光信號傳輸系統和在該系統中寬範圍調製的磁光調製器的製作方法

2023-08-06 05:44:51 4

專利名稱：光信號傳輸系統和在該系統中寬範圍調製的磁光調製器的製作方法
技術領域：
本發明通常涉及一種光信號傳輸系統，和一種用於在相同的傳輸系統中使用的磁光調製器的改進結構，它用來利用法拉第效應(Faraday effect)去調製光束達到更高的頻率。
2.背景技術在典型的光信號傳輸系統中採用的大多數外來的光學調製器利用電光效應(即，PockeFs效應)。尤其是，在光通信中使用的大多數光信號傳輸系統採用利用LiNb03晶體(例如，由歐姆公司出版的＂光集成電路＂，Nishihara及其他，pp.298-304(1985))電光效應的光波導管調製器。然而，使用該電光晶體的光學調製器受到直流(dc)漂移(例如，J.Appl.Phys.卷76，No.3.pp.1405-1408(19941))或者光學損傷，並且在保持長久使用的可靠性方面具有一定困難。減輕上述的特性惡化涉及製造成本的增加。
近年來，已經提出了光信號傳輸系統，它經一個天線接收電波，並且以高頻信號(例如，日本專利首先公布No.4-172261和10-186189)的形式施加其給一個電光學調製器。
利用磁光效應的磁光調製器已經研究了很多年(例如，Appl.Phys.Lett.卷21 No.8，pp.394-396(1972))。但是，因為它們的響應頻率低於電光學調製器的頻率，它們仍然未在實際的應用中，因而被作為研究光學磁場探頭或者電流傳感器(例如J.Appl.Phys.卷53 No.11.pp.8263-8265(1982)和國家技術報告，卷38 No.2.pp.127-133(1992))之用。
日本專利首次公布No.7-199137教導了在光信號傳輸系統中作為偏振調製器使用的磁光調製器。然而，該磁光調製器的反應率低到幾十kHz。美國專利No.6.141.140教導了作為磁光調製器使用的光學隔離器，但是它的反應率也是很低的。這是因為一般的光學隔離器通常覆蓋有金屬部件或者利用金屬磁鐵用於施加直流磁場於此，使得高頻場的應用將導致渦流電流的產生，這使得難以從光學隔離器的外部施加幾十kHz以上的高頻場。實際上，光學隔離器作為一個光學調製器使用，使用外部磁場造成光被返回給不需要的方向(即朝著光源的方向)，並且具有改變磁光效應(即法拉第效應)真實度的缺點。
近年來，也研究(例如Appl.Phys Lett.卷68 No.25.pp.3546-3548 1996和詳細文摘6lth年會2000)磁光調製器用來測量在半導體導電的襯底中的電流，其中直流偏壓場被施加於磁光的晶體薄膜。日本應用物理學協會，東京大學2000.4P-0-4)。
大多數一般的光信號傳輸系統被用來在較高的頻率上調製被施加於半導體雷射器的激勵電流，或者利用一個光波導管調製器展現電光效應(即，波克效應，Pockel′s effect)。直接調製施加於半導體雷射器的激勵電流不需要一個專用的調製器，因此提供了優勢是，該光信號傳輸系統將在結構上簡單。然而，難以調製從半導體雷射器發射的頻率高於幾個GHz的光。另外，在想要調製操作中，在較高頻率上激活半導體雷射器的激勵器可能導致故障，或者由於高速調製基於雷射器線性調頻難以發送一個很遠的輸出。
此外，在一個由許多光纖構成的光信號傳輸網絡中，一個光信號通常包含來自安裝在每個傳輸線中的光學部分的多個反射波出現的噪音。為了避免這個問題，偶而採用諸如具有寬的發射光譜的LED光源。但是，其中LED可以被激勵的頻帶大約為100MHz(見Hiroo Yonetsu，由Kogaku Shpin出版的＂光通信器件工程＂，pp.135-141(1991))，因此在高於100MHz的頻率上需要一個專門的光學調製器用於調製LED的輸出。
光學波導調製器利用電光效應。在這種情況下，波克效應(Pockel′s effect)能夠高速調製由LED產生的雷射束或者光，而且不會遇到線性調頻脈衝的問題，但是面臨如上所述直流漂移和光學破壞的問題。減輕這些涉及製造成本增加。在光信號傳輸系統中，其中由天線接收的電信號用來調製一個光束(即光學載波)，調製器通常被安裝在露天處，因此將具有直流漂移和光學損傷的問題。此外，大多數使用波克效應的光學波導調製器被設計成單個模式。通常難以產生具有幾十μm至數百μm更大的鐵心直徑的波導。因此，光學波導調製器遇到的問題是，它難以以高速調製LED的輸出、光放大器的輸出或者光纖雷射器(比幾十μm鐵心直徑更大的)的輸出，LED需要光纖具有大的鐵心直徑用於發送足夠的光量，光放大器的電源被大大增加。
利用法拉第效應的磁光調製器也被研究，它施加一個直流偏壓場平行於磁光的晶體薄膜，磁光的晶體薄膜安裝在半導體或者微帶線上製作的傳輸線處，並且監控流過該導線的電流波形。該結構監控流過在半導體襯底(例如Appl.物理學Lett.卷68 No.25，頁3546-3548(1996))上的導線的電流的波形，可是面臨的問題是未調整在襯底上傳輸線的阻抗造成該波形環繞。該結構不能使用光纖作為光傳輸線路，而且不適合用於光信號傳輸系統。測量流過該微帶線(例如，詳細文摘2000第61屆年會)電流的波形的另一個結構。日本應用物理協會，東京大學2000，4p-Q-4，具有一個分析器配置在連接到磁光的單元的輸出的光纖後面，引起的問題是增加光纖長度將導致線性偏振的光在光纖中受到隨機偏振，因此導致調製分析器的輸出強度很困難。此外，上述的磁光調製器被用來以和高頻場的施加方向相同的方向施加直流偏壓場給磁光的晶體薄膜。足夠大改變磁光的晶體薄膜為單域結構的直流偏壓場的施加將導致磁光的晶體薄膜被磁性地飽和，因此導致調製輸出信號的數值降低或者輸出調製信號的故障。
發明概述因此本發明的一個主要目的是避免現有技術的缺點。
本發明的另一個目的是提供一鍾能夠在寬範圍之上調製光束或者載波的磁光調製器的改進的結構。
本發明的再一個目的是提供一種配備有磁光調製器的光信號傳輸系統，它對於增加一段時間的可靠性方面是較高的，並且能夠傳送沒有直流漂移和光學損傷的光信號。
按照本發明的一個方面，提供有一種光信號傳輸系統。該光信號傳輸系統包括(a)一個發射光束的光源；(b)一個產生高頻信號的高頻信號發生器；(c)一個調製從光源發射的光束的磁光調製器；(d)一個發送由磁光調製器調製的光束的光纖；以及(e)一個接收經由光纖發送的調製光束的光接收機。該磁光調製器包括一個偏振器、一個磁光的單元、一個檢偏振器、一個直流磁場發生器、一個高頻場發生器和一個阻抗調節器。該直流磁場發生器工作以施加直流偏壓場給磁光的單元。該高頻發生器響應來自所述高頻信號發生器的高頻信號，施加一個高頻場給磁光的單元。阻抗調節器操作去調整高頻場發生器的阻抗，用於建立高頻信號到高頻場發生器的有效傳輸。
直流偏壓場施加給磁光的單元，在高頻信號發生器和高頻場發生器之間的阻抗調節器的使用能夠使磁光調製器去高速產生調製，這不能由傳統的磁光調製器實現。這樣的高速調製的實現歸於事實，經阻抗調節器，高頻場發生器的阻抗調整用來實現高頻信號到高頻場發生器的有效傳輸，而且高頻場的施加導致磁光調製器的多疇結構被被轉換為單域結構。通常，在磁光的單元的磁疇之間的疇壁的移動的頻率響應限制於在幾十到數百MHz，使得疇壁在頻率高於那些範圍不會響應。因此，在一個要求以高速響應的用於光信號傳輸系統的光學調製器中不可能使用這樣的磁光的單元。這個問題可以利用如上所述本發明的結構來解決。具體地，直流偏壓場施加給磁光的單元導致多疇結構轉換為單疇結構，使得疇壁消失，因此導致疇壁的移動消失，疇壁是調製上限頻率的決定因素，因此允許增加調製速度。
在本發明推薦的模式中，磁光的單元是用多疇磁光材料製成的。直流磁場發生器產生大於磁光的單元的飽和場的直流偏壓場。
直流偏壓場施加給磁光的單元的方向被定位在對於施加高頻場給磁光的單元90°±30°的方向。
高頻場到磁光的單元的施加方向可以定位在磁光的單元的易磁化軸的方向。在磁光的單元具有長度的情況下，高頻場到磁光的單元的施加方向可以定位於大體上平行於磁光的單元的長度方向，因此將磁光的單元的消磁係數減到最少。
該光纖是由漸變折射率光纖或者偏光保持光纖實現的。
其中該光束是在90°±15°方向輸入給該磁光調製器的磁光的單元的輸入面的。
該光源是由LED和光纖雷射器的一個實現的。
一個光放大器可以配置在光源和磁光調製器之間。
一個透鏡可以配置在光源和磁光調製器之間。
可以提供一個耦合器，它經光纖連接到磁光調製器。一個反射器可以配置在與輸入面相對的磁光的單元的一個端面上，去產生由磁光的單元調製的光束的反射。該耦合器也連接到光接收機去引導調製光束的反射給光接收機。
高頻信號發生器可以由一個用來以電波的形式接收高頻信號的天線實現，並且發射該高頻信號給高頻場發生器。該天線可以是波道式天線(Yagi天線)、環形天線和拋物面天線的一種。
按照本發明的另一個方面，提供有一種磁光調製器。該磁光調製器包括(a)一個光束輸入給它的偏振器；(b)一個的磁光單元；(c)一個檢偏振器，從磁光的單元輸出光束；(d)一個進行工作以便施加直流偏壓給磁光的單元作用的直流磁場發生器；(e)一個進行工作以便施加高頻場給磁光的單元作用的高頻場發生器；和(f)一個進行工作以便調整高頻場發生器的阻抗作用的阻抗調節器。
在本發明推薦的模式中，磁光的單元是用在沒有施加直流偏壓場的情況下具有多疇結構的磁光材料製成的。直流磁場發生器產生大於磁光的單元的飽和場的直流偏壓場。
直流偏壓場施加給磁光的單元的方向可以定位在對於施加高頻場給磁光的單元90°±30°的方向。
高頻場到磁光的單元的施加方向可以定位在磁光的單元的易磁化軸的方向。在磁光的單元具有長度的情況下，高頻場到磁光的單元的施加方向可以定位於大體上平行於磁光的單元的長度方向，因此將磁光的單元的消磁係數減到最少。
磁光的單元可以由一大塊晶體、一個多晶體燒結體、一個晶體薄膜或者包含樹脂和分散在樹脂中的磁光材料的合成物組成。
該磁光的單元可以由雙邊的石榴石晶體薄膜製成的。
高頻場的頻率是200MHz或者更高。該阻抗調節器可以由一個設計成允許預選頻率的高頻信號通過其的濾波器實現，並且被用於所述高頻場發生器或者設計成具有預選頻率諧振的高頻信號的諧振器。
可替換的，該阻抗調節器可以由一個設計成允許至少兩個不同頻率的高頻信號通過其的濾波器實現，並且被用於所述高頻場發生器或者設計成具有不同頻率諧振的高頻信號的諧振器。
該直流磁場發生器可以由永磁體實現。該永磁體的每個是由鐵氧體材料、基於釤鈷(Sm-Co)材料和基於釹鐵硼(Nd-Fe-B)材料的一種製成的。
做為選擇，該直流磁場發生器可以由一個電磁體和一個提供電流給該電磁體的直流發生器構成。
該直流磁場發生器可以用幾何學設計，使得形成一個大體上閉合的磁路。
偏振器、磁光的單元和檢偏振器可以在製作在單個襯底上。
偏振器、磁光的單元和檢偏振器可以插入在設置成一直線的戒尺之間。
該高頻場發生器可以安置在該磁光的單元的一個端面上。
該磁光的單元是這樣定位的，使得光束在90°±15°輸入給該磁光的單元的一個輸入面。
該高頻場發生器可以由一個其最小內徑可以在10μm到1000μm範圍之內的線圈實現。
做為選擇，該磁光的單元可以由一個由石榴石晶體薄膜製成的光波導向裝置製成。
該阻抗調節器可以由一個橫電磁波單元和一個非反射性的終端負載組成。
該阻抗調節器可以設計成能在給定的頻率諧振。
進一步可以提供一個電磁波屏蔽外殼，在其中包含偏振器、磁光的單元、檢偏振器和高頻場發生器。
附圖的簡要說明從在下文給定的詳細說明和來自本發明的優選實施例所伴隨的附圖，將更充分地理解本發明，但是對於具體的實施例不會限制本發明，而是僅為了解釋和理解的目的。
在附圖中

圖1是一個方框圖，示出配備有按照本發明的第一個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統；圖2是一個方框圖，示出配備有按照本發明的第二個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統；圖3是一個方框圖，示出配備有按照本發明的第三個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統；圖4是一個方框圖，示出配備有按照本發明的第四個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統；圖5是一個方框圖，示出配備有按照本發明的第五個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統；圖6是一個方框圖，示出配備有按照本發明的第六個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統；圖7是一個方框圖，示出配備有按照本發明的第七個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統；圖8是一個透視圖，示出用於圖1的第一個實施例中的磁光的單元的直流偏壓場和高頻場的施加方向；圖9是一個曲線圖，示出有和無施加於用於圖1的第一個實施例中的磁光單元的直流偏壓場的頻率響應特性；圖10是一個曲線圖，示出在有和無阻抗調節器時第一個實施例的磁光的單元的頻率響應特性；圖11是一個方框圖，示出按照本發明的第八個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統；圖12是一個曲線圖，示出按照本發明的第九個實施例的磁光調製器的頻率特性的例子；圖13是一個曲線圖，示出按照本發明的第九個實施例的磁光調製器的頻率特性的另一個例子；圖14是一個方框圖，示出按照本發明的第十個實施例的磁光調製器；{hdtl}圖15(a)是一個透視圖，示出按照本發明的第十一個實施例的磁光調製器，從中除去了直流磁場發生器；圖15(b)是一個透視圖，示出第十一個實施例的磁光調製器；圖16是一個方框圖，示出按照本發明的第十二個實施例的磁光調製器；圖17(a)是一個前視圖，示出安裝在按照本發明的第十三個實施例的磁光調製器中的高頻場發生器的結構；圖17(b)是一個透視圖，示出按照本發明第十三個實施例的磁光調製器；圖18是一個方框圖，示出按照本發明的第十四個實施例的磁光調製器；圖19(a)是一個平面圖，示出按照本發明的第十五個實施例的光學調製設備；和圖19(b)是一個透視圖，示出第十五個實施例的磁光調製器。
優選實施例的詳細說明參考附圖，其中在幾個圖中除非另作說明，由同樣的術語指定的部分具有類似的結構，尤其是圖1，示出了一個配備有按照本發明的第一個實施例的磁光調製器150的光信號傳輸系統。
從光源101發射的光學載波或者光穿過光纖8，並且進入磁光調製器150，磁光調製器150利用磁光的單元1的法拉第效應(Faraday effect)。磁光調製器150由一個偏振器2、磁光的單元1、一個檢偏振器3、一個高頻場發生器5、一個阻抗調節器6和一個直流磁場發生器4構成。磁光的單元1由例如一大塊晶體、一個多晶體燒結體、一個例如由汽相外延形成的晶體薄膜或者包含樹脂和分散在樹脂中的鐵磁體光學材料的合成物組成。高頻磁場發生器5起施加高頻場給磁光的單元1的作用。阻抗調節器6起調整高頻場發生器5的電阻抗的作用。磁光調製器150響應從高頻發生器7輸入的電信號(即高頻調製信號)，調製經光纖8發送的與該高頻調製信號有關的光。調製的光經光纖9輸出，並且在光接收機102中轉換為電信號，經放大器和信號處理電路(未示出)依次解調。
阻抗調節器6操作調整高頻場發生器5的阻抗，以便建立從高頻發生器7到高頻場發生器5的信號的有效傳輸。圖10示出在有和無阻抗調節器6之間的對比。在舉例說明的情況下，高頻場發生器5由16到幾十圈圍繞磁光的單元1的接線組成。在沒有阻抗調節器6的情況下，磁光調製器150進行工作只調製低於大約1MHz的低頻率的輸入信號，因此作為光學調製器在頻率高於幾MHz時不起作用。這是因為高頻場發生器5通常具有大的感抗去阻止高頻電流流過。如將在下面討論的那樣，即使直流偏壓場被施加於磁光的單元1，在沒有阻抗調節器6的情況下，這個頻率特性未改善。
施加直流偏壓場到磁光的單元1的效果將參考圖8和9討論。通常，在沒有直流偏壓場的情況下，鐵淦氧磁的材料和鐵磁體諸如鐵素體、石榴石或者過渡金屬保持多疇結構。尤其是，磁光材料諸如鐵素體和石榴石在幾十和數百MHz之間的頻率隨疇壁的移動呈現諧振，接近於用於一般的光信號傳輸系統中的調製頻率。相信在該領域不可能使用這樣的磁光材料用於在光信號傳輸系統中採用的磁光調製器。然而，我們已經發現直流偏壓場應用於磁光材料將引起該材料的磁疇數目減少，直流偏壓場的應用達到該材料的飽和場將引起單域結構的形成，因此減少或者消除在調製上隨疇壁的移動的諧振的不良影響。
如圖8所示，在下面將討論直流偏壓場在給定的角度(例如直角)施加於磁光的單元81，高頻場到磁光的單元81的施加方向。注意到如圖所示，直流偏壓場可以定位在直流磁場施加方向A，直流磁場施加方向B或者任何在平面上的方向包括直流磁場施加方向A和B。
當直流偏壓場被定位垂直於高頻場時，將獲得一個更大的調製度，但是當直流偏壓場的方向到高頻場的施加方向位於90°±30°以內時，調製度不能大大降低。具體地，當其方向位於那些範圍以內時，獲得直流偏壓場的預期效果。
直流偏壓場的施加引起磁光的單元81具有單域結構。因此，當高頻場被施加於磁光的單元81時，隨疇壁的移動不會產生諧振，疇壁的諧振頻率是在幾十到數百MHz範圍之內。進一步，可以適當地保持磁光效應(即，通過法拉第效應的光學調製)，直到達到磁光的單元81(取決於偏磁場的強度為幾個GHz到100GHz)的鐵磁諧振頻率。具體地，該磁光調製器150在低於鐵磁諧振頻率下正常地運轉。另外，當光的傳播方向是與施加於磁光的單元81的高頻場的方向平行時，將導致直流偏壓場和高頻場的矢量和的分量與光平行延伸去提供磁光效應或者調製。
因此，光信號傳輸系統能夠建立光束的高頻調製，可以使用施加直流偏壓場給磁光的單元1的磁光調製器150和輸入高頻信號給高頻場發生器5來實現。
光的傳播方向無須總是處於與高頻場施加於磁光的單元81的方向平行。來自磁光的單元81的一個端面或者光纖8和9的末端的反射光的影響通過改變光的傳播方向和高頻場的施加方向彼此間在±15°範圍內而消除。
圖9示出如圖1所示的光信號傳輸系統的頻率特性。磁光的單元1用雙邊的石榴石晶體薄膜製成。在沒有由直流磁場發生器4產生的直流偏壓場的情況下，隨疇壁的移動調製光信號在大約200MHz諧振。具體地，在高於200MHz調製頻率上，磁光調製器150不能正常地運轉。換句話說，當由直流磁場發生器4施加直流偏壓場給磁光的單元1時，頻率特性被改善。尤其是，即使當直流偏壓場大於或等於被施加於磁光的單元1的飽和場的時候，磁光調製器150運轉去建立達到大約3GHz的調製。注意到Hdc表示貫穿附圖的直流偏壓場的施加方向。
高頻場到磁光的單元81的施加方向可以定位沿著其易磁化軸的方向。另外，在磁光的單元81具有長度的情況下，高頻場大體上平行於磁光的單元81的長度方向施加將導致其消磁因數被減到最小。在施加低程度的高頻場之下，這能夠容易地產生光信號的高調製度。
光源101可以由一個半導體雷射器、一個LED(發光二極體)或者一個光纖雷射器構成。光纖8和9可以由單個模式光纖、偏光保持光纖、漸變折射率光纖或者大直徑的光纖製成。當光纖8由偏光保持光纖實現時，光源101由諸如發射線性偏振光的半導體雷射器的光源實現，從光源101發射的光的極化方向被保持恆定，直到光達到磁光的單元1，因此允許省略該偏振器2。
下面參考圖2將描述第二個實施例。
從光源201發射的光直接進入透鏡28，並且達到偏振器22。當透鏡28被用來產生光的平行光線時，其便於在光纖9上不費力地光線匯集，但是從透鏡28輸出的光的光線無須始終平行。
輸入給偏振器22的光經過線性偏振，然後進入磁光的單元21，其中它的偏振面由高頻場發生器25施加的高頻場轉動。然後光進入檢偏振器23，並且在強度上被改變或者調製，正如轉動的偏振面所定義的。調製的光經透鏡29進入光纖9，並且被發送到光接收機202，在其中被轉換為電信號，經放大器和信號處理電路(未示出)依次解調。直流磁場發生器24、高頻場發生器25、阻抗調節器26和高頻信號發生器27等同於在圖1中的直流磁場發生器4、高頻場發生器5、阻抗調節器6和高頻信號發生器7，在這裡將省略它們的詳細解釋。
通常，由LED產生的光通過直接調製用於LED的激勵電流可以調製僅達到100MHz。然而，這個實施例的磁光調製器250的使用能夠使由LED產生的光被調製到幾個GHz或者更高。因此，磁光調製器250可用於光信號傳輸系統，其中多個光纖被纏結，這引起在光信號傳輸線上來自光纖末端的多個光的反射的光學噪音發生。
光源201可以通過半導體雷射器產生線性偏振的光束來實現。在這種情況下，匹配由光源201產生的光的偏振面的方向與偏振器22的方向消除了對偏振器22的需要。
下面參考圖3將描述第三個實施例。
從光源301發射的光穿過光纖320，在光放大器380中被放大。放大的光穿過光纖321，並且進入磁光調製器350。光放大器380可以由一個光纖放大器或者半導體雷射放大器來實現。在這個實施例中，光纖放大器用於產生一個強度輸出。由高頻信號發生器37和阻抗調節器36提供一個調製信號給磁光的單元31去調製輸入的光。在磁光調製器350中調製的光經光纖322被發送到光接收機302，並且被轉換為電信號，經放大器和信號處理電路(未示出)依次解調。其他的布置和在圖1中的那些一樣，在這裡將省略它們的詳細解釋。
在這個實施例中，光源301可以由一個LED或者一個光纖雷射器構成，在光纖雷射器中它的輸出光通過調製在LED或者光泵源中的激勵電流通常難以以高速調製。這個實施例的磁光調製器350能夠以高於幾個GHz的速度調製輸入光。光放大器380的使用能夠傳送大功率高速的調製光，因此允許從光纖9輸出的光信號以期望的功率經分支光纖分配給多個光接收機。當分支光纖的合理的數目取決於光信號的調製頻率和被發送的光纖距離的時候，在圖3中使用的光信號傳輸系統允許光信號被分配給100個位於離開磁光調製器350大約1km的光接收機。
在圖3中，磁光調製器350位於光放大器380的後面，但是依據S/N比可以設置為緊接在光源310的後面。
下面參考圖4到7將討論第四個到第七個實施例。
圖4舉例說明一個按照第四個實施例的光信號傳輸系統，它不同於圖1的第一個實施例的地方僅在於天線430用作高頻信號發生器。其他的布置相同，在這裡將省略它們的詳細解釋。
天線430接收例如從行動電話的無線電基站或者可攜式遠程終端輸出的信號，並且經阻抗調節器46輸出其給高頻場發生器45。高頻場發生器45產生200MHz或更高的高頻場。這能夠使由天線430接收的信號在輸入給磁光調製器450的光信號上攜帶給光接收機402。當民用電源生效時，高頻放大器可以設置在天線430和阻抗調節器46的後面。
圖5舉例說明一個按照第五個實施例的光信號傳輸系統，其中反射性的磁光調製器550被用於代替在諸如第一至第四個實施例的每個中採用的發送磁光調製器。反射性的磁光調製器550的使用允許由天線構成的高頻信號發生器57接收的信號經單個光纖58攜帶給光接收機502。這導致系統製造成本降低。
磁光調製器550具有一個設置在磁光的單元51後面的反射器508。來自磁光的單元51顯現的光信號由反射器508反射，並且再次進入偏振器52，使得其強度被調製，以及經耦合器505輸出到光接收機502。具體地，偏振器52也起檢偏振器的作用，它允許調製的光信號經光纖58被發送數百米至幾十公裡。耦合器505可以是公知類型的，它的詳細解釋將在這裡省略。
圖6舉例說明一個按照與圖5的第五實施例不同的第六個實施例的光信號傳輸系統，即波道式天線(Yagi天線)630被採用作為高頻信號發生器工作，以提供高頻調製信號給磁光的單元。其他的布置和在圖5中的那些一樣，在這裡將省略它們的詳細解釋。
圖7舉例說明一個使用環形天線730作為高頻信號發生器的光信號傳輸系統。其他的布置和在圖6中的那些一樣，在這裡將省略它們的詳細解釋。環形天線730的使用導致天線阻抗的降低，這便於不費力地與當前驅動的磁光調製單元的阻抗匹配。做為選擇，拋物面天線或者喇叭形天線可以被採用。
圖11示出一個配備有按照本發明的第八個實施例的磁光調製器的光信號傳輸系統。
從光源發射的光穿過光纖1108，並且在透鏡1120中被轉換為平行光束。從透鏡1120出來的光通過偏振器1102，並且被線性偏振。線性偏振的光進入磁光的單元1101，使得利用由高頻場發生器1105產生的高頻場使偏振面轉動，此後其通過檢偏振器1103，並且在與偏振面之旋轉有關的強度被調製。強度調製的光在光纖1109的末端由透鏡1121聚合，用於傳送給光接收機(未示出)。
透鏡1120起有效地引導經光纖1108發送的光到偏振器1102上的作用。透鏡1121起有效地引導檢偏振器1103的輸出到光纖1109上的作用。然而，如果偏振器1102、磁光的單元1101和檢偏振器1103的厚度做的很小，導致光損耗降低，透鏡1120和1121可以省略。通過金屬和介質層的分層、任何具有高復折射或者偏振光分離單元晶體，諸如由高的折射率材料和低的折射率材料構成的多層構成的偏光分離器可以實現偏振器1102的變薄。通過雙邊的石榴石晶體薄膜製造可以實現磁光的單元1101的變薄。
直流磁場發生器1104與在上述實施例中的那個在結構和操作方面是相同的。具體地，直流磁場發生器1104起施加直流偏壓場給磁光的單元1101的作用，以減輕或者消除在調製上磁光的單元1101的多疇結構的影響。施加於磁光的單元1101的直流偏壓場的方向一般地不限於在圖中由Hdc表示的，但是當其與由高頻場發生器1105施加於磁光的單元1101的高頻場的施加方向一致時，其可能不能調製或者在產生期望的調製度中導致失敗。因此，直流偏壓場對於高頻場的施加方向被定位在90°±30°之內是合理的。直流偏壓場的數值足夠降低磁光的單元1101的疇壁數目，然而但是，在這個實施例中直流磁場發生器1104施加於具有單域結構磁光的單元1101的直流偏壓場稍微大於磁光的單元1101的飽和場。
類似於上述的實施例，阻抗調節器1106用來改變高頻場發生器1105的阻抗，以便提高來自高頻信號發生器(未示出)的高頻信號的轉換為高頻場，用於在期望的頻率上建立調製。
最好高頻場到磁光的單元1101的施加方向被定位在沿著易磁化軸的方向，也就是說，方向大體上垂直於磁光的單元1101的雙邊的石榴石晶體薄膜方向。因此在施加低程度的高頻場之下，能夠建立光信號的高調製度。
類似於上述的實施例，直流偏壓場和阻抗調節器1106的使用能夠使光信號以高於200MHz的頻率被調製。
高頻場發生器1105由一個線圈實現。例如，在該線圈具有50圈、15圈、5圈或者更少以及1圈的情況下，這個實施例的磁光調製器分別起調製光信號達到200MHz、1GHz、3GHz和10GHz的作用。
下面將討論按照第九個實施例的光信號傳輸系統，其中與圖11示出的那個的不同之處僅在於阻抗調節器1106的內部結構。其他的布置相同，在這裡將省略它們的詳細解釋。
阻抗調節器1106被用來執行諧振功能或者濾波功能，它用來在具體的頻率上建立更大的調製度。阻抗調節器1106可以由包含電感和電容的諧振電路實現，電感和電容這樣設置使得電路能夠在給定頻率諧振或者濾波器允許給定頻率的信號通過它。圖12舉例說明用於諧振的頻率是0.8GHz和1.2GHz的情況。圖13舉例說明用於諧振的頻率是0.8GHz、1.6GHz和2.4GHz的情況。阻抗調節器1106的使用限定了調製頻帶，但是在調製頻帶的中心頻率上產生更大的調製度。在這個實施例中，與阻抗調節器1106設計為幾乎不諧振時相比較調製度增加大約5到10dB或更多。
圖14示出一個按照本發明的第十個實施例的光信號傳輸系統，其中與圖11的第九個實施例不同之處僅在於直流磁場發生器的結構。其他的布置相同，在這裡將省略它們的詳細解釋。
直流磁場發生器由一個直流發生器1450、一個直流磁場產生線圈1451和一個形狀接近於磁性迴路的軟的磁芯1452構成。直流磁場產生線圈1451由大約500圈導線組成。直流發生器1450用來改變需要時提供給直流磁場產生線圈1451的電流值，並且起調整由直流磁場產生線圈1451產生的直流偏壓場的數值在0到1特斯拉(即，0到10000高斯)範圍之內的作用，因此能夠使直流偏壓場的數值與磁光的單元1401的這種材料相配。具體地，僅通過調整由直流發生器1450提供給直流磁場產生線圈1451的電流值去控制直流偏壓場是可能的，因此補償直流偏壓場由周圍溫度變化所引起數值變化。
圖15(a)和15(b)示出按照本發明的第十一個實施例的磁光調製器，其中兩個戒尺1570和1571配置在偏振器1502、磁光的單元1501和檢偏振器1503的外部。圖15(a)舉例說明從中除去了直流磁場發生器1540的磁光調製器。
經光纖1521發送的光進入由戒尺1570和1571、偏振器1502、磁光的單元1501和檢偏振器1503組合構成的磁光調製器。偏振器1502、磁光的單元1501和檢偏振器1503使用膠粘劑以碼片的形式無透鏡相連。該碼片插入在戒尺1570和1571的端面之間，連接或者用膠粘合與此，由一個剖式套管1580緊緊地夾住，如由虛線所表示的便於看見的剖式套管1580的內部。
戒尺1570和1571以及剖式套管1580的每個由非磁性的和非金屬材料諸如陶瓷、玻璃、樹脂或者各種各樣的填料和樹脂的混合物構成，它們對於高頻場的施加不會產生渦流電流。類似於上述的實施例，高頻場發生器1505經阻抗調節器1506耦合到高頻信號發生器(未示出)，高頻信號發生器在結構方面是與上述的實施例的每個中的那個是相同的。
如在圖15(b)中所示的直流磁場發生器1540由一個空的圓柱形的永磁體製成，它在其中形成一個狹縫去限定磁極面，在磁極面之間設置組合的磁光調製器。具體地，直流磁場發生器1540是這樣設計的，使得除狹縫之外產生大體上閉合的磁迴路。與由在圖11中示出的永磁體構成的直流磁場發生器1104相比較，這個實施例的直流磁場發生器1540能夠產生相對強的直流偏壓場去施加於磁光的單元1501。當保持直流偏壓場的數值在大體上等於圖11的直流磁場發生器1104的水平的時候，降低直流磁場發生器1540的尺寸也是可能的。此外，閉合磁路的使用導致消磁係數的降低，保證直流偏壓場的熱穩定性，並且保持直流偏壓場的數值恆定一個長期的時間。這導致改善磁光調製器的可靠性。
本實施例的磁光調製器起調製光信號達到5GHz的作用。當需要減少或消除來自戒尺1570和1571的端面的反光時，戒尺1570和1571的端面可以以到它的縱向中心線和/或偏振器1502、磁光的單元1501的末端大約15或者更小的角度拋光，以及檢偏振器1503、磁光的單元1501和檢偏振器1503共同可以被塗上無效的塗層。具有斜面和拋光的端面的戒尺1570和1571、偏振器1502、磁光的單元1501以及具有無效的塗層末端的檢偏振器1503的使用導致返回到光源的光的數值降低40db或者更小。在廉價的半導體雷射器光源構成去輸出雷射束的情況下，很難通過直接調製以高速調製，我們注意到來自組合的磁光調製器的雷射束的反射波沒有光學波動發生，而且該雷射束可以調製達到5GHz。
其他的裝置和在上述實施例中的那些是一樣的。本實施例的磁光調製器可以用於如上所述的任何一個的光信號傳輸系統。
圖16示出一個按照本發明第十二個實施例的磁光調製器，其中偏振器1602、磁光的單元1601、檢偏振器1603和直流磁場發生器1604是裝配在一個單一的襯底1690中的。
如可以從圖中所看到的，襯底1690是以由諸如樹脂、樹脂填料合成物、陶瓷材料或者玻璃等非磁性材料製成的矩形板形成的。在這個實施例中，襯底1690是用玻璃環氧化物製成的，即玻璃環氧化物是一種容易由精密金剛石鋸(也稱作劃片機)機加工的樹脂填料合成物。襯底1690具有兩個在其表面的中央部形成的凹處或者腔，用於直流磁場發生器1604的磁鐵的安裝，和如在圖中所看到的一個水平延伸的凹槽，用於光纖1608和1609的安裝。在形成磁體安裝腔和光纖安裝凹槽以後，偏振器1602、磁光的單元1601、檢偏振器1603以及光纖1608和1609在襯底190中的安裝通過在光纖安裝凹槽中裝配單個光纖、使用精密金剛石鋸在襯底1690的表面在橫斷光纖的方向機加工三個凹槽去分割光纖為四個部分光纖1602、1610和1609，以及分別在三個凹槽的中央部和磁體安裝腔中裝配偏振器1602、磁光的單元1601、檢偏振器1603和直流磁場發生器1604的磁體來實現。因此，這個實施例的磁光調製器可以進行成批生產，而無需調整光軸。
直流磁場發生器1604的磁體例如是鐵氧體永磁鐵，它在由高頻場發生器1605產生的高頻場之內不產生渦流電流。
阻抗調節器1606在結構方面和上述實施例的那些是相同的，並且配置在襯底1690的外邊，但是可以製作在襯底1690中。
做為選擇直流磁場發生器1604可以配置在高頻場發生器1605的外邊，因此避免由高頻場的施加所引起的渦流電流的產生。因此，直流磁場發生器1604可以由基於釤鈷(Sm-Co)的金屬或者基於釹鐵硼(Nd-Fe-B)的金屬製成的永磁體來實現。
本實施例的磁光調製器可以用於如上所述的任何一個的光信號傳輸系統。
圖17(a)和圖17(b)示出按照本發明第十三個實施例的磁光調製器。
高頻場發生器1705被安置在磁光的單元1701上。具體地，高頻場發生器1705由使用照射和蝕刻技術在磁光的單元1701的表面上形成的線圈組成。如果由單模光纖實現，該線圈的內徑最好是在10μm到100μm範圍內，用於聚合從光纖1708出來的光。如果光纖1708是由多模光纖(例如漸變折射率光纖)或者大直徑的光纖實現，該線圈的內徑最好是在100μm到1000μm之間。磁光的單元1701是由(BiGdYLa)3(FeGa)5O12晶體薄膜形成的。這個石榴石晶體的易磁化軸被定位垂直於其端面，用於確保響應低電平高頻場施加於此。類似於1708，光纖1709可以由單模光纖、諸如漸變折射率光纖的多模光纖或者大直徑的光纖製成。
如清楚地在圖17(b)中所示，偏振器1702和檢偏振器1703附著在磁光的單元1701的相對的表面上。經光纖1708發送的光由透鏡1720會聚，使得在磁光的單元1701上形成最低可允許的光束。偏振器1702線性偏振從透鏡1720輸入的光。線性偏振的光通過磁光的單元1701和高頻場發生器1705的中央部分。當高頻場發生器1705的中央部分的最小內徑，也就是說線圈的最裡面的圈的較短的邊的長度在10μm和100μm之間時，其允許穿過由單模光纖製成的光纖1708和1709的光束的直徑小於最小內徑，因此建立光的有效調製。
在高頻場發生器1705的中心開發的場的強度與高頻場發生器1705的內徑成反比。因此，如果流過高頻場發生器1705的電流值是恆定的，由磁光的單元1701產生的調製度隨高頻場發生器1705的內徑降低而增加。
在穿過磁光的單元1701以後，作為對其偏振面的轉動作用由檢偏振器1703在強度上對該光調製，然後經聚光透鏡1721進入光纖1709。
直流磁場發生器1740由釹鐵硼(Nd-Fe-B)永磁體實現，它起平行於其端面施加直流偏壓場到磁光的單元1701的作用。
阻抗調節器1706在結構方面是以在上述實施例中的那些相同的，起調整高頻場發生器1705的阻抗的作用，用於確保從高頻信號發生器(未示出)到高頻場發生器1705的高頻信號的有效傳輸。高頻信號發生器在結構方面與在上述實施例中的那些是相同的，其詳細解釋在這裡省略。
這個實施例的磁光調製器能夠調製長度為1.31μm或者1.55μm直至1GHz的載波。當磁光的單元1701用具有厚度60μm(BiGdYLa)3(FeGa)5O12石榴石晶體薄膜製成時，光損耗增加超過幾分貝，但是其變得可能調製0.7到0.9μm直至1GHz頻帶的光。
類似於第十二個實施例，這個實施例的磁光調製器可以製作在單個襯底中，無需使用透鏡1720和1721。在這種情況下，因為透鏡1720和1721的輻射，其變得是高頻場發生器1705的內徑所必要的。當偏振器1702、磁光的單元1701和檢偏振器1703的總厚度小於大約0.6mm時，高頻場發生器1705的最小內徑可以在100μm到1000μm範圍之內。
圖18示出一個按照本發明的第十四個實施例的磁光調製器，其中磁光的單元1801設計作為一個光波導向裝置。
磁光的單元1801(即，光波導向裝置)具有沿光信號的傳播方向延伸的長度，並且用或者單模結構以及多模結構製成。通常，磁光效應或者調製的程度與光通過的磁光的單元的長度成比例。因此，當由高頻場發生器1805產生的高頻場在電平上恆定時，磁光的單元1801越長，磁光效應的程度越大。在光束以與用石榴石晶體薄膜製成的磁光的單元1801的輸入表面成直角輸入的情況下，最好該磁光的單元1801的長度是幾μm或者更小。類似地，在YIG(Y3Fe5O12)大塊晶體的情況下，最好磁光的單元1801的長度是5到10mm。此外，例如由Y3Fe5O12.(YGd)3FeO12.或者(TbY)3Fe5O12製成在例如使用液相晶體取向附生由Gd3Ga5O12製成的非磁性的石榴石襯底上形成磁光的單元1801允許磁光的單元1801具有平行於襯底的表面延伸10到30mm的長度。
已經過磁光的單元1801的光的偏振面的轉動角與磁光的單元1801的長度成比例。這個實施例的結構能夠產生大於通常的幾十倍的調製度，以及允許磁光的單元1801沿著光波導向裝置的長度是窄的和長的。高頻場到磁光的單元1801的施加方向定位於大體上平行於磁光的單元1801的長度方向。因此，導致磁光的單元1801的消磁係數的降低，與上述的實施例相比較，它允許減少高頻場的程度。類似地，在上述的實施例中，這裡磁光的單元具有長度，磁光的單元的消磁係數的降低可以通過施加高頻大體上平行於磁光的單元的長度實現。
這個實施例的結構使磁光調製器的生產能夠產生高達1GHz 10％的調製度。
類似於上述的實施例，高頻場發生器1804是由纏繞在磁光的單元1801周圍的線圈實現的。偏振器1802和檢偏振器1803是安置在磁光的單元1801的末端或者主平面上。聚光透鏡1820和1821分別配置在偏振器1802和檢偏振器1803的外邊。其他的布置和在上述實施例中的那些是一樣，在這裡將省略它們的詳細解釋。本實施例的磁光調製器可以用於如上所述的任何一個的光信號傳輸系統。
圖19(a)和19(b)示出按照本發明的第十五個實施例的磁光調製器，其中如在上述實施例中使用的高頻場發生器和阻抗調節器是由橫向電磁(橫電磁波)單元實現的。
如圖19(b)所示的用於在這個實施例中的橫電磁波單元沿其縱向中心線延伸，如在圖中由虛線表示的具有空的圓柱體經它導體1952的同軸橫電磁波單元。
該空的圓柱體具有端壁錐形，用於避免高頻場在該空的圓柱體之中的反射或者衰減，並且保留在其中一個光學調製設備1910。
如在圖19(a)中清楚地示出的，光學調製設備1910由透鏡1920和1921、偏振器1902、磁光的單元1901以及檢偏振器1903構成。
在操作中，從光纖1908併入的光被在透鏡1920轉換為平行光束，並且穿過偏光鏡1902使得其被線性偏振。線性偏振的光作為施加於此的高頻場的作用由磁光的單元1901經歷偏振面轉動，然後作為偏振面之旋轉的作用由檢偏振器1921在強度上調製。從檢偏振器1903出來的光進入透鏡1921，使得其被集中於光纖1909的一個端上。在用於消除對補償光損耗的需要，偏振器1902、磁光的單元1901和檢偏振器1903足夠薄的情況下，透鏡1920和1921可以省略。
橫電磁波單元1946具有例如由鑽圓柱體的壁形成的兩個孔1954。具有給定的垂直偏移的孔1954被定位在大體上垂直於中心導體1952的長度方向，如在圖中所看到的。光纖1908和1909例如由膠粘劑固定在孔1954中，去在橫電磁波單元1946之內保留光學調製設備1910。做為選擇，在磁光的單元1901位於橫電磁波單元1946的中央部分之內的時候，光學調製設備1910的透鏡1920和1921可以被固定在孔1954中。
當高頻信號被從高頻信號發生器(未示出)輸入時，中心導體1952產生與其同軸的高頻場(即，橫電磁波單元1946的縱向中心線)，高頻信號發生器在結構方面是與在上述的實施例中的相同的。因此，施加於磁光的單元1901的高頻場的方向大體上與光學調製設備1910的縱向一致(即，光信號的傳播方向)。當高頻場施加於磁光的單元1901的方向完全與光信號的傳播方向一致時，將產生最大的調製度，然而可是當高頻場的施加方向是在到光信號的傳播方向±15°範圍之內時，不能大大降低調製度。具體地，高頻場的施加方向可以定位垂直於磁光的單元1901的端面在±15°範圍內。
直流磁場發生器由直流發生器1930、直流磁場產生線圈1931和用於提高施加直流偏壓場到磁光的單元1901的效率的軟磁芯1932構成。施加於光學調製設備1910(即磁光的單元1901)的直流偏壓場在到垂直於高頻場的施加方向延伸線±30°範圍內任何方向上穿過光學調製設備1910的側壁。
橫電磁波單元1946的末端由終端負載1950終止，終端負載通常由電阻製成，用於避免高頻信號在橫電磁波單元1946的末端上的反射。如果高頻信號發生器的輸出阻抗、橫電磁波單元1946的阻抗和終端負載1950的阻抗被設置為彼此匹配，這個實施例的磁光調製器將能夠實施在很寬的低頻到高頻範圍內的調製，例如0.1MHz到2GHz。
在這個實施例中，從上述的討論中明顯的看出，起調整高頻場發生器的阻抗作用的阻抗調節器是由橫電磁波單元1946和終端負載1950實現的。
代替終端負載1950，橫電磁波1946該末端可以短路，類似於同軸諧振腔或者具有濾波電路設置其上，用於反射具有特有的頻率的信號分量，因此能夠使強的或者大功率光信號在特有的頻率上被調製。
在這個實施例的結構中，高頻場在屏蔽於電磁波的空間內產生，使得它避免外來的高頻噪音。
一個典型的電磁金屬屏蔽可以在上述的實施例的每個中使用去避免不需要的高頻場輻射。本實施例的磁光調製器可以用於如上所述的任何一個的光信號傳輸系統。
雖然為了便於更好地理解，通過優選實施例已經公開了本發明，應該理解本發明可以被概括在各種各樣的方法中，而不脫離本發明的原理。因此，本發明應該理解為包括對於示出的實施例的所有可能的體現和改進，其可以包括在附加權利要求中所陳述的而不脫離本發明的原理。
權利要求
1.一種光信號傳輸系統，包括一個發射光束的光源；一個產生高頻信號的高頻信號發生器；一個調製從所述光源發射的光束的磁光調製器，所述磁光調製器包括一個偏振器、一個磁光的單元、一個檢偏振器、一個直流磁場發生器、一個高頻場發生器和一個阻抗調節器，該直流磁場發生器操作以施加直流偏壓磁場給磁光的單元，該高頻發生器響應來自所述高頻信號發生器的高頻信號施加高頻場給磁光的單元，該阻抗調節器操作去調整高頻場發生器的阻抗；一個發送由所述磁光調製器調製的光束的光纖；和一個接收通過所述光纖發射的調製的光束的光接收機。
2.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中該磁光的單元是由多疇磁光材料製成的，並且其中直流磁場發生器產生大於磁光的單元的飽和場的直流偏壓場。
3.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中直流偏壓場施加到磁光的單元的方向與高頻場施加到磁光的單元的方向被定位在90°±30°。
4.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中給所述磁光的單元施加高頻場的方向是定位在一個所述磁光的單元的易磁化軸方向。
5.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中所述磁光的單元具有一個長度，並且其中施加高頻場給所述磁光碟單元的方向是定位在大體上與所述磁光碟單元的長度平行的方向。
6.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中所述光纖是由一種漸變折射率光纖實現的。
7.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中所述光纖是由一種偏光保持光纖實現的。
8.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中該光束是在90°±15°方向輸入給所述磁光調製器的磁光的單元的輸入表面的。
9.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中所述光源是由LED和光纖雷射器的一個實現的。
10.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，進一步包括一個配置在所述光源和所述磁光調製器之間的光放大器。
11.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，進一步包括一個配置在所述光源和所述磁光調製器之間的透鏡。
12.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，進一步包括一個通過所述光纖連接到所述磁光調製器的耦合器，和一個配置在相反於光束輸入表面的磁光的單元的端面上的反射器，以便產生由磁光的單元調製的光束的反射，所述耦合器也連接到所述光接收器去引導調製的光束的反射給所述光接收機。
13.一種如在權利要求1中提出的光信號傳輸系統，其中所述高頻信號發生器是由一個用來以電波的形式接收高頻信號的天線實現的，並且發射該高頻信號給高頻場發生器。
14.一種如在權利要求13中提出的光信號傳輸系統，其中該天線是波道式天線(Yagi天線)、環形天線和拋物面天線的一種。
15.一種磁光調製器，包括一個光束輸入給它的偏振器；一個磁光的單元；一個輸出來自所述磁光的單元的光束的檢偏振器；一個操作以便施加直流偏壓場給所述磁光的單元的直流磁場發生器；一個操作以便施加高頻場給所述磁光的單元的高頻磁場發生器；和一個操作以調整所述高頻場發生器的阻抗的阻抗調節器。
16.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中在沒有施加直流偏壓場的情況下，所述磁光的單元是由具有多疇結構都磁光材料製成的，而且其中所述直流磁場發生器產生大於所述磁光單元的飽和場的直流偏壓場。
17.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中直流偏壓場施加給所述磁光的單元的方向與高頻場施加給所述磁光的單元的方向被定位在90°±30°方向。
18.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中給所述磁光的單元施加高頻場的方向是定位在一個所述磁光的單元的易磁化軸方向。
19.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述磁光的單元具有一個長度，並且其中施加高頻場給所述磁光的單元的方向是定位在大體上與所述磁光的單元的長度平行的方向。
20.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述磁光的單元是由一大塊晶體、多晶體燒結體、晶體薄膜和包含樹脂的合成物以及散布在樹脂中的磁光材料的一種製成的。
21.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述磁光的單元是用雙邊的石榴石晶體薄膜製成的。
22.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中高頻場的頻率是200MHz或者更高。
23.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述阻抗調節器是由一個設計成能允許預選頻率的高頻信號通過其的濾波器實現的，並且被用於所述高頻場發生器或者設計成具有預選頻率諧振的高頻信號的諧振器。
24.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述阻抗調節器是由一個設計成能允許至少兩個不同頻率的高頻信號通過其的濾波器實現的，並且被用於所述高頻場發生器或者設計成具有不同頻率諧振的高頻信號的諧振器。
25.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述直流磁場發生器是由永磁體實現的。
26.一種如在權利要求25提出的磁光調製器，其中永磁體的每個是由鐵氧體材料、基於釤鈷(Sm-Co)材料和基於釹鐵硼(Nd-Fe-B)材料的一種製成的。
27.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述直流磁場發生器包括一個電磁體和一個提供電流給該電磁體的直流發生器。
28.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述直流磁場發生器形成一個大體上閉合的磁路。
29.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述偏振器、所述磁光的單元和所述檢偏振器是在單個襯底上製造的。
30.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述偏振器、所述磁光的單元和所述檢偏振器是插入在以直線設置的戒尺之間的。
31.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述高頻場發生器是安置在所述磁光的單元的一個端面上。
32.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述磁光的單元是這樣定位的，使得光束在90°±30°輸入給所述磁光的單元的一個輸入面。
33.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述高頻場發生器是由一個其最小內徑是在10μm到1000μm範圍之內的線圈實現的。
34.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述磁光的單元是由一個由石榴石晶體薄膜製成的光波導向裝置製成的。
35.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，其中所述阻抗調節器是由一個橫電磁波單元(TEM cell)和一個終端負載組成的。
36.一種如在權利要求35提出的磁光調製器，其中所述阻抗調節器是設計成能在給定的頻率諧振。
37.一種如在權利要求15提出的磁光調製器，進一步包括一個電磁波屏蔽外殼，在其中配置有所述偏振器、所述磁光的單元、所述檢偏振器和所述高頻場發生器。
全文摘要
提供一種裝備有磁光調製器的光信號傳輸系統。該磁光調製器起調製從光源發射的光束的作用,並且由偏振器、磁光的單元、檢偏振器、直流磁場發生器、高頻場發生器和阻抗調節器構成。該直流磁場發生器起施加直流偏壓場給磁光的單元的作用。高頻發生器響應來自所述高頻信號發生器的高頻信號,施加一個高頻場給磁光的單元。阻抗調節器起調整高頻場發生器的阻抗作用,用於建立高頻信號到高頻場發生器的有效傳輸,因此提高調製範圍達到頻率高於一般的磁光調製器的上限頻率。直流偏壓場的施加和阻抗調節器的使用實現對於鐵磁諧振頻率是有效的磁光調製器。
文檔編號G02F1/09GK1357978SQ0113930
公開日2002年7月10日 申請日期2001年10月26日 優先權日2000年10月27日
發明者峰本尚, 伊藤伸器, 石河大典, 石塚訓 申請人:松下電器產業株式會社