[1]Полезная модель относится к области волоконной оптики, а именно к волоконно-оптическим устройствам, предназначенным для модуляции и переключения направления света, исходящего от независимого источника, основанных на магнитооптических приборах, обладающих эффектом Фарадея.
[2]В качестве прототипа выбрана конструкция магнитооптического (МО) вращателя плоскости поляризации (патент UA 70833).
[3]Конструкция вращателя поляризации включает плоскую подложку, на которой расположена МО монокристаллическая пленка, входной и выходной торцы которой параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости пленки, при этом на поверхности пленки расположен источник магнитного поля, выполненный в виде плоского проводника переменной ширины, направление электрического тока в котором перпендикулярно направлению распространения света.
[4]Недостатком МО вращателя поляризации света является низкая надежность работы устройства.
[5]В основу полезной модели поставлена задача усовершенствовать МО вращатель плоскости поляризации света, путем использования двух массивов оптических волокон, расположенных, по разные стороны у торцов МО пленки, и выполнения плоского проводника заданной формы, что обеспечивает повышение надежности работы устройства.
[6]Поставленная задача решается тем, что магнитооптический вращатель плоскости поляризации света, включающий плоскую подложку, на которой расположена МО монокристаллическая пленка, входной и выходной торцы которой параллельны друг другу и перпендикулярны плоскости пленки, источник магнитного поля, выполненный в виде плоского проводника переменной ширины, расположенного на поверхности пленки, направление электрического тока в котором перпендикулярно направлению распространения света, согласно полезной модели, дополнительно содержит два массива оптических волокон, расположенных по разные стороны у торцов МО пленки, оптические волокна в массивах для N длин волн от h до XN (N=\, 2, 3...) с интервалом (IN- fa)/(N-\) между соседними длинами волн расположены параллельно в один ряд, при этом осевые линии волокон для одноименных длин волн совпадают как друг с другом, так и с центральными осями соответствующих световых пучков, а расстояние между осями волокон в массиве AZ не менее диаметра оптического волокна, а также суммы ширины оптического пучка на выходном торце МО пленки и диаметра сердцевины оптического волокна, плоский проводник длиной рабочего участка AZ-(vV-l) выполнен в виде клина, расширяющегося в направлении уменьшения постоянной Верде V(X), с углом SN -Si
[9], а ширина ^/ плоского проводника на участках прохождения осей пучков
[10]света с длиной волны Л составляет
[12]где 3[Я1)= ^-Л _ отклонение значения длины волны Л от среднего значения Л, а с> (<9,) = 6> - (9 _ отклонение i-го значения коэффициента удельного фарадеевского вращения ^/ от
[13]среднего значения 0. За счет выполнения плоского проводника в виде клина с расчетным значением угла а при вершине и расположения клина расширяющейся гранью в сторону уменьшения постоянной Верде V(X), для рабочих длин волн, а также за счет размещения
[14]проводника в положении, при котором участки клина с расчетной шириной Si для соответствующих длин волн Х\ находятся над их осями, обеспечивается равный поворот вектора поляризации для всех световых пучков.
[15]За счет обеспечения равного расстояния между пучками света в МО пленке, а также за счет применения массивов оптических волокон, в которых оптические волокна расположены в один ряд и находятся на одинаковом расстоянии друг от друга, облегчается как ввод световых пучков в МО пленку, так и вывод световых пучков из МО пленки, что повышает надежность работы устройства.
[16]Устройство содержит (фиг. 1): 1 - МО пленка, 2 - подложка, 3 - плоский проводник, имеющий форму клина, 4 - входной массив входных оптических волокон 6, 5 - выходной массив выходных оптических волокон 7, для длин волн света от Х\ до Хъ с интервалом {Xs-X\)IA между соседними длинами волн. МО пленка 1 расположена на подложке 2. На поверхности МО пленки 1 расположен плоский проводник 3, выполненный в форме клина, его ширина увеличивается в сторону уменьшения постоянной Верде V(X). Угол клина составляет
[19], а ширина ^ плоского проводника на участках прохождения осей пучков
[20]света с длиной волны Л составляет
[21]При указанном значении угла а при вершине клина его совмещают с МО пленкой, при этом участок клина шириной S\ располагается над осью светового пучка с Х\ (фиг. 1 и 4).
[22]Остальные участки клина с шириной *\- для соответствующих световых пучков с Х\ автоматически располагаются над их осями.
[23]Массивы оптических волокон могут представлять собой как оптические волокна, расположенные в один ряд в V-канавках (фиг. 2), так и монолитную конструкцию (фиг. 3). При этом на примыкающих к МО пленке концах оптических волокон могут быть расположены коллимирующие элементы.
[24]МО вращатель плоскости поляризации света работает следующим образом.
[25]На фиг. 4 показан вид МО вращателя сверху.
[27]Для построения заявляемого МО вращателя поляризации света могут быть использованы следующие элементы. В качестве МО пленки можно использовать монокристаллическую эпитаксиальную пленку с анизотропией «легкая плоскость» химического состава (BiLuCa)3(FeGa)sOi2, выращенную на гадолиний галлиевой подложке с ориентацией кристаллографических осей 111, с полем насыщения 1-50 Э. Для набора длин волн света с интервалом, например, 10 нм, например, 1530, 1540, 1550, 1560 и 1570 нм для такого типа МО материала значение коэффициентов удельного фарадеевского вращения составляет, примерно, 63,4, 62,5, 61,7, 60,9 и 60,1 град/мм, соответственно.
[28]Для обеспечения диапазона углов поворота плоскости поляризации света, например, в интервале 90 градусов от минус 45 до плюс 45 градусов для указанных длин волн, плоский проводник при расстоянии между соседними оптическими волокнами AZ = 0,5 мм, должен иметь рабочую длину 2 мм и угол расширения а=\,\ 1 градуса, и располагаться на поверхности МО пленки, ширина которой увеличивается от пучка света с длиной волны 1530 нм в сторону пучка света с длиной волны 1570 нм. При этом ширина участка плоского проводника, располагающегося над осью пучка света с длиной волны 1530 нм, должна составлять 0,71 мм. При указанных конструктивных параметрах МО вращателя обеспечивается одновременное вращение вектора поляризации всех длин волн в интервале от минус 45 до плюс 45 градусов с
[29]точностью не хуже ±0,14 %. Вращение плоскости поляризации пучков света на угол от 0 до ±45 градусов осуществляют электрическим током разной полярности.
[30]В качестве материала плоского проводника можно использовать медь.
[31]Для формирования входных пучков света, вводимых во входной торец пленки, на концах соответствующих оптических волокон могут располагаться коллимирующие оптические системы различного типа, например, градиентные волоконные линзы.
[32]Для согласования выходных пучков света с соответствующими оптическими волокнами, на концах оптических волокон, выводящих свет из МО пленки, также могут располагаться коллимирующие элементы, например, градиентные волоконные линзы.
[33]Таким образом, заявляемый МО вращатель поляризации света позволяет осуществлять синхронное вращение плоскости поляризации света на одинаковый угол, по меньшей мере, для двух длин волн. При этом ввод и вывод света в МО пленку осуществляется с помощью массивов оптических волокон, в которых оптические волокна расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, за счет чего, а так же за счет соответствующей формы плоского проводника обеспечивается одинаковый интервал между соседними длинами волн.
[34]Преимуществом предложенного МО вращателя плоскости поляризации света является более высокая надежность конструкции.
а ширина Si плоского проводника на участках прохождения осей пучков света с длиной волны λi составляет
- отклонение значения длины волны λi от среднего значения 
- отклонение i-го значения коэффициента удельного фарадеевского вращения 
от среднего значения 
.
