NL8402233A

NL8402233A - Optische isolator.

Info

Publication number: NL8402233A
Application number: NL8402233A
Authority: NL
Original assignee: Nippon Telegraph & Telephone
Priority date: 1983-07-15
Filing date: 1984-07-13
Publication date: 1985-02-01
Also published as: GB2143337A; NL192407C; GB8417899D0; DE3426138A1; NL192407B; FR2549246B1; FR2549246A1; GB2143337B; DE3426138C2

Description

* * ,4 <1 VO 6425

Titel: Optische isolator

De uitvinding heeft in het algemeen betrekking op een optische isolator. Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een optische isolator, welke is voorzien vaneen element dat op zichzelf een magneto-optisch effect vertoont, derhalve de functie van een polarisetor 5 heeft teneinde de noodzaak tot een uitwendige polarisator te elimineren.

Zoals bekend, is een optische isolator een element met twee aansluitingen, dat de onomkeerbare eigenschap heeft, dat licit in slechts één richting wordt overgedragen, terwijl de lichtoverdracht in de tegengestelde richting wordt belet. Een dergelijke optische isolator vormt 10 een zender van een optisch communicatiestelsel om interferentie door licht, dat door de ontvanger van het stelsel wordt gereflecteerd, te beletten.

In een optische oscillator wordt meer in het bijzonder, wanneer voor de lichtbron een halfgeleider laser wordt gebruikt, de oscillatie 15 beïnvloed wanneer de laserbundel extern naar het oscillatiegebied wordt teruggekaatst, hetgeen leidt tot een vervorming van de oscillatie-golfvorm van de halfgeleider laser en een gemis aan stabiliteit van de golflengte en het uitgangsniveau, terwijl tevens het ruisniveau wordt verhoogd. Om dit probleem op te lossen wordt voorzien in een optisch 20 communicatiestelsel, waarbij tussen de halfgeleider laser en een optische vezel een optische isolator aanwezig is.

Bij een typerende conventionele isolator wordt gebruik cpmaakt van een Faraday-rotator, welke, zoals weergegeven in de figuren IA en 1B, is voorzien van een eerste polarisator 1, een Faraday-rotator 2, en een 25 tweede polarisator 3, die langs de optische as X zijn opgesteld.

Wanneer een laserbundel Dl uit de halfgeleider laser 4 naar een optische vezel 5 wordt gericht, zoals aangegeven in figuur IA (waarbij de richting van deze laserbundel hierna zal worden betiteld als de "voorwaartse richting", wordt de laserbundel LI gepolariseerd tot line-30 air gepolariseerd licht 12 wanneer de bundel de eerste polarisator 1 passeert. Het lineair gepolariseerde licht 12 wordt dan door de Faraday-rotator 2 onder invloed van een uitwendig magnetisch veld H geroteerd 8402233 -2- ? $ t tot het lineair gepolariseerde licht L3, waarvan het polarisatievlak over bijv. 45® in rechtse zin, als beschouwd in de voorwaardse richting, is geroteerd. Het lineair gepolariseerde licht L3 wordt dan naar de optische vezel 5 gericht· via de tweede polarisator 3, waarvan het vlak 5 . zodanig is gelegen, dat dit een hoek van 45° insluit met de optische as, zodat Het licht L3 zonder enige polarisatie wordt doorgelaten.

Gereflecteerd licht L4, bijv. licht, dat vanuit het eindvlak van de optische vezel 5 wordt gereflecteerd en naar de halfgeleider laser 4 wordt teruggevoerd, kan evenwel de tweede polarisator 3 direct 10 passeren,doch wordt bij het passeren van de Faraday-rotator 2 over 45° in linkse zin geroteerd. Derhalve heeft lineair gepolariseerd licht L5, dat uit de Paraday-rotator 2 afkomstig is, een polarisatievlak, dat over 90° is geroteerd t.o.v. het vlak van het voorwaartse lineair gepolariseerde licht L2. Derhalve belet de eerste polarisator 1, dat dit 15 lineair gepolariseerde licht L5 de halfgeleider laser 4 bereikt. Dit stelsel werkt derhalve op een doeltreffende wijze als een optische isolator.

Bi.j deze optische isolator is het evenwel nodig ter weerszijden van de Paraday-rotator polarisatoren op te stellen, zodat de afmetingen 20 van de gehele isolator relatief groot zijn.

De optische isolator, welke wordt toegepast in een optisch commu-nicatiestelsel, waarbij gebruik wordt gemaakt van een halfgeleider laser, moet een zeer goede werking vertonen. De polarisatoren, die in een dergelijke optische isolator worden toegepast, bestaan elk gewoonlijk uit 25 een prisma, dat uit natuurlijk calciet kristal bestaat, 'een materiaal, dat duur is. Derhalve zijn de kosten van een optische isolator, waarbij gebruik wordt gemaakt van twee onderdelen van het dure calciet kristal, veel groter dan die van de halfgeleider laser. Hierdoor wordt de toepassing van optische transmissiestelsels op verschillende industriële 30 terreinen belemmerd.

Onder de boven beschreven oratandigheden beoogt de uitvinding te voorzien in een optische isolator-, waarin elementen, bestaande uit een magneto-optisch materiaal zelf een optische isolatie-eigenschap bezitten, zodat de noodzaak tot een uitwendige polarisator wordt geëli-35 mineerd, waardoor men een reductie niet slechts in afmetingen en gewicht van de optische isolator, doch ook wat de kosten daarvan betreft ver- - wyji, 8402233 «r \ % -3-

Een ander doel van de uitvinding is het verschaffen van een optische isolator, waarin een goed isolatie-effekt wordt verkregen door een combinatie van elementen van een magneto-optisch materiaal en een isotroop transparant onderdeel, dat een brekingsindex heeft, die in S hoofdzaak gelijk is aan die van het magneto-optische materiaal.

Hiertoe stelt de uitvinding een doeltreffend gebruik van de vlak-werking van een magneto-optisch materiaal voor om een element van dit materiaal als een polarisator te laten werken. De optische isolator volgens de uitvinding is nl. voorzien van een element van een. magneto-10 optisch materiaal, waarvan de beide uiteinden zijn afgesneden onder een hoek, welke complementair is aan de Brewster.—hoek, teneinde schuine eindvlakken te verschaffen die een polarisatie-effekt vertonen.

Naast de aanwezigheid van het magneto-optische element, dat een polarisatiefunctie heeft , stelt de uitvinding ook de opstelling van 15 een isotroop transparant element tussen twee magneto-optische dementen met schuine eindvlakken voor, welke voorzien in polarisatie-effekten, waarbij het transparante element een brekingsindex heeft, die gelijk is aan die van de magneto-optische elementen. In dit geval echter zijn de Brewster-hoeken aan de twee eindvlakken van elk element van het magneto-20 optische materiaal niet aan elkaar gelijk, ofschoon de beide eindvlakken zijn gesneden onder hoeken, welke complementair zijn met de locale Brewster-hoek, omdat elk element aan één uiteinde in aanraking is met lucht en aan het andere uiteinde daarvan in aanraking is met het iso-trope transparante oiiderdeel.

25 De uitvinding voorziet in een optische isolator, welke is voor zien van tenminste één magneto-optisch element met schuine eindvlakken, * welke zijn gesneden onder hoeken, die complementair zijn aan de Brewster-hoek, welke schuine eindvlakken zodanig t.o.v. elkaar zijn opgesteld, dat hun oriëntaties aan elkaar zijn aangepast bij een rotatie over 459 30 of 225° in de richting van de Faraday-rotatie om de optische as, en waarbij het magneto-optische element een lichtbaan met een zodanige lengte heeft, dat een uitwendig magnetisch veld een rotatie over 45° van het polarisatievlak kan verschaffen.

Bij een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding zijn twee 35 magneto-optische elementen in serie met daartussen een isotroop transparant element opgesteld, welk.transparante element een brekingsindex 8402233 * -* -4- heeft, die in hoofdzaak gelijk. is aan die van de magneto-optische elementen .

De uitvinding zal onderstaand nader worden toegeiicht onder verwijzing naar de. tekening'» Daarbij tonen: fig. IA en 1B illustraties van. de stand der techniek, waarin 5 schematisch de ophouw van een conventionele optische isolator is aangegeven ; fig. 2A en 2B afbeeldingen van een uitvoeringsvorm van een optische isolator volgens de uitvinding; fig. 3 een afbeelding van een modificatie van de optische, iso-10 lator volgens fig. 2A en 2B; fig. 4 een afbeelding van een andere uitvoeringsvorm van een optische isolator volgens de uitvinding; en fig. 5 een afbeelding van een modificatie van de uitvoeringsvorm van de optische isolator volgens fig. 4.

15 De figuren 2A en 2B tonen schematisch een uitvoeringsvorm volgens de uitvinding, waarbij fig. 2A het geval, toont, waarbij licht in de voorwaartse richting (vanuit de halfgeleider laser naar de optische vezel) wordt voortgeplant, terwijl fig. 2B het. geval toont, waarbij het licht in achterwaartse richting wordt voortgeplant. Zoals in deze 20 figuren is aangegeven, is een optisch isolatie-element 10 volgens de uitvinding vervaardigd uit een materiaal, dat een magneto-optisch effekt vertoont, zoals een yttrium-ijzer-granaat mono kristal. Een axiaal eind-vlak van dit element is gesneden onder een hoek,· welke complementair is· aan de Brewster-hoek φ, welke afhankelijk, is van de brekingsindex van 25 het materiaal, dvw.z. , dat het element is gesneden onder 90® minus de hoek Φ, teneinde een eerste schuinoppervlak A te verschaffen. Het andere axiale eindvlak is eveneens gesneden onder een hoek, welke complementair is aan de Brewster-hoéc4 voor het verschaffen van een tweede schuinoppervlak B. Het eerste schuine oppervlak A en het tweede schuine 30 oppervlak B zijn zodanig gerelateerd, dat hun oppervlakte oriëntaties aan elkaar zouden zijn aangepast, indien zij. over 45® t.o.v. elkaar in. de richting van de Faraday-rotatie werden geroteerd om de optische as.

Het element heeft een zodanige lengte van de lichtbaan LP, dat een uitwendig magnetisch veld H kan voorzien in een rotatie over 45® van het 35 polarisatievlak van het binnenkomende licht om de optische as. De beide schuine eindoppervlakken A en B moeten goed gepolijst zijn, doch behoeven 8402233 c * -5- niet te worden voorzien van anti-reflecterende bekledingen, in afwijking tot een conventionele optische isolator.

De werking van deze optische isolator is als volgt. Bij de in de figuren 2A en 2B afgebeelde uitvoeringsvorm is het optische isolatie-5 element 10 zodanig opgesteld, dat het eerste schuine oppervlak A daarvan naar de halfgeleider laser 4 is gekeerd. Zoals aangegeven in fig. 2A, treft licht L 10, dat uit de halfgeleider laser 4 wordt geëmitteerd, het eerste schuine oppervlak A van het optische isolatie element 10 onder de Brewster-hoek φ. In dit geval wordt de component van de 10 laserbundel, die in het invalsvlak is gepolariseerd (het vlak waarin de voortplantingsrichting van de invallende bundel en de lijn loodrecht op het schuine oppervlak A zijn gelegen) gebroken onder een hoek, welke complementair is aan de Brewster-hoek, terwijl het grootste gedeelte van de component, welke loodrecht op het invalsvlak is gepolariseerd, 15 wordt teruggekaatst. Derhalve werkt het eindoppervlak A, dat is gesneden onder een hoek, welke complementair is aan de Brewster-hoek φ als een polarisator, zodat slechts de component van licht/-gepolariseerd in het invalsvlak, in staat is het optische isolatie-element 10 te bereiken. Het polarisatievlak van het licht, dat door het eerste schuine 20 oppervlak A wordt gebroken en naar het optische isolatie-element 10 wordt gevoerd, wordt b.v. in rechtse zin om de optische as X door het uitwendige magnetische veld H geroteerd. Aangezien de afstand tussen het trefpunt aan het eerste schuine oppervlak A en het tweede schuine oppervlak B zodanig vooraf bepaald is, dat hierdoor een rotatie over 25 45 0 van het invalslicht wordt mogelijk gemaakt, wordt het licht, dat het uitgangspunt op het tweede schuine oppervlak B bereikt, lineair gepolariseerd licht met een polarisatievlak, dat over 45° in rechtse zin om de bewegingsrichting daarvan is geroteerd. Zoals boven is beschreven, is het tweede schuine oppervlak B gesneden onder een hoek, welke comple-30 mentair is aan de. Brewster-hoek en is de oriëntatie daarvan over 45° in de richting van de Faraday-rotatie geroteerd om de optische as ten opzichte van de oriëntatie van het eerste schuine oppervlak A. Derhalve wordt licht, dat het uitgangspunt aan het tweede schuine oppervlak B bereikt, direct naar de optische vezel 5 doorgelaten.

35 De optische vezel 5 bestaat gewoonlijk uit een quartz-glas met een bijzonder fi^ne structuur, zodat het lastig is op de eindvlakken daarvan een anti-reflecterende bekleding aan te brengen. Derhalve wordt bij 8402233 4 * -6- benadering 4% van het licht, dat daarop in valt door een eindvlak van een optische vezel gereflecteerd. Het licht L12, dat door het eindvlak van. de optische vezel 5 wordt gereflecteerd, beweegt zich achterwaarts naar de halfgeleider laser 4, als aangegeven in fig. 2B. Dit gereflëc-5 teerde licht treft het tweede schuine oppervlak B -an het optische iso-latie-element 10 en wordt door dit oppervlak in het optische isolatie-element 10 gebroken. Het licht wordt binnen het optische isolatie-element 10 zodanig gepolariseerd, dat het polarisatievlak daarvan over. 450 in linkse zin om de optische as door het uitwendige magnetische 10 veld H wordt geroteerd. Het lineair gepolariseerde licht, dat het eerste schuine oppervlak A bereikt, waarvan het polarisatie vlak over 45° is geroteerd, is t*o.v. de invallende laserbundel volgens fig. 2A over 90° geroteerd. Dit licht wordt derhalve door het eerste schuine oppervlak A. gereflecteerd tot een gereflecteerde lichtbundel L13. Derhalve wordt . 15 bijna volledig belet, dat het licht, dat door het eindvlak van de optische vezel 5 wordt gereflecteerd en zich in achterwaartse richting voortplant, naar de halfgeleider laser 4 terugkeert, aangezien het licht door het eerste schuine oppervlak. A van het optische isolatie-element 10 wordt gereflecteerd.. Het is derhalve mogelijk een optisch isolatie-20 element te verkrijgen dat uit een magneto-optisch materiaal bestaat en deze bepaalde constructie bezit*

In de figuren 2A en 2B geven de kleine zwarte punten en kleine pijlen de polarisatierichtingen schematisch aan. Meer in het bijzonder stellen de kleine zwarte punten een polarisatie in een richting lood-25 recht op het invalsvlak voor. De kleine pijlen, loodrecht op de optische as, tonen de polarisatie in het invalsvlak, terwijl de kleine pijlen, welke t.o.v. de optische as hellen, de polarisatie onder een hoek t.o.v. het invalsvlak aangeven.

De Faraday-rotatiehoek ((°/cm) in een magneto-optisch materiaal 30 is een functie van de golflengte van het licht* Volgens de uitvinding is het, aangezien de eindvlakken van het optische isolatie-element schuin zijn,mogelijk een rotatie over 45Q van het polarisatievlak te verkrijgen, zelfs wanneer de golflengte van het licht verandert, door het invalspunt van de optische as te wijzigen. Dit betekent, dat een 35 optisch isolatie-element met 'een bepaalde vorm, bestemd voor een bepaalde golflengte van het licht, als een optische isolator voor licht met verschillende golflengten kan worden gebruikt. Derhalve is het 8402233 -7- η m,· ν volgens de uitvinding mogelijk te voorzien in een optische isolator met brede band, die een gereduceerd aantal componenten omvat.

Bij de beschreven uitvoeringsvorm maakt de oriëntatie van het tweede schuine oppervlak van het optische element een hoek van 45° ten 5 opzichtecvan die van het eerste schuine oppervlak in de richting van de Faraday-rotatie om de optische as. Dit is evenwel geen beperking, aangezien de relatieve oriëntatie 225 e in de richting van de Faraday-rotatie kan zijn, als aangegeven in fig. 3. De werking van een dergelijke gewijzigde uitvoeringsvorm van de optische isolator komt in 10 hoofdzaak overeen met die van de uitvoeringsvorm volgens de figuren 2A en. 2B. In fig. 3 zijn derhalve dezelfde verwijzingen gebruikt voor het aangeven van dezelfde componenten of onderdelen als die in de figuren 2A en 2B, en wordt een gedetailleerde toelichting op deze componenten of onderdelen weggelaten.

15 De op dit moment verkrijgbare halfgeleider lasers kunnen lineair gepolariseerd licht met een zeer hoge mate van polarisatie emitteren, en het is bekend, dat eventueel terugkerend gepolariseerd licht, loodrecht op het geëmitteerde lineair gepolariseerde licht, een dergelijke halfgeleider laser niet sterk beïnvloedt. De polarisator aan de invals-20 zijde van de optische isolator behoeft derhalve geen zeer grote doof-verhouding te vertonen. Hieruit blijkt, dat een stelsel, waarin een laserbundel invalt op en gepolariseerd wordt door een schuin oppervlak van een magneto-optisch materiaal goede resultaten kan verschaffen zonder dat de werking op een schadelijke wijze wordt beïnvloed.

25 Fig. 4 toont een andere uitvoeringsvorm volgens de uitvinding.

Deze uitvoeringsvorm omvat twee elementen 20A en 20B, elk overeenkomende met het magneto-optische element 10 van de in de figuren 2A en 23 afge-beelde uitvoeringsvorm, met daartussen een isotroop transparant onderdeel 24. Bij deze uitvoeringsvorm volgens fig. 4 bezitten de einden van 30 een eerste magneto-optisch. element 20A schuine vlakken A en B. Een van de schuine eindvlakken A is gewoonlijk in aanraking met lucht, terwijl het andere schuine eindvlak B in aanraking is met het transparante onderdeel 24, of meer strikt gesproken met een transparant hechtmiddel. Bij deze uitvoeringsvorm verschilt de hoek, complementair aan de Brewster-35 hoek, bij het eindvlak A derhalve van die bij het eindvlak B.

Een tweede magneto-optisch element 20b kan een configuratie 8402233 -8- hebben, welke identiek is aan die van het eerste element 20a. De schuine eindvlakken van het tweede magneto-optische element 20b zijn respectievelijk aangeduid met C en D. Het eerste magneto-optische element 20a en het tweede magneto-optische element 20b zijn zodanig 5 in serie verbonden, dat hun schuine vlakken B en C evenwijdig zijn aan elkaar en naar elkaar zijn gekeerd, waarbij hun optische assen in hoofdzaak zijn gecentreerd. Twee schuine eindvlakken van het isotrope transparante onderdeel 24 zijn evenwijdig aan elkaar en zijn gesneden onder een hoek, welke complementair is aan de Brewster-hoek, teneinde 10 nauwsluitend tegen de afgeschuinde vlakken B en C van de overeenkomstige magneto-optische elementen te passen. De richting van het magnetische veld, dat het eerste magneto-optische element 20 A beïnvloed is tegengesteld aan die van het magnetische veld, waarmede het tweede magneto-optische element 20b wordt beïnvloed. Dit kan op een eenvoudige wijze 15 worden verkregen door een stelsel van magneten op een geschikte wijze te kiezen. Zo kunnen bijv. goede magnetische velden Ha en Hb aan de beide magneto-optische elementen worden medegedeeld door een S pool in de buurt van het transparante onderdeel 24 op te stellen met N polen ter weerszijden van de S popi. Het is niet nodig te zeggen, dat het 20 mogelijk is deze magnetische velden te verkrijgen door (niet afgebeelde) solenoiden om elk van de magneto-optische elementen 20a , 20b op te stellen en aan deze spoelen electrische stromen met verschillende richtingen toe te voeren.

Deze drie onderdelen worden door een transparant hechtmiddel met 25 elkaar verbonden. De beide axiale einden aan de geïntegreerde optische isolator 20 moeten goed worden gepolijst, doch behoeven niet te worden hekleed met een anti-reflecterende bekleding, in afwijking van de conventionele optische isolator.·

Wanneer voor het magneto-optische materiaal gebruik wordt gemaakt van 30 YIG (uttrium-ijzer-granaat mono kristal) is de brekingsindex daarvan ongeveer 2,2. In een dergelijk geval kan derhalve titaanoxyde met een brekingsindex van 2,25, strontiumtitanaat met een brekingsindex van 2,21 of een mengsel van Ti-Cl en Ti-Br met een brekingsindex van 2,19 voor het isotroop transparante materiaal worden gebruikt.

35 De werking van de magneto-isolator 20 zal nu worden beschreven.

Bij het in fig. 4 afgebeelde stelsel is het schuine eindvlak A van het 8402233 -9- eerste magneto-optische element 20a van de optische isolator 20 zodanig opgesteld, dat dit naar de halfgeleider laser 4 is gekeerd. Zoals aangegeven in fig. 4, treft de laserbundel L10, die uit de halfgeleider laser 4 wordt geëmitteerd, het schuine vlak A van het eerste magneto-5 optische element 20a van de optische isolator 20 onder de Brewster-hoek φ. Op dezelfde wijze als bij de uitvoeringsvorm volgens fig. 2A en 2B, kan slechts de component van licht, dat in het invalsvlak is gepolariseerd, zich in de optische isolator 20 bewegen. Het polarisatievlak van het licht, dat door het schuine oppervlak A wordt gebroken en in de 10 optische isolator 20 wordt geïntroduceerd wordt daarna bijv. in rechtse zin om de optische as X door het uitwendige magnetische veld Ha geroteerd. Het licht, dat het uitgangspunt aan het schuine oppervlak B bereikt, is lineair gepolariseerd licht waarvan het polarisatievlak over 45° om de voortplantingsrichting van het licht is geroteerd-.· Het schuine 15 vlak B maakt een hoek; welke complementair is met de Brewster-hoek, met de optische as X en de oriëntatie van het vlak is over 45° geroteerd t.o.v. die van het schuine vlak A in de richting van de Faraday-rotatie. Bovendien kan, aangezien het isotrope transparante onderdeel 24, dat in aanraking is met het schuine vlak B van het eerste magneto-optische 20 element 20a, een brekingsindex heeft, die in hoofdzaak gelijk is aan die van het element 20a, het licht, dat het uitgangspunt aan het tweede schuine vlak B bereikt, zich direct in het transparante onderdeel 24 bewegen.

Het licht beweegt zich dan rechts door het transparante onderdeel 25 24 en treedt het tweede magneto-optische element 20b binnen. Wanneer het

licht het tweede magneto-optische element 20b binnentreedt, worden eventuele ongewenste polarisatiecomponenten door het polarisatie-effekt geëlimineerd. Terwijl het licht zich door het tweede magneto-optische element 20b voortbeweegt, wordt het polarisatievlak daarvan in linkse 30 zin: om de optische as X geroteerd door het uitwendige magnetische veld Hb, dat tegengesteld gericht is aan het magnetische veld Ha, waaraan het eerste magneto-optische element is onderworpen. Aangezien de afstand tussen het invalspunt op het schuine vlak C en het invalspunt op het schuine vlak D van het tweede magneto-optische element zodanig is, dat 35 een rotatie over 45° van het polarisatievlak van het invallende licht optreedt, is het licht, dat het-uitgangspunt aan het schuine vlak D

8402233

V

-10- bereikt, lineair gepolariseerd licht met een polarisatievlak, dat over 45° in linkse zin om de bewegingsrichting van het licht is geroteerd.

Het schuine vlak D heeft een hoek, welke complementair is aan de Brewster-hoek t.o.v. de optische as X en de oriëntatie van het vlak 5 is over 45° geroteerd t.o.v. die van het schuine vlak C in de richting van de Faraday-rotatie. Het licht, dat het uitgangspunt aan het schuine vlak D bereikt, passeert dit vlak en bereikt de optische vezel 5 direct.

Zoals reeds is vermeld, wordt ongeveer 4% van het invallende licht door het eindvlak van de optische vezel teruggekaatst. Het terug-10 gekaatste licht beweegt zich in achterwaartse richting naar de halfgeleider laser 4 en treft het schuine vlak D van het tweede magneto-optische- element 20b van de optische isolator. Het:.licht wordt dan door het schuine· vlak D gebroken en treedt de optische isolator 20 binnen. Terwijl de gereflecteerde lichtbundel het tweede magneto-optische element 15 20b passeert wordt het door het uitwendige magnetische veld Hb zodanig beïnvloed,, dat het polarisatievlak van het licht over 45° in rechtse zin omrde optische as X is geroteerd tegen de tijd, dat het licht het schuine oppervlak C van het tweede magneto-optische element 20b bereikt. Het gereflecteerde licht, dat het schuine vlak C bereikt, is lineair 20 gepolariseerd licht met een polarisatievlak, dat een hoek van 90° maakt met dat van het voorwaartse licht, en wordt derhalve door het schuine vlak C gereflecteerd.

Derhalve wordt het licht, dat door het eindvlak van de optische vezel 5 wordt gereflecteerd en naar de optische isolator 20 wordt terug-25 gevoerd, opnieuw door het schuine vlak C van het tweede magneto-optische element 20b gereflecteerd en derhalve kan dit licht de halfgeleider laser 4 niet bereiken. Ofschoon een klein gedeelte van het achterwaartse licht niet door het schuine vlak C wordt gereflecteerd en zich in het eerste magneto-optische element 20a via het transparante onderdeel 24 30 beweegt, wordt dit licht opnieuw gepolariseerd en teruggekaatst door het schuine vlak A van het eerste magneto-optische element. Het is derhalve mogelijk een optische isolator te verkrijgen onder gebruik van 2 magneto-optische elementen met een bepaalde constructie in combinatie met een transparant element.

35 Bij de in fig. 4 afgebeelde uitvoeringsvorm zijn de oriëntaties van de schuin© vlakken B en C over 45° om de optische as in de richting 8402233 -- -x -11- ♦ van de Faraday-rotatie geroteerd, t.o.v. de oriëntaties van de overeenkomstige schuine vlakken A en C. Deze opstelling is evenwel niet daartoe beperkt en de rotatie van de oriëntaties kan 225° in de richting van de Faraday-rotatie zijn, zoals aangegeven in fig. 5. De variant volgens 5 fig. 5 komt in hoofdzaak overeen met de optische isolator volgens fig.

4» In fig. 5 zijn derhalve dezelfde verwijzingen gebruikt voor het aanduiden van dezelfde componenten of onderdelen als die in fig. 4 en een gedetailleerde omschrijving van deze componenten of onderdelen zal niet worden gegeven.

10 Zoals boven is beschreven, maakt de optische isolator volgens de uitvinding het nodig gebruik te maken van dure uitwendige polarisa-toren en derhalve kan de optische isolator volgens de uitvinding met geringe kosten worden vervaardigd. Voorts is de constructie vereenvoudigd, waardoor een reductie in de afmetingen en het gewicht daarvan 15 mogelijk zijn. Verder wordt opgemerkt, dat de schuine eindvlakken van de magneto-optische elementen niet behoeven te worden voorzien van een anti-reflecterende bekleding.

8402233

Claims

1. Optische isolator gekenmerkt door tenminste een magneto-optisch element, dat schuine eindvlakken bezit, welke schuine eindvlakken zijn gesneden onder een hoek, welke complementair is aan de hoek van Brewster, waarbij de schuine eindvlakken zodanig t.o.v. elkaar zijn opgesteld, dat 5 de oriëntaties daarvan aan elkaar zijn aangepast bij een rotatie over 45® of 225° in de richting van de Faraday-rotatie om de optische as, en het magneto-optische element een lichtbaan met een zodanige lengte heeft, dat een uitwendig magnetisch veld een rotatie over 45° van een polarisatievlak kan verschaffen.

2. Optische isolator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat twee magneto-optischëeelementen in series zijn verbonden met daartussen een isotroop transparant élement, welke isotroop transparant element een brekingsindex, heeft, die in hoofdzaak gelijk is aan die van de magneto-optische elementen.

3. Optische isolator volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat het transparante element door een transparant hechtmiddel met de magneto-optische elementen is verbonden.

4. Optische isolator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het magneto-optische element is vervaardigd uit yttrium-ijzer-granaat mono 20 kristal.

5. Optische isolator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een eerste magneto-optisch element van de genoemde twee magneto-optische elementen zodanig is opgesteld, dat dit naar een halfgeleider laser is gekeerd, waardoor een laserbundel uit deze halfgeleider laser het 25 schuine eindvlak van het eerste magneto-optische element treft. 9402233