Что такое магнитооптические модуляторы?

Магнитооптическими называют такие модуляторы, которые в своей работе используют магнитооптические эффекты в твердых телах. Магнитооптические модуляторы предназначены для изменения во времени одного или нескольких параметров оптического сигнала: амплитуды, фазы, частоты или поляризации.

Классификация. Магнитооптические модуляторы классифицируют по виду используемых магнитооптических эффектов. Различают модуляторы, применяемые эффекты Коттона-Мутона и Фарадея.
Возможна также классификация по магнитооптическими материалами. выделяют магнитооптические модуляторы, изготовленные на основе прозрачных ферритов, феррит-гранатов, антиферромагнетиков и тому подобное.

Строение. Для построения магнитооптических модуляторов необходимые прозрачные магнитные материалы. Ими являются феррит-гранаты — ферриты с примесями редкоземельных элементов. Их общая структурная формула %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9, где R — редкоземельный элемент, который входит в состав феррита. Основными элементами конструкции магнитооптического модулятора является кристалл феррит-граната и анализатор (рис. 1). Как и в электрооптических, в магнитооптических модуляторах используют два оптических кристаллы с взаимноортогональными кристаллографическими осями, которые необходимы для компенсации температурных колебаний окружающей среды.

Работа. Принцип действия магнитооптических модуляторов заключается в том, что, пропуская линейно поляризованные световое излучение через прозрачный ферогранатовий кристалл, помещенный в магнитное поле, меняя напряжение магнитного поля, возвращают плоскость поляризации, то есть осуществляют фазовую модуляцию. А ставя на выходе анализатор, превращают фазовую модуляцию в
амплитудную благодаря разному прохождению оптических сигналов, имеющих различную поляризацию.

%d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9

Рис. 1. Строение магнитооптического модулятора с использованием эффекта Фарадея

Свойства. Монокристаллические ферриты, в том числе и феррит-гранаты, о которых говорилось выше, имеют кубическую кристаллическую решетку, большое сопротивление %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9, высокую прозрачность до диапазона длин волн 1,5 … 2 мкм. Это их ценной свойством, которое позволяет использовать их в оптическом диапазоне спектра, в том числе и в магнитооптических модуляторах. Их кофициента поглощения по сравнению небольшой. Например, для феррита-гранатов %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9 для видимого света и инфракрасного %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9.

Пластинка ортофериту толщиной 1 мкм пропускает 95% света в диапазоне %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9, а пластинка толщиной 50 мкм — 50% красного света %d0%b1%d0%b5%d0%b7%d1%8b%d0%bc%d1%8f%d0%bd%d0%bd%d1%8b%d0%b9.
Что касается магнитооптических модуляторов, изготовленных из этих материалов, то необходимо отметить, что их быстродействие меньше, чем электрооптических, но добротность, которая определяется отношением запасенной энергии к потерянной за период, — больше.

Применение. Имея меньше электрооптические модуляторы быстродействие, но большую добротность (меньшие потери), магнито модуляторы применяют в высокодобротных, но не очень быстродействующих оптоволоконных линиях передачи данных, в таких же высокодобротных и не очень быстродействующих вычислительных системах, работающих с двумерными числами большого формата и тому подобное.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

CAPTCHA image
*