Волоконний магнітооптичний перемикач

Волоконний магнітооптичний перемикач, що включає швидкодіюче джерело магнітного поля, два магнітооптичні фарадеєвські обертачі, виконані у вигляді магнітооптичних кристалічних воло 3 тів, які характеризуються власним рівнем оптичних втрат, що вносяться, а саме, від вхідного полюса до кожного з вихідних полюсів перемикача світло проходить через три розгалужувачі й три стики оптичних волокон. В основу корисної моделі поставлене завдання удосконалити магнітооптичний перемикач шляхом використання поляризаційно-селективних розгалужувачів 2 2, що забезпечує спрощення конструкції й підвищення функціональності за рахунок функції комутації двох вхідних оптичних сигналів, а також знизити рівень оптичних втрат, що вносяться. Поставлене завдання вирішується тим, що волоконний магнітооптичний перемикач, що включає швидкодіюче джерело магнітного поля, два магнітооптичних фарадеєвських обертача, що виконані у вигляді магнітооптичних кристалічних волокон, які розміщені в магнітному полі, перший і другий вихідні полюси першого розгалужувача з'єднані із вхідними полюсами першого й другого магнітооптичного обертача, а вихідний полюс першого магнітооптичного обертача з'єднаний з першим вхідним полюсом другого розгалужувача, відповідно до корисної моделі, оптичні розгалужувачі виконані конфігурації 2 2, причому другий вхідний полюс другого розгалужувача 2 2 з'єднано з вихідним оптичним полюсом другого магнітооптичного обертача, що забезпечує більш просту конструкцію магнітооптичного перемикача, і підвищує його функціональність, а також знижує рівень внесених оптичних втрат. Волоконний магнітооптичний перемикач містить (Фіг.1) 1 і 2 - перший і другий магнітооптичний обертач, відповідно, що виконані у вигляді кристалічних магнітооптичних волокон; 3 - джерело магнітного поля; 4 і 5 - перший і другий поляризаційно-селективні розгалужувачі 2 2, відповідно; 6 і 7 перший і другий вхідні полюси розгалужувача 4, відповідно; 8 і 9 - перший і другий вихідні полюси розгалужувача 4, відповідно; 10 і 11 - перший і другий вхідні полюси розгалужувача 5, відповідно, 12 і 13 - перший і другий вихідні полюси розгалужувача 5, відповідно; 14 - вузол стикування оптичних волокон. При цьому вихідні оптичні полюси 8 і 9 розгалужувача 4 з'єднані із вхідними оптичними полюсами магнітооптичних обертачів 1 і 2, відповідно, а вхідні оптичні полюси 10 і 11 розгалужувача 5 з'єднані з вихідними оптичними полюсами магнітооптичних обертачів 1 і 2, відповідно. Оптичні волокна розгалужувачів 4 і 5 (полюса 8, 9, 10 і 11) з'єднані із кристалічними волокнами магнітооптичних обертачів 1 і 2 стандартним способом роз'ємного або нероз'ємного з'єднання у вузлах стикування 14. Волоконний магніто-оптичний перемикач працює таким чином. На (Фіг.2) показано проходження світла з довільним станом поляризації через магнітооптичний перемикач при виключеному магнітному полі. На Фіг.2 а) показане проходження світла через магніто-оптичний перемикач, що надходить у його перший вхідний полюс, яким являється вхідний полюс 5 розгалужувача 4. При цьому поширення світла 49667 4 можна розглядати у вигляді сумарного поширення двох оптичних лінійно поляризованих світлових пучків p і s, площини поляризації яких взаємно перпендикулярні. Волоконно-оптичний розгалужувач 4 розподіляє світлові пучки p і s так, що світловий пучок p направляється у вихідний полюс 8, а пучок s - у вихідний полюс 9. Далі світлові пучки p і s з вихідних полюсів 8 і 9 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 10 розгалужувача 5 вводиться світловий пучок р, а у вхідний полюс 11 - світловий пучок s. При проходженні розгалужувача 5 світлові пучки p і s направляються в його вихідний полюс 12, на виході якого є присутній сумарний світловий пучок p+s, утворений із двох світлових пучків p і s, площини поляризації яких взаємно перпендикулярні, і який ідентичний світлу, що вводиться в магнітооптичний перемикач. На Фіг.2 б) показане проходження через магніто-оптичний перемикач світла, що надходить на його другий вхідний оптичний полюс, яким являється вхідний полюс 6 розгалужувача 4. Проходження світла по оптичним ланцюгам магнітооптичного перемикача буде аналогічно проходженню світла, введеного в полюс 5, але при цьому світло буде направлятися в другий вихідний полюс магнітооптичного перемикача, яким є оптичний полюс 13 розгалужувача 5. На Фіг.3 показано проходження світла з довільним станом поляризації через оптичні ланцюги магніто-оптичного перемикача при включеному магнітному полі. На Фіг.3 а) показане проходження через магніто-оптичний перемикач світла, що надходить на його перший вхідний полюс, яким являється вхідний полюс 5 розгалужувача 4. Волоконно-оптичний розгалужувач 4 розподіляє світлові пучки p і s так, що світловий пучок p направляється у вихідний полюс 8, а світловий пучок s - у вихідний полюс 9. Далі світлові пучки p і s з вихідних полюсів, 8 і 9 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 повертається 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 10 і 11 розгалужувача 5 направляються в його вихідний полюс 13, 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 світлу, що вводиться в магнітооптичний перемикач. На (Фіг.3 б) показано проходження через магніто-оптичний перемикач світла, що надходить на його другий вхідний оптичний полюс, яким явля 5 ється вхідний полюс 6 розгалужувача 4, при включеному магнітному полі. Проходження світла по оптичним ланцюгам магніто-оптичного перемикача аналогічно, проходженню світла, введеного в полюс 5 при включеному магнітному полі, але при цьому світло буде направлятися в перший вихідний полюс магнітооптичного перемикача, яким є оптичний полюс 12 розгалужувача 5. Таким чином, при вмиканні магнітного поля відбувається перемикання оптичних сигналів між вихідними оптичними полюсами магніто-оптичного перемикача. Приклад. Для побудови магнітооптичного перемикача, що заявляється, можуть бути використані наступні елементи. Як поляризаційно-селективні розгалужувачі можуть бути використані поляризаційні розгалужувачі конфігурації 2 2, наприклад, polarization beam combiner/splitter 2 2 виробництва Opto-Link Corporation Ltd. У якості магнітооптичних обертачів можливо використовувати магнітооптичні кристалічні волокна YIG («High-speed all-fiber magneto-optic switch and its integration» Zihua Weng, 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 світла використовують магнітне поле різної полярності. При цьому кут 49667 6 повороту площини поляризації вихідного світла по відношенню до площини поляризації вхідного світла складає ±45 градусів, так, щоб сумарний поворот площини поляризації при зміні полярності магнітного поля складав 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, у залежності від того, який з даних кутів повороту площини поляризації світла на виході магнітооптичного обертача обраний як початкове положення стану перемикання. Для зменшення вносимих 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 коллімірують світло. Як колліматори можна використовувати мікролінзи або спеціальні волоконнооптичні колліматори, наприклад, Fiber 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 магнітооптичного перемикача являється більш проста конструкція і більш низький рівень оптичних втрат, що вносяться. 7 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 49667 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