[发明专利]一种反射式的磁光开关

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件，特别涉及到基于法拉第磁致旋光效应来实现光路通断控制的光开关。

背景技术

光开关组件是全光网络的重要组件之一，在光纤网络系统中对光信号进行直接、交叉或多方的切换传输，在光学通讯系统、传感探测领域、仪器仪表领域、及国防工业等十分广泛的应用。

   实现光开关的方式有很多种，包括机械式光开关，微电子机械（MEMS）式光开关，电光式光开关，热光式光开关，声光式光开关及磁光光开关等，每种切换技术都有优点和缺点。比如，机械式光开关能提供非常小的插入功耗和串扰特性。但是，机械光开关的体积大，且采用引擎驱动部件实现光路切换，切换时间限制在毫秒范围内，开关重复性差，会有有限的使用寿命，同时存在可靠性的问题。而磁光开关是利用法拉第磁致旋光效应来实现光路，由于没有任何运动部件，因而有优越的可靠性和开关响应速度。

   2x2磁光开关技术一般利用双光纤准直器、双折射晶体、波片和法拉第旋转器等元件，通过处理和改变入射光的偏振状态，来实现光开关的切换。但采用双光纤准直器，由于存在角度匹配的问题，或采用棱镜，或采用渥拉斯顿棱镜，与双光纤准直器耦合，都极大的影响生产效率。另一方面，目前存在的2x2磁光开关，大都采用透射式光路结构，两个端口，使用的元件数量多，不利用用于制作模块和盘盒，且器件体积大。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新的结构形式的光开关。本发明的光开关提出一种元件设置巧妙、结构紧凑的光路结构，可以使得光开关所使用的元件数量较少、尺寸较小。

   为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：

.一种反射式的磁光开关，其特征在于，该光开关在结构上包括有沿光束入射方向依次设置的单纤准直器组件、第一双折射晶体、法拉第旋转器、第二双折射晶体和反射棱镜，在所述的第一双折射晶体和法拉第旋转器之间设有第一半波片，在所述的法拉第旋转器和第二双折射晶体之前设有第二半波片，在所述的第二双折射晶体与所述反射棱镜之间设有第三半波片，所述的法拉第旋转器周围设有提供磁场的可控元件：

所述的单纤准直器组件包括有相对独立设置的四个单纤准直器，其中有两个为输入单纤准直器，两个为输出单纤准直器；

    所述的第一双折射晶体接收来自输入单纤准直器的激光光束，将一个激光光束分离成为两个正交的偏振光束；

    所述的第一半波片接收来自第一双折射晶体的正交偏振光束，将两个正交的偏振光束转化为具有相同的偏振态的偏振光束；

    所述的法拉第旋转器接收来自第一半波片的具有相同偏振态的光束，所述的可控元件在法拉第旋转器周围施加磁场以改变光束的偏振态；

    所述的第二半波片接收来自法拉第旋转器岀射的光束使其转化为对应的正交偏振态；

    所述的第二双折射晶体接收来自第二半波片具有正交偏振态的光束，若入射光的偏振态与光轴垂直则直射，若入射光的偏振态与光轴平行则折射；

    所述的第三半波片接收来自第二双折射晶体的偏振光束，若法拉第旋转器正向开则通过的光束90度改变偏振态，若法拉第旋转器反向开则通过的光束偏振态不发生改变；

    所述的反射棱镜接收并反射来自第三半波片的光束，反射的光束依次经过第三半波片、第二双折射晶体、第二半波片、法拉第旋转器、第一半波片和第一双折射晶体，根据法拉第旋转器中磁场方向不同而选择性地入射至不同的输出单纤准直器。

在本发明反射式的磁光开关中，所述的可控元件通过两个方向的不同数值的磁场改变光束的偏振态以使两个输出单纤准直器和两个输入单纤准直器切换。

在本发明反射式的磁光开关中，两个输出单纤准直器分别为第一输出单纤准直器和第二输出单纤准直器，两个输入单纤准直器分别为第一输入单纤准直器和第二输入单纤准直器，光开关的第一个状态是第一输入单纤准直器输出的光束进入至第一输出单纤准直器，第二输入单纤准直器输出的光束进入至第二输出单纤准直器；光开关的第二个状态是第一输入单纤准直器输出的光束进入至第二输出单纤准直器，第二输入单纤准直器输出的光束进入至第一输出单纤准直器。