磁光开关

磁光开关
1、基本原理
磁光开关是利用法拉第磁光效应的光开关。

所谓磁光效应是指线偏振光在磁性介质中传播时，受外磁场作用，其偏振面发生旋转的一种物理现象。

实验证明，当在磁性材料上施加平行于光传播方向的外磁场时，若磁感应强度为B，光的传播的长度为L，则偏振光振动面的旋转角度为
式中V称为菲尔德常数，是表明物质磁光特性的物理量，它与光的波长有关。

磁光物质旋光的方向与光的传播方向无关，只由外加磁场方向决定：当迎着磁场方向观察，偏振光总是按反时针方向旋转。

磁光开关的优点是：没有移动部分，低功率消耗，稳定可靠，开关速度比较快（几十微秒），工艺较简单。

缺点是不便集成化。

2、几种典型的磁光开关
(1)
其基本结构如图所示。

构成此光开关的部件有：一块石英的偏振旋转器，即1/4波片，其作用是使光的偏振方向固定旋转+450；用Gd:YIG厚膜构成的法拉第偏振旋转器，通以方向不同的电流时，可使偏振光旋转450，二者合成法拉第效应盒。

还有两块YVO4（钒酸钇）双折射晶体，一块偏振分束镜、一块全反射棱镜，以及一根输入光纤1和两根输出光纤2和光纤3.
当在法拉第旋转器上施加右旋的磁场时，法拉第旋转器和石英旋转器对光波偏振面的旋转分别为-450和+450，光波通过由这两个元件组成的法拉第盒后，总偏振旋转角为零。

所以由第一块YVO4晶体分解出的偏振方向相互垂直的两束光：o光和e光不改变其偏振方向，在第二块YVO4晶体中沿原传播方向合成一束，从光纤2输出。

当在法拉第旋转器上施加左旋的磁场时，法拉第旋转器和石英旋转器对光波偏振面的旋转皆为+450，两光束通过法拉第盒后，偏振角皆旋转900，因此O光转化为e光，e光转化为o光，使得两偏振光束通过第二块YVO4晶体后被分开，再经过三角棱镜和偏振分束镜，合成一束从光纤3输出。

（2）高速微型1×2磁光开关其基本结构如图所示。