磁光学光学部件制造技术

本发明专利技术的目的是提供一种小型、低耗电而且高速的可变光衰减器、光调制器、光开关等磁光学光学部件。通过永磁铁（３０）施加与法拉第转子（２０）的光入出射面垂直的与光束前进方向同向的磁场，光透过区域被完全包含在例如磁畴Ａ区域内，以衰减方式射出光束。给电磁铁（３２）通电，在光透过区域，磁畴Ａ的区域和磁畴Ｂ的区域基本各半地存在的时候，法拉第旋转角θｆ为０°。通过进一步加大流过电磁铁（３２）的电流，光透过区域被完全包含在磁畴Ｂ的区域内。当光透过区域处于磁畴Ｂ区域内的时候，法拉第旋转角为－θｆｓ。随着法拉第旋转角从０°进一步变为－θｆｓ，由第２偏光镜１２吸收的光量增加，实现了优良的衰减。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于光通信系统的可变光衰减器和光调制器，或者光开关等磁光学光学部件。
技术介绍
作为可变光衰减器，已知道通过改变由施加的磁场强度产生的法拉第旋转角来控制光衰减量的所谓的磁光学型可变光衰减器。磁光学型可变光衰减器由于没有机械的可动部件而提高了可靠性，另外具有容易小型化的优点。磁光学型可变光衰减器具有磁光学晶体和在磁光学晶体上施加磁场的电磁铁。通过改变流过电磁铁的电流量，控制在磁光学晶体上施加的磁场强度，能够改变磁化磁光学晶体的强度，控制法拉第旋转角。控制在磁光学晶体施加的磁场的方法在例如专利文献1中已经公开。参照图13说明该磁场控制方法。图13(A)示出了可变光衰减器，该可变光衰减器包括法拉第转子(磁光学晶体)113与偏光镜112。另外，该可变光衰减器具有在相对法拉第转子113成相互垂直的方向施加磁场的永磁铁114和电磁铁115，和向电磁铁115提供驱动电流的交流电源116。由永磁铁114施加在法拉第转子113上的磁场方向与法拉第转子113的光束117的透过方向平行，由电磁铁115施加在法拉第转子113上的磁场方向与由永磁铁114在法拉第转子113上的磁场施加方向及光束117的透过方向垂直。在图13(B)中，箭头102、105是表示法拉第转子113内的磁化方向和其大小的向量，箭头101、104、103是表示从外部施加的施加磁场的方向和大小的向量。图中Z向是法拉第转子113中光的传播方向，X向与Z向垂直。法拉第转子113通过由外部永磁铁114产生的垂直磁场101而成为饱和磁化102的状态。接着，如果施加由电磁铁115产生的水平磁场103，外部磁场变成了合成磁场104，法拉第转子113成为了磁化105的状态。该磁化105的大小与饱和磁化102的大小相同，因此法拉第转子113为饱和磁化状态。这样，由永磁铁114对法拉第转子113预先施加垂直磁场，在使法拉第转子113成为饱和的状态，还通过配置在法拉第转子113的面内方向的电磁铁115施加水平磁场。然后，将由2个磁场的合成磁场104而产生的法拉第转子113的磁化方向旋转从磁化102到磁化105的角度θ，控制Z方向的磁化分量106的大小。依据该磁化分量106的大小改变法拉第旋转角。使用这种方法的情况具有如下特性，法拉第转子113因经常使用饱和磁化区域而不产生磁滞，能够以良好的再现性改变法拉第旋转角。JP特许第2815509号说明书JP特开平7-104225号公报美国专利第5477376号说明书美国专利第6198567号说明书但是，在专利文献1所公开的施加磁场的方法中，为了在施加由永磁铁114产生的垂直方向的磁场的情况下同样地使磁化作用旋转，必需加强由电磁铁115施加的面内方向的磁场，必需增大电磁铁115或者流过大电流，具有难于小型化、低耗电的困难的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种小型、低耗电而且高速的可变光衰减器、光调制器、光开关等的磁光学光学部件。上述目的是通过下述磁光学光学部件实现的，其特征在于其具有至少一个磁光学晶体；磁场施加机构，其对所述磁光学晶体施加与光入出射面垂直的方向的磁场分量；至少一个电磁铁，其可改变对所述磁光学晶体施加的所述磁场分量为0的位置。所述的本专利技术的磁光学光学部件的特征在于所述磁场施加机构具有至少一个永磁铁。另外的特征在于所述磁场分量的大小沿着所述光入出射面内的规定方向单调地变化。所述本专利技术的磁光学光学部件的特征在于所述磁光学晶体包括由沿与所述光入出射面垂直的方向的磁化作用构成的磁畴A，和由沿与磁畴A的磁化方向相反方向的磁化作用而构成的磁畴B。所述本专利技术的磁光学光学部件的特征在于改变由所述电磁铁产生的磁场，在所述磁光学晶体的光透过区域，形成仅存在所述磁畴A的状态和含有所述磁畴A和所述磁畴B二者的状态，从而连续地改变光透过量。所述本专利技术的磁光学光学部件的特征在于还形成仅存在所述磁畴B的状态。另外的特征在于所述磁畴A和所述磁畴B的边界是大致直线状。所述本专利技术的磁光学光学部件的特征在于所述磁光学晶体的饱和法拉第旋转角是大约45°，具有在所述磁光学晶体的一侧配置的偏光镜，和在所述磁光学晶体的相反侧配置的检偏镜。另外，所述本专利技术的磁光学光学部件的特征在于所述磁光学晶体的饱和法拉第旋转角是大约90°，具有在所述磁光学晶体的一侧配置的偏光镜，和在所述磁光学晶体的相反侧配置的检偏镜。所述本专利技术的磁光学光学部件特征在于所述磁光学晶体的饱和法拉第旋转角是大约45°，具有在所述磁光学晶体的一侧配置的偏光镜，和在所述磁光学晶体的相反侧配置的反射膜。所述本专利技术的磁光学光学部件的特征在于其是通过改变对所述电磁铁施加的电流，可变地控制衰减量的可变光衰减器。所述本专利技术的磁光学光学部件的特征在于其是通过调制对所述电磁铁施加的电流，调制光透过量的光调制器。另外的特征在于所述本专利技术的磁光学光学部件是光开关。按照本专利技术，由于不是同样地旋转磁化作用，而是改变在光透过区域的磁畴构造，故能够实现下述可变光衰减器等的磁光学光学部件，其可使用小型的电磁铁，而且，流过电磁铁的电流可以是低电流。附图说明图1是说明作为本专利技术的一实施例的磁光学光学部件的可变光衰减器的操作原理的图(其1)；图2是说明作为本专利技术的一实施例的磁光学光学部件的可变光衰减器的操作原理的图(其2)；图3是说明作为本专利技术的一实施例的磁光学光学部件的可变光衰减器的操作原理的图(其3)； 图4是表示在本专利技术的一实施例的法拉第转子20上产生的磁畴A、B之间的磁畴壁I的状态的图；图5是表示在小磁场梯度时产生的磁畴A、B之间的磁畴壁I的状态的图；图6是表示在图1(A)到图3(A)所示的磁光学光学部件中，省略了右侧的永磁铁M2而仅使用左侧的永磁铁M1的构成的图；图7是表示作为本专利技术的一实施例的磁光学光学部件的可变光衰减器的大致构成的图；图8是表示作为本专利技术的一实施例的其它的磁光学光学部件的可变光衰减器的大致构成的图；图9是表示在图8所示的x-y-z直角坐标系中，看见从+y方向到-y方向的法拉第转子20和第一和第二偏光镜10、12的状态的图；图10是表示在图8所示的x-y-z直角坐标系中，看见从+z方向到-z方向的光路的状态的图；图11是表示图8中所示的可变光衰减器3和没有配置偏光镜的现有可变光衰减器的波长依赖性的测定结果的图；图12是表示作为本专利技术的一实施例的其它的磁光学光学部件的可变光衰减器的大致构成的图；图13是说明作为已有的磁光学光学部件的可变光衰减器的大致构成和操作原理的图。具体实施例方式下面参照图1到图12说明本专利技术一实施例的磁光学光学部件。首先，参照图1到图3说明本实施例的磁光学光学部件的操作原理。图1到图3表示了改变法拉第转子(磁光学晶体)的各个条件来施加磁场的状态。图1(A)、图2(A)和图3(A)表示看见与法拉第转子20的光入出射面垂直的方向的状态。法拉第转子20的大约中心的圆所围起的区域是光透过区域C。例如从纸面前向纸面后进入的直线偏振光，射入法拉第转子20的光透过区域C，旋转偏振方位规定的角度后，向纸面后方向射出。在法拉第转子20的两侧配置作为磁场施加机构的永磁铁M1、M2。两个永磁铁M1、M2配置为，例如具有基本相同的磁力，相互的磁极相反(着磁方向刚好相对)。例如，永磁铁本文档来自技高网...

【技术保护点】
磁光学光学部件，其特征在于具有至少一个磁光学晶体；磁场施加机构，对所述磁光学晶体施加与光入出射面垂直的方向的磁场分量；至少一个电磁铁，其可改变对所述磁光学晶体施加的所述磁场分量为０的位置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：岩信治，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]