’、41・・・入射用光ファイバ、 
2゜10、12,32.44・・・マイクロレンズ、 
3,4.5・・・複屈折結晶体、3’ 、4’ 、5″
・・・複屈折結晶体の光軸方向、 6,7・・・磁気光
学材料、8.9.9’ ・・・半波長板、  11.1
3・・・出射用光ファイバ、14.15・・・磁場の方
向+  16.18・・・半硬質コア、17.19・・
・コイル、20,21゜22.23・・・光線、  2
4.33・・・可動プリズム、25.43・・・反射鏡
FIG. 1 is an explanatory diagram of an optical switch in a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical switch in a second embodiment of the present invention, and FIGS. 3 and 4 are conventional optical switches. FIG. 1, 31, 31', 41... optical fiber for incidence,
2゜10, 12, 32.44...Micro lens,
3,4.5...Birefringent crystal, 3', 4', 5''
... Optical axis direction of birefringent crystal, 6,7 ... Magneto-optical material, 8.9.9' ... Half-wave plate, 11.1
3... Optical fiber for output, 14.15... Direction of magnetic field + 16.18... Semi-rigid core, 17.19...
・Coil, 20, 21° 22.23...Light beam, 2
4.33...Movable prism, 25.43...Reflector.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)厚さが1:2:1の比をもつ一列に並んだ3個の
複屈折結晶体間の空間の一部に磁気光学材料と半波長板
を配して光学系を形成し、前記磁気光学材料に印加する
磁界を反転することによって前記光学系に入射する光を
切りかえて出射することを特徴とする光スイッチ。
(1) An optical system is formed by arranging a magneto-optical material and a half-wave plate in a part of the space between three birefringent crystals arranged in a row with a thickness ratio of 1:2:1, An optical switch characterized in that the light incident on the optical system is switched and emitted by reversing the magnetic field applied to the magneto-optical material.
(2)磁気光学材料に印加する反転可能な磁界を、コイ
ルと半硬質磁性材料によって発生させることを特徴とす
る特許請求の範囲第(1)項記載の光スイッチ。
(2) The optical switch according to claim (1), wherein the reversible magnetic field applied to the magneto-optical material is generated by a coil and a semi-hard magnetic material.
JP4811085A 1985-03-13 1985-03-13 Optical switch Pending JPS61208037A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4811085A JPS61208037A (en) 1985-03-13 1985-03-13 Optical switch

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4811085A JPS61208037A (en) 1985-03-13 1985-03-13 Optical switch

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS61208037A true JPS61208037A (en) 1986-09-16

Family

ID=12794173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4811085A Pending JPS61208037A (en) 1985-03-13 1985-03-13 Optical switch

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS61208037A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785455A1 (en) * 1996-01-18 1997-07-23 AT&T Corp. Non-mechanical optical fiber switch

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0785455A1 (en) * 1996-01-18 1997-07-23 AT&T Corp. Non-mechanical optical fiber switch

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2710451B2 (en) Polarization independent optical isolator
JPH10161076A (en) Optical device using magnetooptical effect
JPH02287421A (en) Quasi-achromatic optical isolator and circulator using prism with fresnel total internal reflection
JPS61160714A (en) Vari-focal lens
JPH07209607A (en) Optical isolator
US6631238B2 (en) Variable optical attenuator
JP3771228B2 (en) Magneto-optical components
US6795245B2 (en) Polarization independent magnetooptic switches
CN100437213C (en) Magneto-optical component
JP2005099737A (en) Magnetooptic optical component
JPS61208037A (en) Optical switch
JPS60200225A (en) Faraday rotator
JPH04128715A (en) Optical modulator
JPS5828561B2 (en) optical isolator
JP2002258229A (en) Optical attenuator
US3512867A (en) Magneto-optical digital light deflection device
JPH05313094A (en) Optical isolator
JPS6256923A (en) Optical isolator
JPH03116114A (en) Method of rotating plane of polarization
JP2567697B2 (en) Faraday rotation device
JP2784896B2 (en) Polarization plane switch and optical switch using the same
JP2929222B2 (en) Light switch
JP3008959B2 (en) Light switch
JPWO2004029698A1 (en) Variable polarization rotator and variable optical attenuator using the same
JP2005208402A (en) Magneto-optical optic component