KR101713679B1 - All-optical fiber isolator using optical fiber incorporated with Quantum dots - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입사광을 전파시키는 광도파로의 역할을 하는 광섬유, 상기 입사광을 편광시키는 편광자, 상기 편광자에서 편광된 편광면을 45˚회전시키는 패러데이 회전자를 포함하는 광 아이솔레이터로서, 상기 광섬유의 코어층 및/또는 상기 및 내부 클래딩층에 양자점을 함유함으로써 가시광선 파장에서 광 아이솔레이터로 사용될 정도의 자기 광학 효과를 나타내는 전광섬유 아이솔레이터를 제공한다.An optical isolator comprising an optical fiber serving as an optical waveguide for propagating incident light, a polarizer for polarizing the incident light, and a Faraday rotator for rotating the polarization plane polarized in the polarizer by 45 degrees, Optical element exhibiting a magnetooptical effect enough to be used as an optical isolator at a visible light wavelength by containing quantum dots in the inner cladding layer and / or the inner cladding layer.

Description

양자점이 함유된 광섬유를 이용한 전광섬유 아이솔레이터 {All-optical fiber isolator using optical fiber incorporated with Quantum dots}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to an all-optical fiber isolator using an optical fiber including a quantum dot,

본 발명은 광 아이솔레이터에 관한 것으로서, 더 상세하게는, 자기 광학 효과를 향상시킨 전광섬유 아이솔레이터에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical isolator, and more particularly, to a full optical fiber isolator improved in magneto-optical effect.

단지 한방향의 전파만을 허용하는 비가역 장치인 광 아이솔레이터는 원치 않는 광의 후방반사 및 광의 원치 않는 전파를 차단하기 위한, 고출력 광섬유 레이저, 광 증폭기 및 고속 섬유 광통신장치들에서의 그의 용도 때문에 많은 관심을 얻고 있다. Optical isolators, which are irreversible devices that allow only one direction of propagation, have received much attention due to their use in high output fiber lasers, optical amplifiers and high speed fiber optic communication devices to block back reflection of undesired light and unwanted propagation of light .

선형 편광이 자기장하의 자기 광학 매체를 통과하여 편광 평면의 45˚ 회전을 하고, 다시 자기 광학 매체로 되돌아 올 때, 광의 평광 평면이 45˚ 회전하여 90˚ 회전한 역-반사된 광은 차단되어 아이솔레이션되게 된다. When the linearly polarized light passes through the magneto-optical medium under the magnetic field and rotates through 45 占 of the plane of polarization, and then returns to the magneto-optical medium, the light-inverted- .

가장 일반적인 아이솔레이터는 정밀한 정렬 및 신중한 조작을 필요로 하는 복굴절판 및 특수 런칭 렌즈 같은 큰 광학장치들을 필요로 하는 광 아이솔레이터이다. 최근에는 전광섬유 아이솔레이터가 저삽입 손실, 높은 반사 특성 및 높은 아이솔레이션 등의 장점을 제공하기 때문에, 광 레이저 시스템 및 섬유 광 증폭기에 전광식 장치들의 용도로 많은 관심을 받고 있다. 특히, 660 nm(다중-kW 출력 레벨)에서 작동하는 고출력 Yb-도핑 광섬유 레이저(펄스형) 시스템이 산업 및 바이오 의학 용도로 개발되었다. The most common isolators are optical isolators that require large optical devices such as birefringent plates and special launch lenses that require precise alignment and careful handling. Recently, all fiber optic isolators are attracting much attention because of their low insertion loss, high reflection characteristics, and high isolation, and thus are being used for optical laser systems and fiber optic amplifiers. In particular, high power Yb-doped fiber laser (pulsed) systems operating at 660 nm (multi-kW output levels) have been developed for industrial and biomedical applications.

그러나, 660 nm 파장에서 작동하는 전광섬유 아이솔레이터는 아직 개발되어 않았다. 그 이유는 주로 실리카 유리섬유의 낮은 감도 때문이며, 이 낮은 감도는 가시 파장에서 실리카 섬유의 낮은 자기-광학 감도 때문이다(베르데 상수 1550 nm에서 -0.64 rad/Tm 및 1310 nm에서-0.22 rad/Tm).However, all fiber optic isolators operating at a wavelength of 660 nm have not yet been developed. This is mainly due to the low sensitivity of the silica glass fibers, which is due to the low self-optical sensitivity of silica fibers at visible wavelengths (-0.64 rad / Tm at the 1550 nm of the Verdet constant and -0.22 rad / Tm at 1310 nm) .

어닐링 섬유, 트위스트 섬유 및 플린트 섬유 등의 특수 광섬유가 섬유의 선형 복굴절을 감소시켜 자기-광학 감도를 증가시키기 위해 제안되었지만, 복잡한 제조공정, 높은 슬라이싱 손실, 및 높은 비용이 여전히 문제점으로 남아 있다. Although specialized optical fibers, such as annealed fibers, twisted fibers, and flint fibers, have been proposed to reduce the linear birefringence of the fibers to increase the magneto-optical sensitivity, complex manufacturing processes, high slicing losses, and high cost still remain problems.

이들 문제를 해결하기 위하여, 높은 베르데 상수를 갖는 Tb-이온들이 통합된 인산염 또는 붕규산염 유리 광 섬유들이 보고되었고, 여기서 로드-인-튜브 기술(a rod-in-Tube technique)이 사용된다. To solve these problems, phosphate or borosilicate glass fibers incorporating Tb-ions with high Verde constants have been reported, wherein a rod-in-tube technique is used.

그러나, 상기 섬유들의 전파 손실은 실리카 유리 섬유의 전파 손실보다 훨씬 더 많은 것으로 밝혀졌다. However, the propagation loss of the fibers was found to be much greater than the propagation loss of silica glass fibers.

상술한 선행기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 향상된 자기 광학 효과를 갖는 전광섬유 아이솔레이터를 제공하는 것을 목적으로 한다.In order to solve the problems of the prior art described above, it is an object of the present invention to provide a pre-optical fiber isolator having an improved magneto-optical effect.

상기와 같은 본 발명의 목적은 입사광을 전파시키는 광도파로의 역할을 하는 광섬유, 상기 입사광을 편광시키는 편광자, 상기 편광자에서 편광된 편광면을 45˚회전시키는 패러데이 회전자를 포함하는 광 아이솔레이터로서, 상기 광섬유의 코어층에 화합물 반도체, 희토류 원소, 상자성 물질, 반자성 물질, 광자기 글라스 및 광자기 단결정으로 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 함유하여, 가시광선 파장에서 광 아이솔레이터로 사용될 정도의 자기 광학 효과를 나타내는 전광섬유 아이솔레이터에 의하여 달성된다.It is an object of the present invention to provide an optical isolator including an optical fiber serving as an optical waveguide for propagating incident light, a polarizer for polarizing the incident light, and a Faraday rotator for rotating the polarized plane polarized by 45 °, The optical fiber has at least one selected from the group consisting of a compound semiconductor, a rare earth element, a paramagnetic material, a semi-magnetic material, a magneto-optical glass, and a magneto-optical single crystal in a core layer of the optical fiber and exhibits a magnetooptical effect enough to be used as an optical isolator at a visible light wavelength It is accomplished by the whole fiber optic isolator.

상기와 같은 본 발명의 또 다른 목적은 상기 광섬유는 클래딩층 또는 내부 클래딩층을 포함하며, 상기 클래딩층 또는 상기 내부 클래딩층에 화합물 반도체, 희토류 원소, 상자성 물질, 반자성 물질, 광자기 글라스 및 광자기 단결정으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 추가적으로 함유하여, 가시광선 파장에서 광 아이솔레이터로 사용될 정도의 자기 광학 효과를 나타내는 전광섬유 아이솔레이터에 의하여 달성된다.It is another object of the present invention to provide a cladding layer or an inner cladding layer, wherein the optical fiber includes a compound semiconductor, a rare earth element, a paramagnetic material, a semi-magnetic material, a magneto- A single crystal, and at least one selected from the group consisting of a single crystal, and exhibits a magnetooptical effect enough to be used as an optical isolator at a visible light wavelength.

여기에서, 바람직하게는 상기 화합물 반도체는 PbSe, PbS, PbTe, CdMnTe, CdMnTe, ZnMnTe, MnGeAs2, MnGeP2, CdMnSe, CdSe, ZnSe, ZnXO (X=Co, Mn), As2S2, Bi12SiO, Y3Fe5O12, ZnO 또는 CdS 양자점, 상기 희토류 원소는 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 또는 Lu 양자점, 상기 상자성 물질은 Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Pt, Al 또는 Ti 양자점, 상기 반자성 물질은 Bi, Sb, P, Au, Ag, Hg, Cu 또는 Pb 양자점, 상기 광자기 글라스는 FR-5, FR-7, MOS-4, MOS-10, Tb-10, Tb-12 또는 Tb-15 글라스의 양자점 또는 미세 분말, 및 상기 광자기 단결정은 TGG(Terbium Gallium Garnet)결정 또는 YIG(Yttrium Iron Garnet)결정의 양자점 또는 미세분말이다.Here, preferably, the compound semiconductor is PbSe, PbS, PbTe, CdMnTe, CdMnTe, ZnMnTe, MnGeAs 2, MnGeP 2, CdMnSe, CdSe, ZnSe, ZnXO (X = Co, Mn), As 2 S 2, Bi 12 SiO, Y 3 Fe 5 O 12, ZnO or CdS quantum dots, the rare earth elements are La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb or Lu quantum dot, wherein The paramagnetic material may be Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Pt, Al, or Ti quantum dots, the semi-magnetic material may be Bi, Sb, P, Au, Ag, Hg, Cu, or Pb quantum dots, A quantum dot or a fine powder of FR-7, MOS-4, MOS-10, Tb-10, Tb-12 or Tb-15 glass, and the photonic single crystal is made of TGG (Terbium Gallium Garnet) crystal or YIG (Yttrium Iron Garnet) A quantum dot of crystals or a fine powder.

바람직하게는, 상기 화합물 반도체는 Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점이다.Preferably, the compound semiconductor is a Cd 0 .5 Mn 0 .5 Te quantum dot.

바람직하게는, 상기 가시광선 파장은 660nm이다.Preferably, the visible light wavelength is 660 nm.

바람직하게는, 상기 가시광선 파장에서 광 아이솔레이터로 사용될 정도의 자기 광학 효과를 나타내는 패러데이 효과는 660nm 파장에서 베르데 상수가 3.5 내지 5.5 radT-1m-1이다.Preferably, the Faraday effect exhibiting a magnetooptical effect to the extent that it is used as an optical isolator at the visible light wavelength has a Verde constant of 3.5 to 5.5 radT -1 m -1 at a wavelength of 660 nm.

본 발명은 전광섬유 아이솔레이터에서 사용하는 광섬유에 양자점을 함유하여 자기 광학 효과를 높여줌으로써, 패러데이 회전자에서 약한 자기장을 주거나 광섬유의 짧은 길이동안 자기장을 주어도 충분한 패러데이 효과가 나타나 편광면의 45˚의 회전을 일으킬 수 있다. 그리고 가시광선 파장대의 광은 패러데이 효과가 잘 일어나지 않는 유리 성분인 광섬유 코어에서도 바이오 의학 용도로 필요로 하는 660nm의 파장을 포함하여 다양한 파장대의 광이 충분한 패러데이 효과가 나타나도록 할 수 있다.The present invention increases the magneto-optical effect by including quantum dots in the optical fiber used in the entire optical fiber isolator, so that even if a weak magnetic field is applied to the Faraday rotator or a magnetic field is applied to the optical fiber for a short length, sufficient Faraday effect is exhibited, ≪ / RTI > In addition, the light in the visible light wavelength range can provide a sufficient Faraday effect in various wavelength ranges including the wavelength of 660 nm required for the biomedical application even in the optical fiber core which is a glass component in which the Faraday effect does not occur well.

도 1은 본 발명에 따른 CdSe 양자점이 도핑된 광섬유가 적용된 전광섬유 아이솔레이터의 자기 광학 물성을 측정하는 실험 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전광섬유 아이솔레이터의 구조를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 자기장 변화시 CdSe 양자점이 도핑된 광섬유의 패러데이 회전각의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 4는 본 발명에 따른 패러데이 회전각에 따른 CdSe 양자점 도핑된 광섬유의 정규화된 출력의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 5는 본 발명에 따른 인가된 자기장이 변화할 때 CdSe 양자점 도핑된 광섬유의 광학적 아이솔레이션의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 6은 본 발명에 따른 Cd0 .5Mn0 .5Te, CdSe, Co, 및 Mn이 함유된 광섬유의 패러데이 회전각을 660nm에서 측정한 값을 나타낸 그래프이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic view of an experimental apparatus for measuring the magneto-optical properties of a fiber-optic isolator to which a CdSe quantum dot doped optical fiber according to the present invention is applied.
FIG. 2 is a schematic view illustrating a structure of a pre-optical fiber isolator according to the present invention.
3 is a graph showing a change in Faraday rotation angle of an optical fiber doped with CdSe quantum dots in a magnetic field change according to the present invention.
4 is a graph showing a change in the normalized output of the CdSe quantum dot doped optical fiber according to the Faraday rotation angle according to the present invention.
FIG. 5 is a graph showing changes in optical isolation of a CdSe quantum dot doped optical fiber when the applied magnetic field according to the present invention changes. FIG.
Figure 6 is a Cd 0 .5 0 .5 Mn graph the Faraday rotation angle of Te, CdSe, the optical fiber-containing Co, Mn and showing the value measured at 660nm in accordance with the present invention.

이하에서 사용되는 기술용어 및 과학용어를 포함하는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 일반적으로 이해하는 의미와 동일한 의미를 가진다. 사전에 정의된 용어들은 관련기술문헌과 현재 개시된 내용에 부합하는 의미를 가지는 것으로 추가 해석되고, 정의되지 않는 한 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 해석되지 않는다.All terms including technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by those of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Predefined terms are further interpreted as having a meaning consistent with the relevant technical literature and the present disclosure, and are not to be construed as ideal or very formal meanings unless defined otherwise.

본 발명은 향상된 자기 광학 효과(페러데이 효과 또는 제만 효과)를 갖는 전광섬유 아이솔레이터를 제공한다. The present invention provides an all-optical fiber isolator having an enhanced magneto-optic effect (a Faraday effect or a Zeeman effect).

광을 한 방향으로만 흐르도록 하는 광 아이솔레이터는 일반적으로 입사광을 전파시키는 광도파로의 역할을 하는 광섬유, 상기 입사광을 편광시키는 편광자, 상기 편광자에서 편광된 편광면을 45˚회전시키는 패러데이 회전자로 이루어져 있다. An optical isolator for allowing light to flow only in one direction generally comprises an optical fiber serving as an optical waveguide for propagating incident light, a polarizer for polarizing the incident light, and a Faraday rotator for rotating the polarization plane polarized in the polarizer by 45 have.

그러나, 상술한 것처럼 가시광선대의 파장을 사용하기 위해서는 좀 더 자기 광학 효과를 높일 필요성이 있기 때문에 본 발명에서는 광섬유의 코어층 및/또는 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 양자점을 함유함으로써 그 문제를 해결하였고, 더 나아가 자기 광학 효과를 높혀줌으로 해서, 페러데이 회전자에서의 자기장의 세기를 낮춰줄 수 있고 그 자기장을 가해주는 범위도 줄여줄 수 있게 되었다.However, since it is necessary to increase the magneto-optical effect more in order to use the wavelength of the visible light band as described above, the present invention solves the problem by including quantum dots in the core layer and / or the cladding layer or the inner cladding layer of the optical fiber Furthermore, by increasing the magneto-optic effect, the intensity of the magnetic field in the Faraday rotator can be lowered and the range of applying the magnetic field can be reduced.

여기에서, 상기 내부 클래딩층은, 본 발명자의 선행특허인 “특허공개번호 2011-0134869, 발명의 명칭: 낮은 구부림 손실 광섬유”에서 기재하고 있는, 클래딩층을 내부 클래딩층, 트렌치 층 및 외부 클래딩층으로 분리한 구조에서의 내부 클래딩층을 의미하는 것으로, 본 발명은 일반적인 광섬유 구조인 코어층과 클래딩층으로 이루어진 광섬유에도 적용될 수 있지만, 상기 본 발명자의 선행특허에서 보여진 광섬유 구조의 코어층 및/또는 내부 클래딩층에만 적용될 수도 있다.Herein, the inner cladding layer is composed of the inner cladding layer, the trench layer, and the outer cladding layer, which is described in the prior patent of the present inventor, " Patent Publication No. 2011-0134869, entitled " The present invention can be applied to an optical fiber including a core layer and a cladding layer, which is a general optical fiber structure. However, the core layer and / or the core layer of the optical fiber structure shown in the above- It may be applied only to the inner cladding layer.

여기에서, 상기 양자점은 화합물 반도체, 희토류 원소, 상자성 물질, 반자성 물질, 광자기 글라스 및 광자기 단결정으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상의 양자점일 수 있다. Here, the quantum dot may be at least one quantum dot selected from the group consisting of a compound semiconductor, a rare earth element, a paramagnetic material, a semi-magnetic material, a magneto-optical glass, and a magneto-optical single crystal.

바람직하게는, 상기 화합물 반도체는 PbSe, PbS, PbTe, CdMnTe, CdMnTe, ZnMnTe, MnGeAs2, MnGeP2, CdMnSe, CdSe, ZnSe, ZnXO (X=Co, Mn), As2S2, Bi12SiO, Y3Fe5O12, ZnO, CdS 양자점이다.Preferably, the compound semiconductor is PbSe, PbS, PbTe, CdMnTe, CdMnTe, ZnMnTe, MnGeAs 2, MnGeP 2, CdMnSe, CdSe, ZnSe, ZnXO (X = Co, Mn), As 2 S 2, Bi 12 SiO, Y 3 Fe 5 O 12 , ZnO, and CdS quantum dots.

바람직하게는, 상기 희토류 원소는 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu 양자점이다.Preferably, the rare earth element is La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb or Lu quantum dots.

바람직하게는, 상기 상자성 물질은 Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Pt, Al, Ti 양자이다.Preferably, the paramagnetic material is Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Pt, Al, and Ti.

바람직하게는, 상기 반자성 물질은 Bi, Sb, P, Au, Ag, Hg, Cu, Pb 양자점이다.Preferably, the semi-magnetic material is Bi, Sb, P, Au, Ag, Hg, Cu, or Pb quantum dots.

바람직하게는, 상기 광자기 글라스는 쇼트사(Schott,Germany)의 FR-5 및 FR-7, 몰테크 게엠베하사(MolTech GmbH, Germany)의 MOS-4 및 MOS-10, 및 폭텍 포토닉스사(Foctek Photonics Inc., China)의 Tb-10, Tb-12 및 Tb-15 이며, 상기 광자기 글라스를 분쇄하여 양자점 혹은 아주 미세한 분말 상태로 광섬유의 코어 및/또는 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 함유한다.Preferably, the magneto-optical glass is a mixture of FR-5 and FR-7 of Schott, Germany, MOS-4 and MOS-10 of MolTech GmbH, Germany, Tb-12, and Tb-15 of Foctek Photonics Inc., China), and the magneto-optical glass is pulverized and contained in the core and / or cladding layer or inner cladding layer of the optical fiber in quantum dots or very fine powder state .

여기에서, 상기 광자기 글라스란 붕규산 유리 조성에 Tb, Y, Eu등의 희토류 원소를 첨가하여 제조하는 인가되는 자기장의 변화에 광학적 특성이 변하는 유리를 의미한다.Here, the magneto-optical glass means a glass whose optical characteristics are changed by a change in applied magnetic field produced by adding a rare earth element such as Tb, Y, Eu to the borosilicate glass composition.

바람직하게는, 상기 광자기 단결정은 분쇄 첨가하여 양자점 또는 아주 미세한 분말 상태로 광섬유의 코어 및/또는 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 함유할 수 있다. 이 광자기 단결정은 화학성분으로 통칭되고 있으며, TGG(Terbium Gallium Garnet)결정 및 YIG(Yttrium Iron Garnet)결정이 가장 대표적이다.Preferably, the magneto-optic single crystal may be added to the core and / or cladding layer or the inner cladding layer of the optical fiber in a state of quantum dots or very fine powder by pulverization. These magneto-optic single crystals are commonly referred to as chemical components, and TGG (Terbium Gallium Garnet) crystals and YIG (Yttrium Iron Garnet) crystals are the most representative.

도 2에서는 본 발명에 따른 광섬유를 적용한 전광섬유 아이솔레이터의 다양한 실시예중 하나의 실시예를 보여주고 있다. 도 2는 대칭적인 구조로 되어있어, 부호를 표시한 부분과 부호를 표시하지 않은 대칭적인 반대부분은 동일한 구조이다. 여기에서, 패러데이 회전자(201)는 영구자석 또는 솔레노이드일 수 있고, 여기에 제한되지 않는다. 패러데이 회전자(201) 내부 및 패러데이 회전자(201)에서 접합점(205)까지 연결된 광섬유는 양자점이 도핑된 광섬유(202)이다. 또한, 선형 편광자(204) 내부 및 선형 편광자(204)에서 접합점(205)까지 연결된 광섬유는 편광유지 광섬유(203)이다. 커넥터(207)에서 접합점(205)까지 연결된 광섬유는 단일모드 광섬유 또는 다중모드 광섬유 일 수 있다. 위와 같은 구조의 광섬유, 패러데이 회전자(201), 선형 편광자(204) 및 커넥터(207)를 구비함으로써, 하나의 전광섬유 아이솔레이터(200)를 구성한다.FIG. 2 shows one embodiment of various embodiments of the prior art optical fiber isolator to which the optical fiber according to the present invention is applied. Fig. 2 has a symmetrical structure, and symmetrical opposite parts that do not denote the same parts have the same structure. Here, the Faraday rotator 201 may be a permanent magnet or a solenoid, but is not limited thereto. The optical fiber connected within the Faraday rotator 201 and from the Faraday rotator 201 to the junction 205 is an optical fiber 202 doped with a quantum dot. The optical fiber connected in the linear polarizer 204 and in the linear polarizer 204 to the junction 205 is a polarization maintaining optical fiber 203. The optical fiber connected from the connector 207 to the junction 205 may be a single-mode optical fiber or a multi-mode optical fiber. The optical fiber 201, the linear polarizer 204, and the connector 207 are provided to constitute a single optical fiber isolator 200.

본 발명자는 광섬유의 코어층 및/또는 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 CdSe 양자점을 도핑하거나 Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점을 함유시킴으로써, 높은 패러데이 효과를 유도할 수 있었고, 이하 다음의 실시예에서 첨부한 도면을 참조하여 자세히 설명한다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 설명한다. 본 발명의 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 이해할 수 있는 바와 같이, 후술하는 실시예는 본 발명의 개념과 범위를 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 형태로 변형될 수 있다. 가능한 한 동일하거나 유사한 부분은 도면에서 동일한 도면부호를 사용하여 나타낸다.The present inventors have been able to induce a high Faraday effect by doping a CdSe quantum dot or a Cd 0 .5 Mn 0 .5 Te quantum dot in a core layer and / or a cladding layer or an inner cladding layer of an optical fiber, Will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention will be described in order to facilitate those skilled in the art to which the present invention belongs. As will be readily understood by one of ordinary skill in the art, the following embodiments may be modified in various ways within the scope and spirit of the present invention. Wherever possible, the same or similar parts are denoted using the same reference numerals in the drawings.

[실시예 1] [Example 1]

광섬유에 On fiber optics CdSeCdSe 양자점이The quantum dot 도핑된Doped 전광섬유  All optical fiber 아이솔레이터의Isolator 제조 및 성능 Manufacturing and Performance

CdSe 양자점들로 도핑된 광섬유 모재는 수정된 화학 기상 증착법(MCVD)에 의해 제조되었다. 실리카 유리관에 적층된 알루미노-게르마노-실리카 유리의 코어층에 CdSe 양자점들(Sigma-Aldrich: Lumidot CdSe QDs in toluene, peak absorption ~650 nm, 7.5 mg in 1.5 ml solution)을 함유하는 톨루엔 용액을 사용하여 용액 도핑 공정으로 상온에서 도핑시켰다. 수정된 화학 기상 증착 공정 동안에 일어날 수 있는 도펀트의 증발을 감소시키기 위하여 흠뻑 젖은 관을 용액 도핑 공정이후에 건조시키고 이어서 추가적인 유리 층을 적층시킨다. 관을 건조, 소결, 부분적으로 수축시키고 봉 모재로 밀봉시킨다. 최종적으로, 모재를 인출장치를 사용하여 2150℃에서 외경 125 ㎛의 섬유로 인발하였다. 제조된 섬유의 코어 직경 및 커트-오프 파장은 각각 5.4 ㎛ 및 560 nm이다. 광 섬유의 흡수 계수는 커트백 방법으로 측정하여 660 nm에서 약 0.003 m-1이었다. CdSe 양자점으로 도핑된 광섬유의 베르데 상수는 633 nm에서 5.3 rad/Tm인 것으로 측정되었다. The optical fiber preform doped with CdSe quantum dots was fabricated by Modified Chemical Vapor Deposition (MCVD). A toluene solution containing CdSe quantum dots (Sigma-Aldrich: Lumidot CdSe QDs in toluene, peak absorption ~ 650 nm, 7.5 mg in 1.5 ml solution) was applied to a core layer of alumino-germano- silica glass laminated on a silica glass tube And doped at room temperature by a solution doping process. To reduce the evaporation of the dopants that may occur during the modified chemical vapor deposition process, a soaked tube is dried after the solution doping process and then an additional glass layer is deposited. The tube is dried, sintered, partially shrunk and sealed with a bar base. Finally, the base material was drawn at 2150 DEG C into a fiber having an outer diameter of 125 mu m using a drawing device. The core diameter and cut-off wavelength of the fabricated fibers are 5.4 탆 and 560 nm, respectively. The absorption coefficient of the optical fiber was about 0.003 m-1 at 660 nm as measured by the cut-back method. The Verdet constant of the CdSe quantum dot doped fiber was measured to be 5.3 rad / Tm at 633 nm.

도 1에서 위와 같은 방법으로 제조된 CdSe 양자점이 도핑된 광섬유(108)의 광학 물성을 측정한 실험 장치를 나타내고 있다. CdSe 양자점 도핑된 광섬유의 패러데이 회전각이 패러데이 회전자(110)에 의해 공급되는 자기장하에서 광원으로서 660 nm 레이저 다이오드(101) 및 선형 편광자(107)를 사용하여 편광계(PA510:Thorlabs, USA)로 측정되었다. 여기에서, 레이져 다이오스(101) 출력은 1.1 mV 이고, 반사 거울에 의해 반사된 출력 광 스펙트럼은 광 스펙트럼 분석기(102)(OSA, resolution: 1 nm)로 모니터링 하였다. CdSe 양자점 도핑 광섬유(108)는 660 nm의 파장에 단일 모드이고(660 nm에서 작동하는) 섬유형 선형 편광자(107)는 섬유로 직접 슬라이싱되었다.FIG. 1 shows an experimental apparatus for measuring the optical properties of the CdSe quantum dot-doped optical fiber 108 manufactured by the above method. The Faraday rotation angle of the CdSe quantum dot doped optical fiber was measured with a polarimeter (PA510, Thorlabs, USA) using a 660 nm laser diode 101 and a linear polarizer 107 as a light source under the magnetic field supplied by the Faraday rotator 110 . Here, the output of the laser diode 101 is 1.1 mV, and the output light spectrum reflected by the reflection mirror is monitored by an optical spectrum analyzer 102 (OSA, resolution: 1 nm). The CdSe quantum dope optical fiber 108 was single mode at a wavelength of 660 nm and the fiber type linear polarizer 107 (operating at 660 nm) was sliced directly into the fiber.

도 3은 자기장의 함수로서 660 nm에서 패러데이 회전각을 보여준다. 측정 동안, CdSe 양자점 도핑된 광섬유(108)를 패러데이 회전자(110)에 감아 섬유의 유효 길이를 증가시켰으며, 이는 자기장과 같은 방향하에 있는 광섬유의 총 길이이다. 솔레노이드로 이루어져 있는 패러데이 회전자(110)의 전류를 변화시켜 적용된 자기장을 증가시킴에 따라, CdSe의 양자점 도핑된 광섬유(108)의 패러데이 회전각이 도 3에 나타난 바와 같이 선형으로 증가하는 것으로 나타났다. 0.1 T의 자기장이 섬유의 유효 길이 183cm에 적용됐을 때, 패러데이 회전각이 45˚에 도달했다. 후방-반사광의 90˚ 회전의 편광각이 패러데이 효과의 비-가역적인 성질에 기인하는 것으로 예측되기 때문에, 이 결과는 660 nm에서 반사된 광을 차단하는 전광섬유 아이솔레이터가 가능하다는 것을 보여준다.Figure 3 shows the Faraday rotation angle at 660 nm as a function of the magnetic field. During the measurement, the CdSe quantum dot doped optical fiber 108 was wound around the Faraday rotator 110 to increase the effective length of the fiber, which is the total length of the optical fiber under the same orientation as the magnetic field. The Faraday rotation angle of the quantum dot-doped optical fiber 108 of CdSe increases linearly as shown in FIG. 3 as the current of the Faraday rotator 110 composed of the solenoid is changed to increase the applied magnetic field. When a magnetic field of 0.1 T was applied to an effective length of 183 cm of fiber, the Faraday rotation angle reached 45 °. This result shows that a full fiber optic isolator that blocks reflected light at 660 nm is possible because the polarization angle of the 90 ° rotation of the back-reflected light is expected to be due to the non-reversible nature of the Faraday effect.

광이 직접적으로 후방으로 반사되기 때문에, 패러데이 회전은 패러데이 효과의 비가역적 성질에 기인하여 부가적이다. 자기장 강도에서의 변화에 따른 입력측에서 실제 반사된 파워의 측정은 단지 섬유 광학 장치에 의해 제공되는 아이솔레이션의 아이디어를 제공할 것이다. 이 실험은 CdSe 양자점 으로부터의 660nm 여기광을 반사시키는 반사 거울(111)을 사용하여 수행하고, 후방 반사 파워는 도 1에 나타난 바와 같이 3dB 커플러(104)(660 nm)를 사용하여 측정하였다. 도 4는 자기장을 0으로부터 0.16T로 변화시 측정된 패러데이 회전각에 따른 섬유의 정규화된 출력 파워(반사된 파워)의 변화를 보여준다. 정규화는 자기장이 없이 출력 파워로 만들어졌다. 정규화된 출력 파워는 패러데이 회전각의 증가와 함께 감소하는 것으로 발견되었고, 어떤 출력 파워도 90˚의 각에서 검출되지 않아, 우수한 아이솔레이션 물성을 나타낸다. 패러데이 회전각이 90˚를 넘었을 때, 출력 파워는 다시 증가되는데, 그 이유는 편광 상태가 원래 상태로 되돌아가기 시작하기 때문이다. 반사된 광학 파워는 말루스의 법칙으로 간단히 기술될 수 있다. Since the light is reflected directly backwards, the Faraday rotation is additive due to the irreversible nature of the Faraday effect. Measurement of the actual reflected power at the input side with changes in the magnetic field strength will only provide the idea of isolation provided by the fiber optic device. This experiment was performed using a reflective mirror 111 that reflected 660 nm excitation light from a CdSe quantum dot and the back reflection power was measured using a 3 dB coupler 104 (660 nm) as shown in FIG. Fig. 4 shows the variation of the normalized output power (reflected power) of the fiber with the Faraday rotation angle measured when the magnetic field changes from 0 to 0.16T. The normalization was made with output power without magnetic field. The normalized output power was found to decrease with increasing Faraday rotation angle and no output power was detected at an angle of 90 °, indicating good isolation properties. When the Faraday rotation angle exceeds 90 degrees, the output power increases again because the polarization state begins to return to its original state. The reflected optical power can be simply described by Malus' law.

[식 1][Formula 1]

I = I0cos2θI = I 0 cos 2 & thetas;

상기 식 1에서, I 및 I0는 각각 반사된 광학 신호(후방 비율) 입사광 공급원(전방 비율)의 파워이고, θ는 패러데이 회전각이다. 주목할 것은 광학 파워의 구부림, 커플링, 스플라이싱 및 반사 손실과 같은 감쇠 인자가 등식에서 무시되었다는 것이다. 도 4에 나타난 바와 같이, 얻어진 출력 데이터를 완하 곡선으로 짜 맞추고 작은 편차 에러로 잘 매치시켰다. 적용된 자기장에 관하여 CdSe 양자점 도핑된 광섬유(108)의 광학적 아이솔레이션이 도 5에 나타나 있다. 최대 분리는 0.1 T에서 약 14 dB이었고, 이는 자기장이 0으로부터 0.1 T까지 증가함에 따라 증가하였다. 자기장이 0.1 T 보다 클때, 아이솔레이션은 편광 상태가 본래의 입력 상태로 되돌아간다는 사실에 기인하여 감소하였다.In the above Equation 1, I and I 0 are the power of the reflected optical signal (rear ratio) incident light source (forward ratio), respectively, and? Is the Faraday rotation angle. Note that attenuation factors such as optical power bending, coupling, splicing, and return loss are neglected in the equation. As shown in Fig. 4, the obtained output data was combined with a loose curve and matched well with a small deviation error. The optical isolation of the CdSe quantum dot doped optical fiber 108 with respect to the applied magnetic field is shown in FIG. The maximum separation was about 14 dB at 0.1 T, which increased as the magnetic field increased from 0 to 0.1 T. When the magnetic field is greater than 0.1 T, the isolation has decreased due to the fact that the polarization state returns to its original input state.

도 4 와 도 5에서의 실험 결과들과 말루스의 법칙 사이의 불일치는 유효 길이를 증가시키기 위하여 패러데이 회전자(110)에 광섬유가 감김으로써 구부림에 의한 광섬유의 선형 복굴절률이 원인이다. 전광섬유 아이솔레이터의 정밀도 및 성능을 향상시키기 위하여, 선형 복굴절률은 섬유를 따라 최소화되어야 한다. 이는 높은 베르데 상수의 특수 광섬유를 사용하여 수행될 수 있어, 광섬유 상에 매우 높은 환형 복굴절률을 유도하기 위하여 광섬유를 꼬거나 구부림없이 고정된 길이에서 직선이기에 충분한 짧은 길이의 섬유를 사용할 수 있다. 적용된 자기장 변화시 CdSe 양자점 도핑된 광섬유를 사용하여 전광섬유 아이솔레이터의 실험 파라미터가 표 1에 요약되어 있다. 이 전광섬유 아이솔레이터는 광학 스위치, 광학 모듈레이터, 레이저 기로스코프에서 비-가역성 요소, 광학적 서큘레이터, 및 광학 센서와 같은 다양한 광섬유에서 적용을 할 수 있다. The discrepancy between the experimental results in Figures 4 and 5 and Malus's law is due to the linear birefringence of the optical fiber due to bending as the optical fiber is wound on the Faraday rotator 110 to increase the effective length. To improve the precision and performance of the entire fiber optic isolator, the linear birefringence must be minimized along the fiber. This can be accomplished using a high specific Verde constant fiber, so that fibers of short length sufficient to be straight at a fixed length without twisting or bending the optical fiber can be used to induce very high cyclic birefringence on the optical fiber. Table 1 summarizes the experimental parameters of all fiber optic isolators using CdSe Qdoped optical fiber for the applied field changes. This full fiber optic isolator can be applied to a variety of optical fibers, such as optical switches, optical modulators, non-reversible elements in the scope of the laser oscilloscope, optical circulators, and optical sensors.

자기장의 변화에 따른 CdSe 양자점 도핑된 광섬유를 사용한 전광섬유 아이솔레이터의 실험적 파라미터들을 다음의 표 1에 나타내었다.Experimental parameters of all fiber optic isolators using CdSe quantum dots doped fiber according to the change of magnetic field are shown in Table 1 below.


솔레노이드전류[A]

Solenoid current [A]

자기장[T]

Magnetic field [T]

패러데이회전각[θ]

Faraday rotation angle [θ]

출력[dBm/nW]

Output [dBm / nW]

정규화된출력

Normalized output

아이솔레이션[dB]

Isolation [dB]
00 00 00 -50.67/8.56-50.67 / 8.56 1.0001,000 00 1010 0.0370.037 27.827.8 -51.99/6.31-51.99 / 6.31 0.7370.737 1.321.32 2020 0.0720.072 53.853.8 -54.44/3.59-54.44 / 3.59 0.4200.420 3.773.77 3030 0.1070.107 81.881.8 -60.22/0.95-60.22 / 0.95 0.1110.111 9.559.55 3535 0.1240.124 95.095.0 -64.64/0.04-64.64 / 0.04 0.0340.034 13.9713.97 4040 0.1450.145 107.8107.8 -59.54/1.11-59.54 / 1.11 0.1300.130 8.878.87 4545 0.1600.160 120.0120.0 -57.02/1.98-57.02 / 1.98 0.2320.232 6.346.34

[실시예 2] [Example 2]

CdCD 00 .5.5 MnMn 00 .5.5 TeTe 양자점이The quantum dot 함유된 광섬유의 자기 광학 특성 Magneto-optical properties of optical fibers

Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점이 함유된 광섬유 모재는 수정된 화학 기상 증착법(MCVD)을 통해 제작하였다. 실리카유리 튜브 내부에 SiCl4과 GeCl4를 이용하여 1650 °C에서 다공성의 코어 층을 형성하여 부분 소결 과정을 거친 후, 5 ml 질산(Junsei Chem., 70%)에 0.475g(0.1M)의 Cd0 .5Mn0 .5Te 분말(International Crystal Lab.)을 섞은 용액을 다공성의 코어 층에 침투시켜 Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점이 함유된 광섬유 모재를 제작하였고, 이렇게 제작된 광섬유 모재를 2000°C이하에서 광섬유로 인출하였다. 광섬유를 솔레노이드(Walker LDJ, 3.0-28-1500DC) 중앙으로 통과시킨 후, 자기장의 변화에 따른 자기광학 특성을 660 nm 파장의 레이저 다이오드(LD) 광원과 편광계(THORLABs, PA-510)를 이용하여 측정하였다.Cd 0 .5 Mn 0 .5 the optical fiber preform is Te-containing quantum dots was fabricated by the modified chemical vapor deposition (MCVD). A porous core layer was formed at 1650 ° C using SiCl 4 and GeCl 4 in a silica glass tube. After partial sintering, 0.475 g (0.1 M) of nitric acid was added to 5 ml of nitric acid (Junsei Chem., 70% Mn 0 .5 0 .5 Cd Te powder (International Crystal Lab.) to infiltrate the mixed solution on a porous core layer Cd 0 .5 0 .5 Mn were fabricated is a Te-containing quantum dot optical fiber preform, thus making the optical fiber The base material was drawn to the optical fiber at 2000 ° C or less. After passing the optical fiber through the center of the solenoid (Walker LDJ, 3.0-28-1500DC), the magneto-optical characteristics of the magnetic field were measured using a laser diode (LD) light source with a wavelength of 660 nm and a polarimeter (THORLABs, PA-510) Respectively.

광섬유 코어 내에 함께 존재하는 것으로 확인된 Mn 이온의 영향을 확인하기 위해, Mn 이온 첨가 광섬유를 제조하여 비교하였다. 그리고 Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점이 함유된 광섬유의 패러데이 회전 특성평가를 위해, 코발트(Co) 이온 첨가 광섬유와 본 연구실에서 제작한 CdSe 양자점 첨가 광섬유 및 일반 단일모드광섬유 와 함께 비교하였다. 각 광섬유의 자기광학 특성을 솔레노이드 전류 값의 증가를 통한 광섬유에 평행한 자기장을 인가하여 편광계를 통해 측정해 본 결과, 도 6과 같이 모든 광섬유는 자기장이 증가할수록 패러데이 회전각이 직선적으로 증가하였고, Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점이 함유된 광섬유의 경우 같은 자기장하에서 Co 이온과 Mn 이온이 함유된 광섬유보다 절대 값이 약 1.5배와 6배 높은 패러데이 회전각을 나타내었고, CdSe 함유 광섬유 보다 약 1.5배 그리고 SMF 보다 약 2배 정도 회전각이 증가하였음을 알 수 있었다. Mn 이온이 첨가된 광섬유의 경우 음의 방향으로 증가함을 보여 Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점이 함유된 광섬유의 패러데이 회전 증가에 Mn 이온 보다 Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점이 영향을 크게 미쳤음을 알 수 있었고, 이는 Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점의 제만 효과(Zeeman effect)에 의한 것으로 인한 것이다. 측정한 패러데이 회전각을 이용하여 구한 Cd0.5Mn0.5Te 양자점, Co 이온 또는 Mn 이온이 함유된 광섬유와 SMF의 베르데 상수는 660 nm 파장에서 각각 5.12, 3.54, -1.04와 2.77 radT-1m- 1 이었다.In order to confirm the influence of Mn ions confirmed to exist together in the optical fiber core, Mn ion doped optical fibers were prepared and compared. 0 .5 0 .5 Mn and Cd were compared to evaluate the Faraday rotation properties of the Te-containing quantum dot optical fiber, with a cobalt (Co) ion-doped optical fiber with the addition of a CdSe quantum dot optical fiber manufactured in the lab and normal single mode fiber. As a result of measuring the magnetooptical characteristics of each optical fiber through a polarimeter by applying a magnetic field parallel to the optical fiber through an increase in the solenoid current value, as shown in FIG. 6, the Faraday rotation angle linearly increased as the magnetic field increased, 0 .5 0 .5 Cd Mn case of the Te-containing quantum dot optical fiber was under the same magnetic field when the absolute value exhibited about 1.5 times and 6 times higher than the Faraday rotation angle of the optical fiber containing the Co ions and Mn ions, than CdSe-containing fiber 1.5 times larger than SMF and about 2 times larger than SMF. Mn doped Cd 0 .5 Mn 0 .5 Te quantum dots were higher than Mn ions in the increase of Faraday rotation of the optical fiber containing Cd 0 .5 Mn 0 .5 Te quantum dots . , Which is due to the Zeeman effect of Cd 0 .5 Mn 0 .5 Te quantum dots. Obtained using the Faraday rotation angle measured Cd 0.5 Mn 0.5 Te quantum dots, Co ions or Verde constant of the optical fiber SMF and Mn ions are contained and are respectively 5.12, 3.54, -1.04 at 660 nm wavelength of 2.77 radT -1 m - 1 .

다음의 표 1에 Cd0 .5Mn0 .5Te 양자점, Co 이온 또는 Mn 이온이 함유된 광섬유의 자기 광학적 특성을 나타내었다.The following Table 1 shows the magneto-optical properties of the optical fiber containing the Cd 0 .5 Mn 0 .5 Te quantum dot, Co ion or Mn ion.


유효 길이(m)

Effective length (m)

자기장(T)

Magnetic field (T)

회전각(θ)

The rotation angle?

베르데 상수(rad-1m-1)

Verde constant (rad -1 m -1 )
Cd0 .5Mn0 .5Te 도핑된 섬유Mn 0 .5 0 .5 Cd Te-doped fiber 0.70.7 0.1420.142 29.1829.18 5.125.12 Co 도핑된 섬유Co-doped fiber 0.70.7 0.1420.142 20.1820.18 3.543.54 CdSe 도핑된 섬유CdSe doped fiber 0.70.7 0.1420.142 20.2820.28 3.563.56 Mn 도핑된 섬유Mn doped fiber 0.70.7 0.1420.142 -5.93-5.93 -1.04-1.04 SMFSMF 0.70.7 0.1420.142 15.8215.82 2.772.77

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 예시적인 실시예가 도시되어 설명되었지만, 다양한 변형과 다른 실시예가 본 분야의 숙련된 기술자들에 의해 행해질 수 있을 것이다. 이러한 변형과 다른 실시예들은 첨부된 청구범위에 모두 고려되고 포함되어, 본 발명의 진정한 취지 및 범위를 벗어나지 않는다 할 것이다.While the illustrative embodiments of the present invention have been shown and described, various modifications and alternative embodiments may be made by those skilled in the art. Such variations and other embodiments will be considered and included in the appended claims, all without departing from the true spirit and scope of the invention.

100: 전광섬유 아이솔레이트의 광학 물성 측정 장치
101: 레이저 다이오드
102: 광 스펙트럼 분석기
103: 단일모드 광섬유
104: 커플러
105: 접합점(splicing point)
106: 편광유지 광섬유(PM fiber)
107: 선형 편광자
108: 양자점이 도핑된 광섬유
109: 광섬유 지지대
110: 패러데이 회전자
111: 거울
200: 예시적인 전광섬유 아이솔레이터의 구조
201: 패러데이 회전자
202: 양자점이 도핑된 광섬유
203: 편광유지 광섬유(PM fiber)
204: 선형 편광자
205: 접합점(splicing point)
206: 단일모드 광섬유 또는 다중모드 광섬유
207: 커넥터
100: Optical property measuring device of all optical fiber isolate
101: Laser diode
102: Optical spectrum analyzer
103: Single mode optical fiber
104: coupler
105: splicing point
106: polarization maintaining optical fiber (PM fiber)
107: linear polarizer
108: Quantum dot doped optical fiber
109: Fiber optic support
110: Faraday rotator
111: Mirror
200: Exemplary Structure of a Whole Fiber Isolator
201: Faraday rotator
202: Quantum dot doped optical fiber
203: polarization maintaining optical fiber (PM fiber)
204: linear polarizer
205: splicing point
206: Single mode fiber or multimode fiber
207: Connector

Claims (6)

입사광을 전파시키는 광도파로의 역할을 하는 광섬유, 상기 입사광을 편광시키는 편광자, 상기 편광자에서 편광된 편광면을 45˚회전시키는 패러데이 회전자를 포함하는 광 아이솔레이터로서,
상기 광섬유의 코어층에 화합물 반도체인 Cd0.5Mn0.5Te 양자점을 함유하여, 가시광선 파장에서 광 아이솔레이터로 사용될 정도의 자기 광학 효과를 나타내는 전광섬유 아이솔레이터.
1. An optical isolator comprising an optical fiber serving as an optical waveguide for propagating incident light, a polarizer for polarizing the incident light, and a Faraday rotator for rotating the polarization plane polarized in the polarizer by 45 degrees,
Optical fiber isolator having a quantum dot of Cd 0.5 Mn 0.5 Te, which is a compound semiconductor, in the core layer of the optical fiber and exhibiting magnetooptical effect to the extent that it can be used as an optical isolator at a visible light wavelength.
제 1 항에 있어서, 상기 광섬유는 클래딩층 또는 내부 클래딩층을 포함하며, 상기 클래딩층 또는 상기 내부 클래딩층에 화합물 반도체, 희토류 원소, 상자성 물질, 반자성 물질, 광자기 글라스 및 광자기 단결정으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나 이상을 추가적으로 함유하여, 가시광선 파장에서 광 아이솔레이터로 사용될 정도의 자기 광학 효과를 나타내는 전광섬유 아이솔레이터.The optical fiber according to claim 1, wherein the optical fiber comprises a cladding layer or an inner cladding layer, and the cladding layer or the inner cladding layer is formed of a compound semiconductor, a rare earth element, a paramagnetic material, Optical effect exhibiting a magnetooptical effect to the extent that it can be used as an optical isolator at a visible light wavelength. 제 2 항에 있어서, 상기 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 함유되는 화합물 반도체는 PbSe, PbS, PbTe, CdMnTe, CdMnTe, ZnMnTe, MnGeAs2, MnGeP2, CdMnSe, CdSe, ZnSe, ZnXO (X=Co, Mn), As2S2, Bi12SiO, Y3Fe5O12, ZnO 또는 CdS 양자점이고, 상기 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 함유되는 희토류 원소는 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 또는 Lu 양자점이고, 상기 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 함유되는 상자성 물질은 Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Pt, Al 또는 Ti 양자점이고, 상기 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 함유되는 반자성 물질은 Bi, Sb, P, Au, Ag, Hg, Cu 또는 Pb 양자점이고, 상기 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 함유되는 광자기 글라스는 FR-5, FR-7, MOS-4, MOS-10, Tb-10, Tb-12 또는 Tb-15 글라스의 양자점 또는 미세분말이고, 및 상기 상기 클래딩층 또는 내부 클래딩층에 함유되는 광자기 단결정은 TGG(Terbium Gallium Garnet)결정 또는 YIG(Yttrium Iron Garnet)결정의 양자점 또는 미세분말인 것을 특징으로 하는 전광섬유 아이솔레이터.The method of claim 2, wherein the compound semiconductor contained in the cladding layer or the inner cladding layer is PbSe, PbS, PbTe, CdMnTe, CdMnTe, ZnMnTe, MnGeAs 2, MnGeP 2, CdMnSe, CdSe, ZnSe, ZnXO (X = Co, Mn ), As 2 S 2, Bi 12 SiO, Y 3 Fe 5 O 12, is ZnO or CdS quantum dots, the rare earth elements contained in the cladding layer or the inner cladding layer is La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu And the paramagnetic material contained in the cladding layer or the inner cladding layer is Fe, Ni, Co, Cr, Mn, Pt, Al, or Ti quantum dots, and Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, The magneto-optical glass contained in the cladding layer or the inner cladding layer is selected from the group consisting of Bi, Sb, P, Au, Ag, Hg, Cu or Pb quantum dots. -7, MOS-4, MOS-10, Tb-10, Tb-12 or Tb-15 glass, and the photomagnetic single crystal contained in the cladding layer or the inner cladding layer TGG (Terbium Gallium Garnet) crystal or a YIG (Yttrium Iron Garnet) or quantum dots around the optical fiber isolator, characterized in that a fine powder of the crystal. 제 2 항에 있어서, 상기 클래딩층 또는 내부 클래딩층은 화합물 반도체인 Cd0.5Mn0.5Te 양자점을 함유하는 것을 특징으로 하는 전광섬유 아이솔레이터.3. The pre-optical fiber isolator according to claim 2, wherein the cladding layer or the inner cladding layer contains compound semiconductor Cd 0.5 Mn 0.5 Te quantum dots. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가시광선 파장은 660nm인 것을 특징으로 하는 전광섬유 아이솔레이터.The pre-optical fiber isolator according to claim 1 or 2, wherein the visible light wavelength is 660 nm. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 가시광선 파장에서 광 아이솔레이터로 사용될 정도의 자기 광학 효과를 나타내는 패러데이 효과는 660nm 파장에서 베르데 상수가 3.5 내지 5.5 radT-1m-1인 것을 특징으로 하는 전광섬유 아이솔레이터.According to claim 1 or 2, wherein the magnetic Faraday effect showing the optical effect of the degree to be used as an optical isolator in the visible light wavelength is around, it characterized in that Verde constant is 3.5 to 5.5 radT -1 m -1 at 660nm wavelength Fiber optic isolator.
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