[發(fā)明專利]一種反射式的磁光開關(guān)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210249458.1
• 申請(qǐng)日: 2012-07-19
• 公開（公告）號(hào): CN102736275A
• 公開（公告）日: 2012-10-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 顧連軍;孫龍波;郭磊;趙強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海浦芮斯光電科技有限公司
• 主分類號(hào): G02F1/09
• 分類號(hào): G02F1/09
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司 31213
• 代理人: 周濤

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)元件，特別涉及到基于法拉第磁致旋光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)光路通斷控制的光開關(guān)。

背景技術(shù)

光開關(guān)組件是全光網(wǎng)絡(luò)的重要組件之一，在光纖網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中對(duì)光信號(hào)進(jìn)行直接、交叉或多方的切換傳輸，在光學(xué)通訊系統(tǒng)、傳感探測(cè)領(lǐng)域、儀器儀表領(lǐng)域、及國防工業(yè)等十分廣泛的應(yīng)用。

???實(shí)現(xiàn)光開關(guān)的方式有很多種，包括機(jī)械式光開關(guān)，微電子機(jī)械（MEMS）式光開關(guān)，電光式光開關(guān)，熱光式光開關(guān)，聲光式光開關(guān)及磁光光開關(guān)等，每種切換技術(shù)都有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。比如，機(jī)械式光開關(guān)能提供非常小的插入功耗和串?dāng)_特性。但是，機(jī)械光開關(guān)的體積大，且采用引擎驅(qū)動(dòng)部件實(shí)現(xiàn)光路切換，切換時(shí)間限制在毫秒范圍內(nèi)，開關(guān)重復(fù)性差，會(huì)有有限的使用壽命，同時(shí)存在可靠性的問題。而磁光開關(guān)是利用法拉第磁致旋光效應(yīng)來實(shí)現(xiàn)光路，由于沒有任何運(yùn)動(dòng)部件，因而有優(yōu)越的可靠性和開關(guān)響應(yīng)速度。

???2x2磁光開關(guān)技術(shù)一般利用雙光纖準(zhǔn)直器、雙折射晶體、波片和法拉第旋轉(zhuǎn)器等元件，通過處理和改變?nèi)肷涔獾钠駹顟B(tài)，來實(shí)現(xiàn)光開關(guān)的切換。但采用雙光纖準(zhǔn)直器，由于存在角度匹配的問題，或采用棱鏡，或采用渥拉斯頓棱鏡，與雙光纖準(zhǔn)直器耦合，都極大的影響生產(chǎn)效率。另一方面，目前存在的2x2磁光開關(guān)，大都采用透射式光路結(jié)構(gòu)，兩個(gè)端口，使用的元件數(shù)量多，不利用用于制作模塊和盤盒，且器件體積大。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種新的結(jié)構(gòu)形式的光開關(guān)。本發(fā)明的光開關(guān)提出一種元件設(shè)置巧妙、結(jié)構(gòu)緊湊的光路結(jié)構(gòu)，可以使得光開關(guān)所使用的元件數(shù)量較少、尺寸較小。

???為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

.一種反射式的磁光開關(guān)，其特征在于，該光開關(guān)在結(jié)構(gòu)上包括有沿光束入射方向依次設(shè)置的單纖準(zhǔn)直器組件、第一雙折射晶體、法拉第旋轉(zhuǎn)器、第二雙折射晶體和反射棱鏡，在所述的第一雙折射晶體和法拉第旋轉(zhuǎn)器之間設(shè)有第一半波片，在所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器和第二雙折射晶體之前設(shè)有第二半波片，在所述的第二雙折射晶體與所述反射棱鏡之間設(shè)有第三半波片，所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器周圍設(shè)有提供磁場(chǎng)的可控元件：

所述的單纖準(zhǔn)直器組件包括有相對(duì)獨(dú)立設(shè)置的四個(gè)單纖準(zhǔn)直器，其中有兩個(gè)為輸入單纖準(zhǔn)直器，兩個(gè)為輸出單纖準(zhǔn)直器；

????所述的第一雙折射晶體接收來自輸入單纖準(zhǔn)直器的激光光束，將一個(gè)激光光束分離成為兩個(gè)正交的偏振光束；

????所述的第一半波片接收來自第一雙折射晶體的正交偏振光束，將兩個(gè)正交的偏振光束轉(zhuǎn)化為具有相同的偏振態(tài)的偏振光束；

????所述的法拉第旋轉(zhuǎn)器接收來自第一半波片的具有相同偏振態(tài)的光束，所述的可控元件在法拉第旋轉(zhuǎn)器周圍施加磁場(chǎng)以改變光束的偏振態(tài)；

????所述的第二半波片接收來自法拉第旋轉(zhuǎn)器岀射的光束使其轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的正交偏振態(tài)；

????所述的第二雙折射晶體接收來自第二半波片具有正交偏振態(tài)的光束，若入射光的偏振態(tài)與光軸垂直則直射，若入射光的偏振態(tài)與光軸平行則折射；

????所述的第三半波片接收來自第二雙折射晶體的偏振光束，若法拉第旋轉(zhuǎn)器正向開則通過的光束90度改變偏振態(tài)，若法拉第旋轉(zhuǎn)器反向開則通過的光束偏振態(tài)不發(fā)生改變；

????所述的反射棱鏡接收并反射來自第三半波片的光束，反射的光束依次經(jīng)過第三半波片、第二雙折射晶體、第二半波片、法拉第旋轉(zhuǎn)器、第一半波片和第一雙折射晶體，根據(jù)法拉第旋轉(zhuǎn)器中磁場(chǎng)方向不同而選擇性地入射至不同的輸出單纖準(zhǔn)直器。

在本發(fā)明反射式的磁光開關(guān)中，所述的可控元件通過兩個(gè)方向的不同數(shù)值的磁場(chǎng)改變光束的偏振態(tài)以使兩個(gè)輸出單纖準(zhǔn)直器和兩個(gè)輸入單纖準(zhǔn)直器切換。

在本發(fā)明反射式的磁光開關(guān)中，兩個(gè)輸出單纖準(zhǔn)直器分別為第一輸出單纖準(zhǔn)直器和第二輸出單纖準(zhǔn)直器，兩個(gè)輸入單纖準(zhǔn)直器分別為第一輸入單纖準(zhǔn)直器和第二輸入單纖準(zhǔn)直器，光開關(guān)的第一個(gè)狀態(tài)是第一輸入單纖準(zhǔn)直器輸出的光束進(jìn)入至第一輸出單纖準(zhǔn)直器，第二輸入單纖準(zhǔn)直器輸出的光束進(jìn)入至第二輸出單纖準(zhǔn)直器；光開關(guān)的第二個(gè)狀態(tài)是第一輸入單纖準(zhǔn)直器輸出的光束進(jìn)入至第二輸出單纖準(zhǔn)直器，第二輸入單纖準(zhǔn)直器輸出的光束進(jìn)入至第一輸出單纖準(zhǔn)直器。