Волоконний магнітооптичний перемикач

Волоконний магнітооптичний перемикач, що містить швидкодіюче джерело магнітного поля, два магнітооптичних фарадеєвських обертачі, виконаних у вигляді магнітооптичних кристалічних 3 Підвищений рівень оптичних втрат обумовлений великим числом волоконно-оптичних елементів, які характеризуються власним рівнем оптичних втрат, що вносяться, а саме, від вхідного полюса до кожного з вихідних полюсів перемикача світ проходить через три розгалужувача і три стики оптичних волокон. В основу корисної моделі поставлене завдання вдосконалити магнітооптичний перемикач шляхом використання в якості другого розгалужувача поляризаційно-селективний розгалужувач 2 2, другий вхідний полюс якого з'єднаний з вихідним полюсом другого магнітооптичного обертача, що забезпечує спрощення конструкції і зниження рівня оптичних втрат, що вносяться. Поставлена задача вирішується тим, що магнітооптичний перемикач, що включає швидкодіюче джерело магнітного поля, два магнітооптичних обертачі площини поляризації світу, виконаних у вигляді кристалічних магнітооптичних волокон і розміщених у магнітному полі, поляризаційноселективний розгалужувач 1 2, перший і другий вихідні полюси якого з'єднані із вхідними полюсами, відповідно, першого і другого магнітооптичного обертача, вхідний полюс другого розгалужувача з'єднаний з вихідним полюсом першого магнітооптичного обертача, відповідно до корисної моделі, другий розгалужувач має конфігурацію 2 2, причому другий вхідний полюс другого розгалужувача з'єднаний з вихідним полюсом другого магнітооптичного обертача, що забезпечує більш просту конструкцію магнітооптичного перемикача і знижує рівень оптичних втрат, що вносяться. Волоконно-оптичний магнітооптичний перемикач містить (Фіг.1), 1 і 2 - перший і другий магнітооптичний обертач, відповідно, виконані у вигляді кристалічних магнітооптичних волокон; 3 - джерело магнітного поля; 4 - перший поляризаційноселективний розгалужувач конфігурації 1 2; 5 другий розгалужувач конфігурації 2 2; 6 - вхідний полюс розгалужувача 4; 7 і 8 - перший і другий вихідні полюси розгалужувача 4, відповідно; 9 і 10 - перший і другий вхідні полюси розгалужувача 5, відповідно, 11 і 12 - перший і другий вихідні полюси розгалужувача 5, відповідно; 13 - вузол стикування оптичних волокон. При цьому вихідні оптичні полюси 7 і 8 розгалужувача 4 з'єднані із вхідними оптичними полюсами магнітооптичних обертачів 1 і 2, відповідно, а вхідні оптичні полюси 9 і 10 розгалужувача 5 з'єднані з вихідними оптичними полюсами магнітооптичних обертачів 1 і 2, відповідно. Оптичні волокна розгалужувачів 4 і 5 (полюса 7, 8, 9 і 10) з'єднані із кристалічними волокнами магнітооптичних обертачів 1 і 2 стандартним способом роз'ємного або нероз'ємного з'єднання у вузлах стикування 13. Магнітооптичний перемикач працює таким чином. На (Фіг.2) показано проходження світу з довільним станом поляризації через магнітооптичний перемикач при виключеному магнітному полі. Проходження світу через магнітооптичний перемикач, що надходить у його вхідний полюс, яким являється вхідний полюс 6 розгалужувача 4 можна розглядати у вигляді сумарного поширення двох опти 49666 4 чних лінійно поляризованих світлових пучків р і s, площини поляризації яких взаємно перпендикулярні. Волоконно-оптичний розгалужувач 4 розподіляє світлові пучки р і s так, що світловий пучок р направляється у вихідний полюс 7, а пучок s - у вихідний полюс 8. Далі світлові пучки р і s з вихідних полюсів 7 і 8 розгалужувача 4 надходять, відповідно, на вхідні полюси магнітооптичних обертачів 1 і 2. При виключеному магнітному полі стан поляризації світлових пучків на вихідних полюсах магнітооптичних обертачів 1 і 2 не змінюється і у вхідний полюс 9 розгалужувача 5 вводиться світловий пучок р, а у вхідний полюс 10 - світловий пучок s. При проходженні розгалужувача 5 світлові пучки р і s направляються в його вихідний полюс 11, на виході якого є присутнім сумарний світловий пучок p+s, утворений із двох світлових пучків р і s, площини поляризації яких взаємно перпендикулярні, і який ідентичний світу, що вводиться в магнітооптичний перемикач. На (Фіг.3) показано проходження світу з довільним станом поляризації через оптичні ланцюги магнітооптичного перемикача при включеному магнітному полі. Світ надходить на вхідний полюс магнітооптичного перемикача, яким являється вхідний полюс 6 розгалужувача 4. Волоконнооптичний розгалужувач 4 розподіляє світлові пучки р і s так, що світловий пучок р направляється у вихідний полюс 7, а світловий пучок s - у вихідний полюс 8. Далі світлові пучки р і s із вихідних полюсів, 7 і 8 розгалужувача 4 надходять, відповідно, на вхідні полюси магнітооптичних обертачів 1 і 2. При включеному магнітному полі площина поляризації оптичних сигналів на вихідних полюсах магнітооптичних обертачів 1 і 2 повертаються на 90 градусів. За рахунок цього відбувається перетворення вхідного світлового пучка р, що входить у магнітооптичний обертач 1, у світловий пучок s на його виході, а також світлового пучка s на виході магнітооптичного обертача 2 - у світловий пучок р. При проходженні розгалужувача 5 світлові пучки s і р, що надходять на входи 9 і 10 розгалужувача 5 направляються в його вихідний полюс 12, на виході якого є присутнім сумарний світловий пучок s+p, утворений із двох світлових пучків s і р, площини поляризації яких взаємно перпендикулярні, котрий ідентичний світу, що вводиться в магнітооптичний перемикач. Таким чином, при включенні магнітного поля відбувається перемикання оптичних сигналів між вихідними оптичними полюсами магнітооптичного перемикача. Приклад. Для побудови магнітооптичного перемикача, що заявляється, можуть бути використані наступні елементи. Як поляризаційно-селективні розгалужувачі можуть бути використані поляризаційні розгалужувачі конфігурації 1 2 і 2 2, наприклад, polarization beam combiner/splitter виробництва Opto-Link Corporation Ltd. У якості магнітооптичних обертачів можна використовувати магнітооптичні кристалічні волокна YIG ["High-speed all-fiber magneto-optic switch and its integration" Zihua Weng, 5 Zhimin Chena, Yuanqing Huanga Yun Zhua, Qinping Wub, Dezhi Wua, Guoguang Yangc / Proc. of SPIE Vol. 6021 60212 U-1]. У цьому випадку можна реалізувати повністю волоконно-оптичну конструкцію магнітооптичного перемикача. Якщо матеріал магнітооптичного обертача має значну коерцитивність, то для управління поворотом площини поляризації світу використовують магнітне поле різної полярності. При цьому кут повороту площини поляризації вихідного світу по відношенню до площини поляризації вхідного світу становить ±45 градусів, так, щоб сумарний поворот площини поляризації при зміні полярності магнітного поля становив 90 градусів. При цьому торці поляризаційних оптичних волокон, з'єднаних із вхідним і вихідним полюсами магнітооптичного обертача, повинні бути повернені відносно один до одного так, щоб швидкі осі цих оптичних волокон були схрещені на кут мінус 45 або плюс 45 градусів, в залежності від того, який з даних кутів повороту площини поляризації світу на виході магнітооптичного обертача обраний як початкове положення стану перемикання. Для зменшення внесених оптичних втрат при з'єднанні оптичних волокон із магнітооптичними обертачами, наприклад, якщо діаметр світловедучої серцевини волоконного магнітооптичного обертача більше серцевини оптичного волокна, можна використовувати оптичні системи, що колімують світло. Як коліматори можна використовувати мікролінзи або спеціальні волоконнооптичні коліматори, наприклад, Fiber Optic Collimators виробництва Opto-Link Corporation Ltd., а також волоконний конвертер діаметра поля моди [Патент РФ 97103937]. Таким чином магнітооптичний перемикач до 49666 6 зволяє здійснювати перемикання оптичного сигналу, введеного у вхідний оптичний полюс, між його вихідними оптичними полюсами при меншому числі використовуваних розгалужувачів, що спрощує його конструкцію. В оптичному ланцюзі, по якому поширюється світ від вхідного до вихідного Optic Collimators виробництва Opto-Link Corporation Ltd., а також волоконний конвертер діаметра поля моди [Патент РФ 97103937]. Таким чином магнітооптичний перемикач, що заявляється, дозволяє здійснювати перемикання оптичного сигналу, введеного у вхідний оптичний полюс, між його вихідними оптичними полюсами при меншому числі використовуваних розгалужувачів, що спрощує його конструкцію. Крім того, при будь-якому стані комутації магнітооптичного перемикача, оптичні сигнали, введені в його вхідні оптичні полюси, направляються в різні вихідні оптичні полюси, а при зміні стану комутації відбувається перенапрямок кожного з оптичних сигналів у сусідній вихідний оптичний полюс. При цьому магнітооптичний перемикач, що заявляється, виконує функцію комутатора 2 2, що підвищує його функціональність. В оптичному ланцюзі, по якому поширюється світ від вхідного до вихідного полюса в магнітооптичному перемикачі, що заявляється, міститься на один розгалужувач і на один стик оптичних волокон менше ніж у прототипі, за рахунок чого знижується рівень оптичних втрат, що вносяться. Перевагою запропонованого магнітооптичного перемикача є більша проста конструкція й більш висока функціональність, а також більш низький рівень внесених оптичних втрат. 7 Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 49666 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601