專利名稱：向法拉第元件施加磁場旋轉光信號偏振的可變光衰減器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種可變光衰減器，通過當光信號通過法拉第元件時旋轉光信號的偏振來衰減光信號。更具體地說，本發(fā)明涉及光信號的偏振的旋轉角，用于旋轉光信號的偏振的電磁鐵和永久磁鐵的結構，以及從可變光衰減器輸出的光信號的功率電平或光的功率電平的控制。
圖28是使用波分多路復用的傳統(tǒng)的光通信系統(tǒng)的示意圖。參見圖28，多個光發(fā)送器(OS1...OSn)200以對應的波長(λ1...λn)發(fā)送光信號。該光信號是從光發(fā)送器200內部的一個光源產生的，典型的為一個激光二極管(LD)。由光發(fā)送器200發(fā)送的光信號由一個多個復用器(MUX)210結合成為一個波分多路復用的信號，通過光纖維220傳播。光放大器230放大該波分多路復用信號。一個去多路復用器(DEMUX)240對波分的多路復用信號去多路復用，成為多個波長為λ1...λn的單獨的光信號。多個光接收器，或單個可調諧光接收機250，可用于檢測各光信號。光頻率控制器260和光頻率標準裝置270可用來控制光發(fā)送器200的發(fā)送頻率。
在光通信系統(tǒng)中，經常需要調整光信號的強度(光功率)。例如，信號的質量是由光信號的強度和光信號中的噪聲的強度之間的比來決定的。該比通常稱為光信噪比(光SNR)。因此，有必要經常調整光信號的強度以將光SNR增加到預定的水平之上。
此外，為了增加圖28中所示的光通信系統(tǒng)中的波分多路復用信號的光SNR，對各個光信號通常需要具有相同的光強度。但是，每個光信號的電平隨著產生光信號的光源的輸出功率中的變化以及隨著光通信系統(tǒng)中的光學元件的插入損失而發(fā)生不希望的改變。而且，光放大器比較典型地具有取決于波長的增益，由此，使得各個光信號具有不同的光強度。
可變光衰減器是典型地用來控制每個光信號的強度的，從而保持每個光信號為相同的光強度。一般來說，可變光衰減器衰減，或減小某些光信號的強度，使得所有的光信號保持為相同的強度。
在傳統(tǒng)的光衰減器中，一個適當的物質被加到玻璃基板上，使得在基板上的透光度連續(xù)地變化。通過機械地改變光信號經過玻璃基板的位置即可以改變光信號的衰減。但是，光信號的位置的這種機械地改變，使得光衰減器相對較慢并具有不希望的較大的體積。因此，要在光發(fā)送器中提供這種機械改變的可變衰減器是很困難的。
日本延遲公開專利申請No.6-51255，名稱“光衰減器”公開了一種可變光衰減器，它無需機械的改變操作。圖29公開了這種可變光衰減器9。參見圖29，該可變光衰減器包括一個磁光晶體1，偏振器2，永久磁鐵3和電磁鐵4。光信號由一個偏振器線性偏振(未示出)，從而提供一個線性偏振的光信號5。線性偏振的光信號5沿著光通路通過磁光晶體1。永久磁鐵3施加一個與光通路平行的磁場。電磁鐵4施加一個與光通路垂直的可變磁場。該可變磁場通過控制加到電磁鐵4中的電流可得到控制。由永久磁鐵3提供的磁場和由電磁鐵4提供的磁場結合起來形成一個最終的，或復合的磁場，當線性偏振的光信號5經過磁光晶體1通過光通路時，旋轉其偏振。磁光晶體1，永久磁鐵3和電磁鐵4一起形成一個法拉第元件9。
當磁光晶體1具有較大數目的光疇時，就會產生較大的光損失。但是，如果有永久磁鐵3施加的磁場大于飽和程度時，復合的磁場變?yōu)榇笥陲柡痛艌?。在這種情況下，在磁光晶體1內部的磁疇基本結合為一個大的疇，從而減少了光損失。
由于由電磁鐵4產生的磁場的強度隨著電磁鐵4中的電流的電平而改變，復合磁場的的方向隨著電流的電平而改變。光信號5的偏振方向，按著稱為“法拉第現(xiàn)象”物理原理，被復合磁場旋轉。其旋轉角(即，“法拉第旋轉”)與平行于光通路的復合磁場的分量(磁化矢量)的強度有關。
法拉第旋轉θ由下述公式(1)給出。
公式(1)θ＝V·L·H其中V為根據形成磁光晶體1的物質確定的Verdet常數，L為光通路，H為磁場強度。
參見圖29，偏振方向被旋轉的光信號5傳播到偏振器2。如果偏振器2偏振方向與光束5的偏振方向相同，則整個光束5通過偏振器2。如果偏振方向不相符，則只有光束5中的與偏振器2的偏振方向相同的分量通過偏振器2。如果偏振方向相互之間具有90度的差，則光束5不能通過偏振器2，從而，提供光束5的最大的衰減。這樣，可以通過控制法拉第旋轉θ來確定光束5的那一部分通過偏振器2。
日本延遲公開專利申請No.6-51255還公開了另一種光衰減器。這種光衰減器被示于圖30?，F(xiàn)在參見圖30，由光纖6a提供的光信號的一部分通過由雙折射晶體8a和8b的雙折射效果被引導到光纖6b。透鏡7a和7b被用于對光信號聚焦。法拉第旋光器9，例如如圖29所示的法拉第旋光器9被置于雙折射晶體8a和8b之間。被引導到光纖6b的光信號與整個光信號的比可以通過調整法拉第旋光器9的法拉第旋轉角而得到控制。因此，光信號的功率可以被可變地衰減。
圖29中所示的可變光衰減器需要對光束線性偏振，而圖30所示的可變光衰減器不需要對光束在任何方向上偏振。
圖29和30所示的可變光衰減器不需要任何機械改變操作，因此不需要任何移動部件。因此，這種可變光衰減器與需要機械改變的部件的傳統(tǒng)的可變光衰減器相比提供了改進的可靠性。
但是，利用圖29所示的可變光衰減器，法拉第元件1通常是可提供法拉第效應的釔-鐵-柘榴石(YIG)板或者一個柘榴石厚膜。但是，由這種法拉第元件提供的法拉第旋轉通常依賴于波長和溫度。
表1列出了由法拉第元件提供的法拉第旋轉的波長依賴性和溫度依賴性，以及相對于波長或溫度的變化法拉第旋轉產生的變化。測量是根據在1550nm產生45度法拉第旋轉的法拉第旋光器得出的。當柘榴石厚膜的成分改變時，柘榴石厚膜的特性也發(fā)生改變。表1顯示了相對地較大的改變。表1中的負號表示法拉第旋轉隨著波長或溫度的增加而減小。
圖31為顯示磁場強度H和法拉第旋轉之間的關系的示意圖。參見圖31，隨著磁場強度H的增加，法拉第旋轉增加了一個梯度V*L。在磁場強度的一定程度之外，法拉第旋轉飽和。該飽和顯示在磁光晶體內部的磁疇被結合成為一個磁疇。圖31顯示了梯度V*L隨著溫度或者波長的變化的變化。結果，Verdet常數具有不希望的波長依賴性和溫度依賴性。
因此，圖29和30所示的可變光衰減器依賴于波長和溫度，這是所不希望的。此外，圖30所示的可變光衰減器具有輕微的偏振損失。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種可變光衰減器，它不依賴于溫度和波長。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種相對緊湊的，需要較小的驅動電流并有效地提供磁場的可變光衰減器。
本發(fā)明的進一步的目的是提供一種具有較小的偏振損失的可變光衰減器。
本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將通過下述的描述說明，以及通過描述或者本發(fā)明的實踐變得更為明顯。
本發(fā)明的前述目地是通過這樣一種設備完成的，它對沿第一方向偏振的光信號進行衰減。該設備包括一個偏振旋轉單元和一個輸出單元。該偏振旋轉單元旋轉光信號的偏振，產生具有第一方向偏振分量和相對于第一方向80度±30度的第二方向偏振分量的偏振旋轉的光信號。輸出單元通過偏振旋轉的光信號的第二方向的偏振分量，阻止偏振旋轉的第一方向的偏振分量。
本發(fā)明的目的也通過提供這樣一種設備取得，該設備包括，一個磁光元件，一個磁路(例如電磁鐵)，一個永久磁鐵。光信號沿著光路傳播通過磁光元件。磁路向磁光元件提供一個可變磁場。永久磁鐵向磁光元件提供一個永久磁場?？勺兇艌龊陀谰么艌鼋Y合一起形成一個最終的，或復合的磁場，當光信號通過磁光元件時旋轉光信號的偏振。永久磁鐵具有一個平行于光路的方向的分量，使得， 當沒有可變磁場通過磁路被加到磁光元件時，永久磁場使光信號的偏振被旋轉。
此外，本發(fā)明的目的還通過提供下面的設備取得，該設備包括一個磁光元件和一個磁路。光信號傳播通過磁光元件。磁路用于向磁光元件提供磁場，當光信號傳播通過磁光元件時，旋轉光信號的偏振。磁路包括一個具有一個第一端和一個第二端以及第一端和第二端之間有一個間隙的磁軛。磁場從磁軛的第一端傳播到第二端，磁光元件位于所述間隙之間。
此外，本發(fā)明的目的還通過提供下面的設備取得，該設備包括一個偏振旋轉單元和一個控制裝置。偏振單元接收光信號并旋轉光信號的偏振產生一個偏振旋轉的光信號。輸出單元通過偏振旋轉的光信號的至少一部分作為輸出信號?？刂蒲b置確定輸出信號的功率電平以及控制偏振旋轉單元的旋轉量，保持輸出信號的功率電平為恒定值。或者，控制裝置用來確定接收的光信號的功率電平和輸出信號的功率電平并控制偏振旋轉單元的旋轉量，保持輸出信號的功率電平和接收的光信號的功率電平的比值為恒定值。
此外，本發(fā)明的目的還通過提供下面的設備取得，該設備包括一個光放大器和一個光衰減器。光放大器放大光信號并具有一個依賴波長的增益。光衰減器衰減光信號。光衰減器具有一個與光放大器的依賴波長的增益相反的依賴波長的衰減特性。
下面，通過結合附圖對本發(fā)明的最佳實施例的描述，本發(fā)明的其他目的和優(yōu)點將變得更為明顯。


圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的可變光衰減器的示意圖。
圖2(A)顯示了0度設置的偏振器(P)，法拉第元件(FR)和一個檢偏器(A)，其中偏振器的偏振方向與檢偏器的偏振方向相同。
圖2(B)為45度設置的偏振器(P)，法拉第元件(FR)和一個檢偏器(A)，其中偏振器的偏振方向相對于檢偏器的偏振方向為45度。
圖2(C)為90度設置的偏振器(P)，法拉第元件(FR)和一個檢偏器(A)，其中偏振器的偏振方向相對于檢偏器的偏振方向為90度。
圖3顯示了相對于圖2(A)所示的0度設置的法拉第旋轉的衰減的示意圖。
圖4顯示了相對于圖2(B)所示的45度設置的法拉第旋轉的衰減的示意圖。
圖5顯示了相對于圖2(C)所示的90度設置的法拉第旋轉的衰減的示意圖。
圖6顯示了法拉第旋轉的變化相對于波長變化和溫度變化之間的關系的示意圖。
圖7(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為0度時相對于波長的任意衰減的示意圖。
圖7(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為0度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。
圖8(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為45度時相對于波長的任意衰減的示意圖。
圖8(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為45度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。
圖9(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為70度時相對于波長的任意衰減的示意圖。
圖9(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為70度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。
圖10(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為80度時相對于波長的任意衰減的示意圖。
圖10(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為80度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。
圖11(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為90度時相對于波長的任意衰減的示意圖。
圖11(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為90度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。
圖12是根據本發(fā)明的一個實施例的可變光衰減器的示意圖。
圖13是根據本發(fā)明的另一個實施例的可變光衰減器的示意圖。
圖14是根據本發(fā)明的一個實施例，對圖13所示的可變光衰減器進行的改進的示意圖。
圖15是根據本發(fā)明的一個實施例，對圖14所示的的可變光衰減器進行的改進的示意圖。
圖16是根據本發(fā)明的一個實施例的可變光衰減器的磁路示意圖。
圖17(A)和17(B)分別是根據本發(fā)明的一個實施例，對圖16所示的可變光衰減器進行的改進的頂部剖視圖和側面剖視圖的示意圖。
圖18是根據本發(fā)明的另外的一個實施例的可變光衰減器的示意圖。
圖19為顯示一個摻雜鉺的光纖放大器(EDFA)的典型的放大特性的示意圖。
圖20為顯示根據本發(fā)明的實施例的，具有可變光衰減器的光傳輸單元的示意圖。
圖21為顯示根據本發(fā)明的實施例的，被調整消除光放大器的波長依賴性的可變光衰減器的衰減特性的示意圖。
圖22是根據本發(fā)明的另一個實施例的可變光衰減器的示意圖。
圖23是根據本發(fā)明的一個實施例，對圖22所示的的可變光衰減器進行的改進的示意圖。
圖24(A)，24(B)和24(C)分別為根據本發(fā)明的另一個實施例的可變光衰減器的整體透視圖，頂視圖和正視圖。
圖25為根據本發(fā)明的實施例的，可變光衰減器的電磁鐵的示意圖。
圖26(A)和26(B)分別是根據本發(fā)明的一個實施例的可變光衰減器的頂視圖和側視圖。
圖27(A)和27(B)是顯示根據本發(fā)明的實施例的可變光衰減器的偏置磁場的方向模式的示意圖。
圖28(現(xiàn)有技術)為顯示傳統(tǒng)的利用波分多路復用的光通信系統(tǒng)的示意圖。
圖29(現(xiàn)有技術)為顯示傳統(tǒng)的可變光衰減器的示意圖。
圖30(現(xiàn)有技術)為顯示傳統(tǒng)的可變光衰減器的示意圖。
圖31為顯示磁場H和法拉第旋轉之間的關系的示意圖。
下面參照附圖中的例子，詳細描述本發(fā)明的實施例，其中相同的標號表是相同的部件。
圖1是根據本發(fā)明的一個實施例的可變光衰減器的示意圖。現(xiàn)在參見圖1，可變光衰減器包括一個偏振器(P)10，一個法拉第元件(FR)20，一個檢偏器(A)30。法拉第元件20為一一個磁光元件，例如磁光晶體。光束5由偏振器10接收和偏振。被偏振的光束5經過法拉第元件20然后通過檢偏器30。
電磁鐵50包括一個磁軛52和線圈54，并向法拉第元件20施加一個可變磁場。由電磁鐵50施加的磁場的幅度可以通過改變加到線圈54的電流“i”而得到改變。該可變磁場平行于當光束5傳播通過法拉第元件20時光束5的光通路。
永久磁鐵40向法拉第元件20施加一個永久磁場。由永久磁鐵40施加的可變磁場垂直于當光束5傳播通過法拉第元件20時光束5的光通路。
偏振器10具有一個相應的偏振方向。因此，偏振器10沿著其偏振方向線性地偏振光束5。被線性偏振的光束5傳播通過法拉第元件20，這里，線性偏振的光束5的偏振方向被按照由永久磁鐵40和電磁鐵50產生的復合磁場被法拉第元件20旋轉。更具體地說，該復合磁場具有一個平行于光束5通過法拉第元件20時光束5的傳播方向的矢量分量，或“磁化矢量”。光束5的偏振方向被按照磁化矢量的強度旋轉。通過法拉第元件的光束按照所施加的磁場的這種旋轉被稱為“法拉第效應”。由電磁鐵50施加的磁場的幅度以及復合磁場的方向可通過改變施加到線圈54的電流而得到改變。因此，光束5的旋轉量可通過控制施加到線圈54的電流而得到控制。
由永久磁鐵40施加的磁場應該足夠的大，以便將法拉第元件20內部的磁疇結合成為一個單一的磁疇。結果，由永久磁鐵40和電磁鐵50產生的復合磁場是如此之大，以至光束5在法拉第元件20內部的損失相對地較小。
檢偏器30具有一個相對的偏振方向，并接收來自法拉第元件20的偏振旋轉的光束5。當偏振旋轉的光束5的偏振方向與檢偏器30的偏振方向不一致時，光束5的一部分或者總體都被檢偏器30阻擋，從而衰減光束5。
偏振器10和檢偏器30是這樣設置的，使得當法拉第元件20不產生法拉第旋轉時(即，在施加到法拉第元件20的復合磁場中基本沒有磁化矢量分量)由偏振器10線性偏振的光束5的偏振方向基本垂直于檢偏器30的偏振方向。結果，減小由可變光衰減器產生的衰減的溫度依賴性和波長依賴性是有可能的。
線性偏振的光束5的偏振方向和檢偏器的偏振方向之間的垂直關系也可以通過設置一個能夠在光路中旋轉偏振光的波片，并調整偏振器10和檢偏器30來實現(xiàn)。例如，既使當偏振器10和檢偏器30之間沒有角分離時(即，當偏振器10和檢偏器30之間為0度角設置時)，所需的垂直設置基本上可以通過設置一個波片并旋轉偏振光90度來取得。
在序列號為08/704, 946，1996年8月29日遞交的美國專利申請，名稱為“在磁光元件中產生均勻磁場的法拉第旋轉器”中公開了一種可變光衰減器，這里引用作為參考。
此外，在圖1中所示的可變衰減器中(包括在上述的名稱為“在磁光元件中產生均勻磁場的法拉第旋轉器”的美國專利申請的可變光衰減器中)，偏振器10的偏振方向和檢偏器30的偏振方向之間的角度差可通過物理的方法被設置為所需的值。但是，為了描述方便，下面只是以舉例的方式描述三個角度差(設置)。
圖2(A)顯示了0度設置的偏振器(P)，法拉第元件(FR)和一個檢偏器(A)，其中偏振器的偏振方向與檢偏器的偏振方向平行。圖2(B)為45度設置的偏振器(P)，法拉第元件(FR)和一個檢偏器(A)，其中偏振器的偏振方向相對于檢偏器的偏振方向為45度。圖2(C)為90度設置的偏振器(P)，法拉第元件(FR)和一個檢偏器(A)，其中偏振器的偏振方向相對于檢偏器的偏振方向為90度。圖2(C)所示的布置被用于本發(fā)明的可變光衰減器。
由可變光衰減器提供的衰減A有下列公式(2)給出，其中θ表示由法拉第元件旋轉的光的偏振方向和檢偏器的偏振方向之間的相對角度，E表示構成可變光衰減器的光元件的消光比，L0表示光元件的內部損失。
公式(2)A＝10log(cos2(90-θ+E))+L0參照上述的公式(2)，由可變光衰減器提供的衰減A隨著cos2θ的增加而增加。
圖3顯示了相對于圖2(A)所示的0度設置的法拉第旋轉的衰減的示意圖。圖4顯示了相對于圖2(B)所示的45度設置的法拉第旋轉的衰減的示意圖。圖5顯示了相對于圖2(C)所示的90度設置的法拉第旋轉的衰減的示意圖。在圖3，4，5中，法拉第旋轉被稱作為控制角(度(deg))。
在圖2(A)中所示的0度設置中，當法拉第旋轉為0度(沒有施加磁場)時，衰減為最小。隨著法拉第衰減的增加，衰減也增加。在法拉第旋轉為90度時，衰減為最大。隨著法拉第旋轉接近20度，衰減逐漸變化，在接近90度的法拉第旋轉時，衰減急劇地變化。為了以所需的方式控制衰減，需要法拉第元件的長度L足夠的長，以允許90法拉第旋轉。
在圖2(B)中所示的45度設置中，當法拉第旋轉為0度(沒有施加磁場)時，衰減為3db。在法拉第旋轉為-45度時，衰減為最小。在法拉第旋轉為+45度時，衰減為最大。在法拉第旋轉接近45度時，相對于法拉第旋轉衰減急劇地變化。通過施加一個反向電流，即可獲得一個反向的法拉第旋轉。因此，需要法拉第元件的長度要允許45度法拉第旋轉。所以，在圖2(B)中所示的設置中的法拉第元件的長度可以為圖2(A)中所示的設置的法拉第元件的長度的一半。
在圖2(C)中所示的90度設置中，當法拉第旋轉0度(沒有施加磁場)時，衰減為最大。隨著法拉第衰減的增加，衰減也增加。在法拉第旋轉為90度時，衰減為最小。應當注意的是在0度的法拉第旋轉附近，衰減急劇地變化，在接近90度的法拉第旋轉時，衰減逐漸地變化。為了以所需的方式控制衰減，需要法拉第元件的長度L足夠的長，以允許90法拉第旋轉。
如上所述，隨著衰減達到其最大值，衰減隨著法拉第旋轉中的小的改變急劇變化。
申請人已經確定法拉第旋轉相對于波長或者溫度的變化的變化依賴于法拉地旋轉的幅度。
更具體地說，圖6顯示了法拉第旋轉的變化相對于波長變化和溫度變化之間的關系的示意圖。參見圖6，法拉第旋轉的變化與法拉第旋轉的幅度成正比。當法拉第旋轉為0度(沒有施加磁場)時，法拉第旋轉相對于波長或溫度的變化為0度。隨著法拉第旋轉的增加，法拉第旋轉中的變化也增加。
因此，當不發(fā)生法拉第旋轉(當由永久磁鐵和電磁鐵產生的復合磁場不具有平行于光束的磁化分量時)，由于波長或者溫度的變化而造成的法拉第旋轉中的變化為最小。通過設置偏振器和檢偏器，使得在不存在法拉第旋轉的情況下，得到最大的衰減，相對于法拉地旋轉中的變化的衰減的變化變?yōu)樽钚　Ｒ虼?，可以減小衰減的溫度依賴性和波長依賴性。在這方面，圖2(C)所示的90度設置是所希望的。
圖2(C)所示的設置保證了在0度法拉第旋轉時可以得到最大的衰減，并且特征在于由于波長或者溫度的變化的法拉第旋轉中的變化最小，所述衰減在接近0度法拉第旋轉時急劇變化。而且，根據該設置，當法拉第旋轉較大時可獲得較小的衰減，且特征在于由于波長或者溫度的變化而產生的法拉第旋轉中的變化較大，當法拉第旋轉較大時衰減逐漸地變化。
更具體地說，偏振器和檢偏器的偏振方向被相互90度設置，使得在法拉第旋轉為0度時可以獲得最大的衰減。當光的透射率為最大時(即，當法拉第旋轉為90度時)，由于波長或者溫度的變化，法拉第旋轉變化極大。但是，當光透射率為最大時，相對于法拉第旋轉的衰減只是適當地變化。
表2顯示了偏振器和檢偏器的0度設置，45度設置和90度設置的特性?，F(xiàn)在參見表2，在0度設置和90度設置中的輸入端和輸出端沒有區(qū)別。相反，45度的設置是沒有互換性的，輸入側和輸出側的互換會產生不同的操作。當沒有施加電流時，該設置在兩個方向上提供3db的衰減。當光束通過一個方向未經受任何衰減時，從另一端輸入的光束經受到最大的衰減。換句話說，45度設置起到一個隔離器的作用。
圖7-11為顯示相對于波長的衰減特性的示意圖。更具體地說，圖7(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為0度時相對于波長的任意衰減的示意圖。圖7(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為0度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。在圖7(B)中，所述的偏差被相對于1545nm的波長規(guī)一化。
圖8(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為45度時相對于波長的任意衰減的示意圖。圖8(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為45度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。在圖8(B)中，所述的偏差被相對于1545nm的波長規(guī)一化。
圖9(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為70度時相對于波長的任意衰減的示意圖。圖9(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為70度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。在圖9(B)中，所述的偏差被相對于1545nm的波長規(guī)一化。
圖10(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為80度時相對于波長的任意衰減的示意圖。圖10(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為80度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。在圖10(B)中，所述的偏差被相對于1545nm的波長規(guī)一化。
圖11(A)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為90度時相對于波長的任意衰減的示意圖。圖11(B)為顯示當偏振器和檢偏器的偏振方向相互為90度時相對于波長的任意衰減的偏差的示意圖。在圖11(B)中，所述的偏差被相對于1545nm的波長規(guī)一化。
在具有圖7(A)和7(B)所示的特性的0度設置中，當目標衰減大于20db時，衰減相對于波長偏差較大。相反，按照圖11(A)和11(B)所示的90度設置，既使目標衰減大于35db，相對于波長，在衰減中只發(fā)生較小的偏差。對于1db的衰減法拉第衰減相對較大。例如，對于波長中的±15nm的變化，法拉第旋轉表現(xiàn)出±2.5度的變化。但是，如圖11(B)所示，在衰減中的偏差低于±0.01db。因此，光傳輸操作未受到影響。
當可變光衰減器被應用于光傳輸單元時，要頻繁地使用0-20db的級別的衰減。計算表明，在80度設置中-其特性被示于圖10(A)和10(B)，在0-20db的級別的衰減的偏差為最小。此外，考慮到可變光衰減器被通常使用的情況，通過設置偏振器和檢偏器使得它們的偏振方向相互分開80±30度，波長依賴性即可被減小到對實際使用不產生任何問題的程度。
因此，利用圖1所示的可變光衰減器，當法拉第元件20不提供法拉第旋轉時，偏振器10和檢偏器30被設置使得光束5的偏振方向(由偏振器10偏振)與檢偏器30的偏振方向呈直角。但是，偏振方向可被設置得相差80±30度。
上面所述的偏振器和檢偏器的偏振方向之間的關系不限于圖1所示的可變光衰減器，也可適用于按照其他方式構造的可變光衰減器。
因此，根據本發(fā)明的上述實施例，可變光衰減器衰減以第一方向偏振的光信號?？勺児馑p器包括一個永久磁鐵，一個電磁鐵和一個法拉第元件，它們共同被稱為“偏振旋轉單元”?？勺児馑p器還包括一個檢偏器，它可被稱為“輸出單元”。偏振旋轉單元旋轉光信號的偏振方向，產生一個具有第一方向的偏振分量的偏振旋轉光信號，和一個具有與第一方向相差80±30度的第二方向的偏振分量的偏振旋轉光信號。輸出單元通過偏振旋轉的光信號的第二方向的偏振分量，阻止偏振旋轉光信號的第一方向的偏振分量。這種“輸出單元”并不限于檢偏器，其它可以通過一個偏振分量并阻止其他偏振分量的裝置也用來作為輸出單元。
圖12是根據本發(fā)明的另一個實施例的可變光衰減器的示意圖。象圖1所示的可變光衰減器那樣，圖12所示的可變光衰減器包括偏振器10，法拉第元件20和檢偏器30。偏振器10和檢偏器30的偏振方向被設置得基本上互相垂直。因此，為了描述方便，假定他們的偏振方向分開90度。電磁鐵55包括一個磁軛57和線圈59，并沿著垂直于光束5的行進，或者光路的方向向法拉第元件施加磁場。一對永久磁鐵42向法拉第元件20施加磁場。永久磁鐵42的每個都是環(huán)形的并且中間有通孔。由永久磁鐵42產生的磁場被沿著光束5的行進，或者光路的方向施加到法拉第元件20。
因此，偏振器10線性偏振光束5。線性偏振的光束5經過永久磁鐵42中的一個的通孔通過法拉第元件。當光束5通過法拉第元件20時，光束5的偏振按照由永久磁鐵42施加的磁場和電磁鐵55施加的磁場結合形成的復合磁場旋轉。偏振旋轉的光束5通過永久磁鐵42的另一個的通孔被施加到檢偏器30。由永久磁鐵42產生的磁場最好足夠強，使得法拉第元件20中的磁疇被結合在一起。因此，由永久磁鐵42和電磁鐵55產生的復合磁場也較大，使得光束5在法拉第元件的內部產生較小的損失。
當加到線圈59的電流為0A時，只有永久磁鐵42產生的磁場被施加到法拉第元件20。在這種情況下，根據法拉第旋轉的原理，光束5的偏振方向被極大地旋轉。當法拉第旋轉為90度時，光束5將完全通過檢偏器30，使得光束5的衰減最小。當加到線圈59的電流增加時，復合磁場的磁化矢量(即，在光束5的行進方向的矢量分量)減小，從而減小了法拉第旋轉量。當法拉第旋轉大體為0度時(即，當由永久磁鐵42和電磁鐵55產生的復合磁場大體垂直于光束5的行進方向時)，光束5將不被旋轉并不通過檢偏器30，從而光束5的衰減最大。圖12所示的法拉第旋轉和可變光衰減器的衰減之間的關系與圖5中所示的相同。
當法拉第旋轉相對較大時，相對于波長中的變化的法拉第旋轉中的變化也較大。但是，根據圖12中所示的設置，相對于法拉第旋轉中的變化的衰減的變化較小，如圖5所示。因此，相對于波長變化的衰減的變化被減小。
當法拉第旋轉較小時，相對于波長變化的法拉第旋轉的變化也較小，因此，相對于法拉第旋轉的變化的相對較大的衰減的變化被消除。因此，相對于波長的變化的衰減的變化被減小。
在圖12所示的可變光衰減器中，相對于溫度變化的衰減的變化可以被減小。當圖12中所示的可變光衰減器被應用于光傳輸單元時(即，光發(fā)送器)，偏振器10和檢偏器30的偏振方向最好相差80±30度，與圖1中所示的可變光衰減器的情況相似。
此外，許多種類型的磁路可被構造成具有如本發(fā)明的上述實施例那樣偏振器和檢偏器之間的關系。
下面描述根據本發(fā)明的實施例的可變光衰減器的另一個原理，其中，當加到電磁鐵的電流為0A時，可變光衰減器提供完全的透光率。
根據本發(fā)明的上述的實施例所述的偏振器和檢偏器的90度的設置，將可變光衰減器的波長依賴性和溫度依賴性減小到一個相當小的程度。在圖1所示的可變光衰減器中，當加到電磁鐵50的線圈54的電流(驅動電流)為0A時光束5的衰減最大。因此，提供了一種“故障保護”功能，當控制電路出現(xiàn)故障或者向電磁鐵50提供驅動電流的其它機構出現(xiàn)故障驅動電路被切斷時，衰減自動地變?yōu)樽畲蟆?br> 但是，切斷提供到電磁鐵50的電流不允許光束5通過可變光衰減器。更具體地說，光束5的偏振方向不被旋轉，因此，光束5不能通過檢偏器30。結果，提供到電磁鐵50的電流的不希望的切斷，在利用可變光衰減器的光傳輸單元或者光通信系統(tǒng)中造成不希望的效果。這種不希望的效果可在效果上抵消具有“故障保護”功能的優(yōu)越性。
圖13是根據本發(fā)明的另一個實施例的可變光衰減器的示意圖。圖13中所示的可變光衰減器與圖1中所示的可變光衰減器類似，只是圖13所示的可變光衰減器包括一個電磁鐵60取代電磁鐵50(見圖1)。電磁鐵60包括一個線圈64和一個磁軛62。磁軛62內部有一個永久磁鐵(PM)66。為了簡化圖13，永久磁鐵40(見圖1)仍然存在，但在圖13中未示出。圖13中所示的可變光衰減器的結構的其它方面與圖1中所示的可變光衰減器的對應方面相同。
參見圖13，偏振器10和檢偏器30的設置要使得它們的偏振方向相互分開90度。電磁鐵60中的永久磁鐵66在光束5的行進方向上施加一個偏置磁場。偏置磁場的強度被設置使得法拉第元件20產生的法拉第旋轉為90度。當電流被加到線圈64時由電磁鐵60產生的磁場起消除永久磁鐵66的偏置磁場的作用。
當加到線圈64的電流為0A時，只有光束5的行進方向上的由永久磁鐵66產生的偏置磁場被施加到法拉第元件20。結果，光束5的偏振方向被法拉第元件20旋轉90度。因此，光束5的偏振方向與檢偏器30的偏振方向一致，使得可變光衰減器的光透射率最大。當加到線圈64的電流增加時，偏置磁場被削減使得法拉第旋轉減小并且衰減增加。因此，即使沒有電流被加到電磁鐵60時光束5也可被傳送，并且波長依賴性和溫度依賴性可被減小。
圖14是根據本發(fā)明的一個實施例，對圖13所示的可變光衰減器進行的改進的示意圖?，F(xiàn)在參見圖14，法拉第元件22大約為前面所述的本發(fā)明的實施例的法拉第元件20的長度的一半(例如，圖1中所示的法拉第元件20)。法拉第元件22的設置使得由電磁鐵60中的永久磁鐵66產生的偏置磁場提供一個-45度法拉第旋轉。偏振器10和檢偏器30被設置使得它們的偏振方向相互分開90度。圖14中所示的可變光衰減器的結構的其它方面與圖13中所示的可變光衰減器的對應方面相同。
參見圖14，當沒有電流被加到電磁鐵60時，只有永久磁鐵66產生的偏置磁場被施加到法拉第元件22，使得產生-45度法拉第旋轉。在這種情況下，光透射率為50％。
當電流以正向被加到電磁鐵60時，偏置磁場的強度由于電磁鐵60產生的磁場而被減小，因此，使法拉第旋轉減小。當法拉第旋轉為0度時，衰減為最大。
當電流以反向被加到電磁鐵60時，由電磁鐵60產生的磁場被疊加到偏置磁場上，使得法拉第旋轉在反方向上增加。當法拉第旋轉達到-90度時，光透射率為最大。
當例如由于故障，沒有電路被加到電磁鐵60時，光束5的50％可被發(fā)送通過檢偏器30。波長依賴性和溫度依賴性也可被減小。由于40度的法拉第旋轉保證最大的光透射率，加到電磁鐵的電能可相對較小。因此，圖14所示的可變光衰減器具有較低的功耗。
在圖13和14所示的可變光衰減器中，永久磁鐵被鑲嵌在電磁鐵的磁軛中。但是，形成磁軛的材料的導磁性非常高，使得靠近磁軛定位永久磁鐵可取得與在磁軛中鑲嵌永久磁鐵取得的效果相同的效果。
圖15是根據本發(fā)明的一個實施例，對圖14所示的的可變光衰減器進行的改進的示意圖。
圖15所示的可變光衰減器與圖14所示的可變光衰減器的不同之處在于提供了一個電磁鐵50(其中不包括永久磁鐵)來代替電磁鐵60，一對永久磁鐵70被用來向法拉第元件22以傾斜于光束5的光路的方向施加偏置磁場。
在圖14中所示的可變光衰減器中，由提供在磁軛62中永久磁鐵66產生的偏置磁場被沿著光束5的行進方向施加。但是，為了結合法拉第元件22中的磁疇，可利用另外的永久磁鐵(如同圖1中所示的可變光衰減器中那樣)以垂直于光束5的行進方向的方向施加一個偏置磁場。在這種情況下，法拉第元件22經受一個包括偏置磁場總和的復合磁場。在圖15中所示的可變光衰減器中，復合磁場可以只由永久磁鐵70形成。
因此，圖15所示的可變光衰減器可取的與圖14中所示的可變光衰減器相同的效果，但具有更簡單的結構。圖15中所示的結構不僅適用于圖14中所示的可變光衰減器，而且也適用于包括圖13中所示的可變光衰減器的其它的結構。
因此，根據本發(fā)明的實施例，一種可變光衰減器，包括一個磁光元件和一個磁路。一個光信號沿著一個光路行進到該磁光元件。該磁路(例如，電磁鐵)向磁光元件施加一個可變磁場。一個永久磁鐵向磁光元件施加一個永久磁場。可變磁場和永久磁場結合一起形成一個最終的，或者“復合的”磁場，被施加到磁光元件用于當光信號通過磁光元件時旋轉光信號的偏振。永久磁場具有一個平行于光路的方向的分量，使得當沒有磁路產生的可變磁場被施加到磁光元件時，永久磁場使得光信號的偏振被旋轉。
下面描述根據本發(fā)明的實施例的可變光衰減器的進一步的原理。當可變光衰減器被安裝到光傳輸單元(即，光發(fā)送器)時，施加到磁路的線圈的用于控制由可變光衰減器提供的衰減的驅動電能最好較小，以便具有低功耗。由于這個目的，有必要向法拉第元件有效地施加一個由磁路產生的磁場。
圖16是根據本發(fā)明的一個實施例的可變光衰減器的磁路示意圖。參見圖16，電磁鐵80包括一個磁軛82和線圈84。磁軛82具有端82a和82b，在82a和82b之間有一個間隙。法拉第元件20位于端82a和82b之間的間隙中。在端82a和法拉第元件20，82b和法拉第元件20之間基本沒有間隙存在。因此，法拉第元件20完全填充了端82a和82b之間的間隙。利用這種結構，在磁軛82中產生的磁場基本沒有損失地被有效地施加到法拉第元件20。結果，法拉第元件20經受了相對較強的均勻的磁場。與在法拉第元件和磁軛的端之間存在間隙的可變光衰減器相比，被施加到線圈的電流可被減小。換句話說，與在磁軛的端與法拉第元件之間存在間隙的情況相比，用于電磁鐵80的驅動電能相對較小。
如上所述，基本上沒有空隙存在于端82a和法拉第元件20之間，和端82b和法拉第元件20之間。一般來說，如果實際空隙小于或等于0.05mm，則認為“基本上沒有空隙”存在于磁軛的端和法拉第元件之間。但是，根據磁路的尺寸和應用，術語“基本沒有空隙”指間隙與法拉第元件和磁軛相比，不能大到產生明顯的影響。例如，在本發(fā)明的最佳實施例中，法拉第元件的尺寸典型地為1mm，磁軛的長度典型地為30mm。假定磁軛(例如，由硅鋼形成)的導磁率為空氣的300倍而法拉第元件的導磁率為空氣的3倍，如果間隙(在法拉第元件兩側的間隙之一)的寬度為0.2mm，則間隙的影響是極為明顯的。這種間隙被認為是不希望的大。因此，如上所述，如果間隙小于或等于0.05mm是較好的。
圖17(A)和17(B)分別是根據本發(fā)明的一個實施例，對圖16所示的可變光衰減器進行的改進的頂部剖視圖和側面剖視圖的示意圖。圖17(A)和17(B)所示的可變光衰減器與圖16中所示的可變光衰減器的不同之處在于形成電磁鐵80的一部分的兩個線圈86-1和86-2被提供在法拉第元件20的相鄰的位置，取代單一的線圈例如圖16的線圈84。更具體地說，線圈86-1被繞在磁軛82的端82a，而線圈86-2被繞在磁軛82的端82b。
利用在法拉第元件20附近提供線圈86-1和86-2，由磁軛82中的磁阻產生的影響被減小，使得在磁軛82中產生的磁場被有效地提供到法拉第元件20。這種設置也保證了用于電磁鐵80的驅動能量得以減小。由于由磁軛82形成的環(huán)路的高度被減小，可變光衰減器的高度也被減小。因此，可變光衰減器可以被容易地安裝在光傳輸單元中。
在圖17(B)中，楔形的雙折射晶體被用作偏振器10和檢偏器30，使得偏振依賴性被消除。根據這種結構的操作的描述被公開在日本延遲公開專利申請No.6-51255，名稱為“光衰減器”中，這里作為參考。
圖17(A)和17(B)也示出了一個透鏡87，用于將來自光纖88的光束5導向到發(fā)拉第元件20，透鏡89用于將來自法拉第元件20的光束5導向到光纖91。
下面描述將在磁軛中產生的磁場施加到法拉第元件的另一種方法。參見圖16，圖17(A)和17(B)，在插入法拉第元件20的磁軛82的端82a和82b之間的間隙越窄被施加到法拉第元件20的磁場就越有效率。由于法拉第元件20的相應的導磁性沒有磁軛82的大，由于法拉第元件20，在間隙會產生漏磁場。
由于這種原因，在磁軛82的端82a和82b之間的間隙越小越好。由于間隙變窄傳送光束5所要通過的區(qū)域被減小，需要平行的光束5的直徑被減小。這種要求可以通過縮短透鏡87的焦距來滿足。例如，透鏡87的焦距被減小為0.7mm，平行光束5的直徑大約為140μm。應當注意，考慮到安裝過程中的容差，將磁軛82的端82a和82b之間的間隙設置為例如300μ m(大約為光束5的直徑的兩倍)或更少是相對容易的。
因此，根據本發(fā)明的上述實施例，一個磁光元件和一個磁路形成一個用于旋轉光信號的偏振的偏振旋轉單元。更具體地說，光信號沿著光路傳播通過磁光元件。磁路向磁光元件施加一個磁場以旋轉光信號的偏振。磁路包括一個具有第一端和第二端并且第一端和第二端之間有一個間隙的磁軛。磁場從磁軛的第一端傳遞到第二端，磁光元件位于所述間隙當中。此外，磁光元件填充于所述間隙使得在磁光元件和磁軛的第一端之間基本沒有空隙，在磁光元件和磁軛的第二端之間也基本沒有空隙。此外，磁路也可包括一個第一線圈繞在磁軛的第一端，和一個第二線圈繞在磁軛的第二端。一個第一電流通過第一線圈和一個第二電流通過第二線圈產生磁場，其中磁場可通過控制第一和第二電流而得到控制。
圖18是根據本發(fā)明的另外的一個實施例的可變光衰減器的示意圖。為了簡化敘述，磁路未被示于圖18中?，F(xiàn)在參見圖18，入射光束5通過透鏡87被聚焦在法拉第元件20上。由于光束5的直徑變?yōu)?00μm，因此，可以將磁軛82(在圖18中未示出)的端82a(在圖18中未示出)和端82b(在圖18中未示出)之間的間隙做得更窄。利用圖18中所示的光學系統(tǒng)，所述間隙可以做到200μm窄。因此，可以將磁軛82中產生的磁場有效地施加到法拉第元件20使得用于電磁鐵80的驅動能量被進一步減少。
因此，根據本發(fā)明的上述實施例，透鏡87將光束5聚焦到法拉第元件20上。然后，磁軛82的端82a和82b之間的間隙的尺寸按照被聚焦到法拉第元件20上的光束5的直徑確定。
下面描述根據本發(fā)明的可變光衰減器的另外的原理。更具體地說，如下面所詳述，光纖放大器具有依賴于要放大的光信號的波長的的增益。因此，可以利用可變光衰減器的衰減的波長依賴性來補償增益的波長依賴性。
首先，描述光纖放大器。鉺摻雜的光纖放大器(EDFA)是一種已知類型的光纖放大器。在EDFA中，表示光信號的光束通過鉺摻雜的光纖，當光束通過光纖時，光纖利用來自激光二極管的激勵光被激勵。激勵光與光纖相互作用使得當光束通過光纖時被放大。
圖19為顯示一個摻雜鉺的光纖放大器(EDFA)的典型的放大特性的示意圖。更具體地說，圖19顯示了當向EDFA提供激勵光的激光二極管的激勵電源變化時典型的增益特性。現(xiàn)在參見圖19，四波多路復用的信號被放大，每個信道的波長位于1550nm附近。從圖19中可以看出，EDFA的峰值增益在1550nm附近，在那里增益特性是不平坦的。因此，在1540-1560nm的相鄰的具有平坦增益特性的波長帶寬被采用。
但是，既使在該波長帶寬中，根據光纖放大器的工作條件波長依賴性可能會增加。如圖19所示，當輸出功率保持恒定值而輸入功率增加時，或者當輸入功率保持恒定值而輸出功率增加時(如圖19中所示的圖的底部的曲線所示)，在1540nm側到1560nm側產生上升的增益特性斜率。
在光通信系統(tǒng)中，光纖的長度隨著其安裝位置的不同而不同。結果，輸入到光纖的功率隨著位置的不同而不同。因為輸入功率隨著位置的不同而不同，產生了增益的波長依賴性。為了防止發(fā)生波長依賴性，有必要將光纖放大器的增益保持為恒定值。如果增益保持為恒定值，在EDFA中的鉺(Er)離子的反向填充恒定，因此，減小了波長依賴性的變化。在這種情況下，產生了另外的兩個問題。
第一個問題是，如果光纖放大器的增益被保持為恒定值，輸出功率按照輸入功率變化。由于在長距離光傳輸中使用的光束被包含在光纖中的相當小的區(qū)域中，非線性的光學效應變?yōu)槊黠@。為了消除該非線性光學效應，有必要控制光纖的輸入功率。
圖20為顯示根據本發(fā)明的實施例的，具有可變光衰減器的光傳輸單元的示意圖。更具體地說，圖20顯示了連接有可變光衰減器的兩級光放大器以便將光輸出保持為恒定值。這種兩級光放大器被公開在例如，序列號為08/655,0271996年5月28日名稱為“多波長光放大器”的美國專利申請中，這里引用作為參考。
第二個問題是當光纖放大器的增益被控制為恒定值并且增益的波長依賴性被減小時激勵功率必須較大。通過將反向填充設置為一個預定值，有可能在1540-1560nm的波長范圍獲得平坦的增益斜率。但是，對于該平坦的斜率，有必要提供較大的激勵功率。如果激勵功率低的話，則形成不完全的反向填充使得趨向于長波長側增益斜率上升。在解決這個問題的傳統(tǒng)的方法中，使用了在長波長范圍具有較大損失的光纖以便利用相對低的激勵功率時減小增益的波長依賴性。但是，使用這種光纖使得光傳輸單元的相對復雜。
根據本發(fā)明的實施例的可變光衰減器可以用來解決上述的有關光放大器的增益的波長依賴性的問題。
更具體地說，現(xiàn)在參見圖20，光束由EDFA92放大，通過隔離器93，排除濾波器94和EDFA95?？勺児馑p器(ATT)位于EDFA92和EDFA95之間。因此，光束分兩級放大，EDFA92代表第一級EDFA，EDFA95代表第二級EDFA。結果，EDFA92和EDFA95一起形成兩級光放大器。
例如，EDFA92是高摻雜礬土的鉺摻雜光纖(EDF)的EDFA，在EDFA92的輸入和輸出端之間提供自動增益控制(AGC)。例如，EDFA95也是高摻雜礬土的鉺摻雜光纖(EDF)的EDFA，在EDFA95的輸入和輸出端之間提供自動增益控制(AGC)，并且使用1480nm激勵光。但是，用于各種EDFA的激勵光的頻率和摻雜光纖的類型可以根據傳輸頻率和光通信系統(tǒng)的所需的特性由本領域技術人員容易地確定。
可變光衰減器96可以是上述的本發(fā)明的實施例的可變光衰減器的任何一種。例如，可變光衰減器96可以是圖1，12，13，14，15，16，17(A)，17(B)或18中所示的可變光衰減器。
偏振器(圖20中未示出)，檢偏器(圖20中未示出)的角設置，法拉第元件(圖20中未示出)，可變光衰減器96的長度，等參數被調整，使得波長依賴性與圖19中的底部的曲線所示的光放大器的波長依賴性(當輸出功率較大時造成的波長依賴性)相反。
這種利用可變光衰減器來補償光放大器的特性并不是只限于使用兩級光放大器。相反，可變光衰減器亦可用于其它類型的光放大器，例如，單級光放大器，來補償光放大器的特性。
圖21為顯示根據本發(fā)明的實施例的，被調整消除光放大器的波長依賴性的可變光衰減器的衰減特性的示意圖。如圖21所示，趨向于長波長側衰減增加。
通過在傳輸單元中使用根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器，無需使用消除波長依賴性的光纖。
此外，由于根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中的波長依賴性當衰減較大時可以被設置的較大，光纖放大器的增益的波長依賴性可以被成功地消除。更具體地說，假定有一個理想的光纖放大器，能夠在不管輸入功率的情況下將增益控制為恒定值，則沒有必要消除任何增益的波長依賴性。但是， 實際的光纖放大器的激勵功率是有限的。因此，當輸入功率增加時，有必要提升激勵功率以便將增益控制為恒定值。由于光輸出保持在恒定值，可變光衰減器的衰減增加。
當輸入功率進一步增加使得激勵功率達到最大值時，要保持恒定的反向填充是很困難的，造成光纖放大器的增益趨向于長波長側時上升。在激勵功率的上限相對較低的情況下，上述的增加則更容易發(fā)生。因此，如果可變光衰減器具有波長依賴性隨著衰減的增加而增加的特性，則即使激勵功率的上限較低增益的波長依賴性也能被有效地消除。因此，可以將用于光放大器的激勵功率設置為較低程度，使得可以制造出具有較小的尺寸和較低的功耗的光纖放大器。
具有較大波長依賴性的可變光衰減器提供的衰減的溫度依賴性將會自然地很大。因此，這種可變光衰減器需要具有一個控制電路，用于控制法拉第元件的溫度為恒定值。
因此，根據本發(fā)明的上述實施例，設備包括光放大器和光衰減器。光放大器放大光信號并具有依賴波長的增益。光衰減器衰減光信號，并具有與光放大器的依賴溫度的增益相反的依賴波長的衰減。該光衰減器包括一個偏振器，一個偏振旋轉單元，和一個輸出單元。偏振器以第一方向偏振光信號。偏振旋轉單元旋轉偏振的光信號，產生具有在第一方向的偏振分量和第二方向的偏振分量的偏振旋轉的光信號。輸出單元通過偏振旋轉的光信號的第二方向的偏振分量并阻擋偏振旋轉的光信號的第一方向的偏振分量。光衰減器的依賴波長的衰減可以由第一和第二方向之間的關系確定。
下面將描述根據本發(fā)明的實施例的可變光衰減器的進一步的原理。在根據磁光效應運作的可變光衰減器中，提供到電磁鐵增加衰減并保持衰減在恒定值的驅動電流與用來減小衰減并將衰減保持為恒定值的驅動電流不同。這種不同是由法拉第旋轉和磁路的磁滯產生的。
圖22是根據本發(fā)明的另一個實施例的可變光衰減器98和用于控制可變光衰減器98的控制電路99的示意圖。利用可變光衰減器98，可以抑制可變光衰減器的輸入功率的變化，并且可變光衰減器輸出功率可被保持在恒定值。
現(xiàn)在參見圖22，可變光衰減器98利用了圖30中所示的結構。更具體地說，由光纖6a提供的光束通過由雙折射晶體8a和8b提供的雙折射作用被引導到光纖6b。因此，雙折射晶體8a和8b分別形成一個偏振器和檢偏器。透鏡7a和7b用于對光束聚焦。法拉第元件9，例如圖29中所示的或者本發(fā)明上述實施例中的可變光衰減器處于雙折射晶體8a和8b之間。光束的全部或一部分可以通過調整法拉第元件9的法拉第旋轉而被引導到光纖6b。因此，光信號的功率可以被可變地衰減。
雙折射晶體8a和8b每個都為楔形的光材料，例如，金紅石(TiO2∶二氧化鈦)或者方解石，具有雙折射性，以便減小衰減的偏振的依賴性。當由光纖6a發(fā)送的空間射束(space beam)，而不是光束在光纖6b的輸入側或法拉第元件9的輸出側被衰減，或者當偏振保存光纖被用作為輸入光纖或輸出光纖時，線性偏振的射束被送到可變光衰減器98。在這種情況下，包括正交棱鏡或多層介電膜的偏振隔離器被用來形成偏振器和檢偏器。為了簡化說明，用于提供偏置磁場的永久磁鐵在圖22中未被示出?？勺児馑p器98包括一個光耦合器100用于將光束分為兩個分離的光束(經受雙折射)，一個透鏡102，一個孔闌104用于通過分離的光束之一，一個光感受器106，用于監(jiān)視通過孔闌104的光束的光功率?？勺児馑p器98的衰減被控制，使得光功率保持在預定值。
光耦合器100的分支比被設置使得用于提供到光纖6b的主信號的衰減相對較小并且被分支的光束可通過光感受器106適當地監(jiān)視。例如，分支比被設置為10∶1-20∶1的范圍。
如果雙折射楔形板被用來形成偏振器和檢偏器，光束的偏振方向被法拉第旋轉器9旋轉，使得在光纖6b中的光束的耦合位置發(fā)生位移。結果，衰減操作被執(zhí)行使得光束的一部分不能被提供到光纖6b。
當衰減為0時，光束在光纖6b的核心處耦合。當光束的偏振方向經受法拉第旋轉以提供衰減時，光束在偏離核心的位置耦合使得光功率被衰減。
在這種結構中，除非光感受器106的光傳感區(qū)足夠小，光束的全部不能被送到光感受器106并且光功率不能被正確地測量。即使耦合位置被偏離，如果光傳感直徑大于耦合位置的偏離，衰減也不能被測量。通過將光感受器106附近的透鏡102的焦距設置為適當的值，即可保證光感受器106的光傳感區(qū)大于光纖6b的核心區(qū)。由于這個原因，孔闌104被提供于光感受器106的前面。如果光感受器106的光傳感區(qū)足夠小的話，孔闌104是不必要的。
下面描述控制電路99。更具體地說，通過光感受器106的光電轉換，得到電信號。電信號由放大器(AMP)108放大到適當的電平。放大的電信號被送到檢錯電路110。控制電壓產生電路112產生對應于所需光功率的電壓。線性化電路114用來校正提供到可變光衰減器98的線圈的電功率和衰減之間的關系。法拉地旋轉與提供的功率成正比，而衰減與cos2θ成正比(θ為法拉第旋轉角)。因此，設置電壓被校正使得在設置電壓和輸出光功率之間存在對數或線性關系。設置電壓連同來自放大器108的放大的電信號被送到檢錯電路110。電信號和設置電壓之間的差被輸出作為控制目標的誤差信號。
利用由檢錯電路110輸出的誤差信號，相位補償電路116調整用于控制法拉第旋轉器9的時間常數。由于形成法拉第旋轉器9的線圈具有電感，響應特性可能變差，造成振鈴現(xiàn)象。由于這個緣故，相位補償電路116調整控制電路99的頻率特性以防止發(fā)生振鈴。驅動電路118為用于驅動線圈的功率放大器。
利用上述的控制，對應于由控制電壓產生電路112產生的設置電壓的輸出功率可以總被得到?？刂齐妷寒a生電路112能夠通過外部提供的控制電壓遙控。
因此，利用圖22所示的可變光衰減器98和控制電路99，可以校正偏振損失中的溫度依賴性，依賴時間的劣化和變化。
因此，根據本發(fā)明的上述實施例，設備包括一個偏振旋轉單元(例如，法拉第旋轉器9和雙折射晶體8a)，輸出單元(例如，雙折射晶體8b)，和控制裝置(例如，控制電路99)。偏振旋轉單元接收光信號并旋轉光信號的偏振以產生偏振的旋轉光信號。輸出單元通過偏振旋轉光信號的至少一部分作為輸出信號?？刂蒲b置確定輸出信號的功率電平并控制偏振旋轉的旋轉量保持輸出信號的功率電平為恒定值。
圖23是根據本發(fā)明的一個實施例，對圖22所示的的可變光衰減器進行的改進的示意圖。圖23所示的可變光衰減器與圖22中所示的不同之處在于在法拉第旋轉器9的輸入端提供了用于分支光束的機構。結果，不管輸入光功率如何可以獲得預定的衰減。
現(xiàn)在參見圖23，可變光衰減器101由控制電路103控制。在法拉第旋轉器9的輸入側提供了光感受器100a和光感受器106a。輸入光功率的一部份(例如，1/10-1/20)被分支并由光感受器106a監(jiān)視。由于輸入光功率的一部分在通過偏振器(包括雙折射楔形片的偏振器(雙折射晶體8a)之前被分支，不需要孔闌(例如孔闌104)限制光傳感直徑。
在可變光衰減器101中，在法拉第旋轉器9的輸入側的光感受器106a獲得的電信號由放大器108a放大到適當的電平。類似地，在法拉第旋轉器9的輸出側的光感受器106b獲得的電信號由放大器108b放大到適當的電平。來自放大器108a和108b的放大的信號被送到除法電路120。除法電路120計算輸出功率和輸入功率之間的比。計算結果被送到檢錯電路110。同時，對應于衰減的設置電壓被送到檢錯電路110。檢錯電路110檢測作為相位補償的控制誤差信號，控值誤差信號被提供到驅動電路119驅動法拉第旋轉器9的線圈。因此，控制電路103控制輸入功率和輸出功率的比為恒定值使得可變光衰減器101的衰減保持在恒定值。
因此，根據本發(fā)明的上述實施例，設備包括一個偏振旋轉單元(例如，法拉第旋轉器9和雙折射晶體8a)，輸出單元(例如，雙折射晶體8b)，和控制裝置(例如，控制電路103)。偏振旋轉單元接收光信號并旋轉光信號的偏振以產生偏振的旋轉光信號。輸出單元通過偏振旋轉光信號的至少一部分作為輸出信號?？刂蒲b置確定接收的光信號和輸出信號的功率電平并控制偏振旋轉的旋轉量并保持輸出信號的功率電平與接收的光信號的功率電平的比為恒定值。
下面描述根據本發(fā)明的實施例的進一步的原理。更具體地說，可變光衰減器最好足夠的小以便可以安裝在光傳輸單元中。在某些情況下，光傳輸單元可以制成使得多個上面安裝有元件的印刷版被層疊在一起。這樣，可變光衰減器最好具有較低的高度。此外，為了在光傳輸單元中減小功耗，減小光傳輸單元的功耗是很重要的。
圖24(A)，24(B)和24(C)分別為根據本發(fā)明的另一個實施例的可變光衰減器的整體透視圖，頂視圖和正視圖。更具體地說，圖24(B)是沿著圖24(A)中所示的方向“a”所取的視圖，圖24(C)是沿著圖24(A)中所示的方向“b”所取的視圖。為了簡化說明，圖24(A)，24(B)和24(C)顯示了一個法拉第旋轉器但沒有示出偏振器或檢偏器。
圖24(A)，24(B)和24(C)中所示的法拉第旋轉器包括一個法拉第元件130，一個包括磁軛134和線圈136的電磁鐵132。電磁鐵132的磁軛134和永久磁鐵138每個被環(huán)形或馬蹄形設置。法拉第元件130被提供在磁軛134的端之間的間隙中。電磁鐵132向法拉第元件130以垂直于光束140的行進方向的方向施加磁場，永久磁鐵138以光束140的行進方向向法拉第元件130施加磁場。
圖24(C)顯示了可變光衰減器是如何被安裝在殼142中的。現(xiàn)在參見圖24(C)，在電磁鐵132中的間隙沿著殼142的高度方向延伸。因此，光束140被發(fā)送大體通過殼142的高度的中心。
最好光器件具有較低的高度以便能夠被正確地安裝。圖24(A)，24(B)和24(C)所示的可變光衰減器的高度在較大程度上取決于電磁鐵132的環(huán)形磁軛134的直徑。對于與外部設備的最佳的接口，在可變光衰減器中傳送到光束最好通過其中心。在圖29所示的可變光衰減器中，如果光束要通過可變光衰減器的高度的中心傳播，需要有足夠的空間在光束的上面和下面來封裝環(huán)形的磁軛的直徑，因此，使得可變光衰減器具有相對較高的高度。相反，在圖24所示可變光衰減器中，只需有足夠的空間在光束140的上面和下面封裝環(huán)形磁軛134的半徑即可。這樣，可變光衰減器的高度可以減小。
因此，根據本發(fā)明的上述的實施例，可變光衰減器的磁軛被安裝在一個安裝板上使得磁軛的端部之間的間隙的整個長度相鄰安裝板延伸。現(xiàn)在參見圖24(B)，永久磁鐵138為馬蹄形的并鄰近法拉第元件130以便將法拉第元件130夾在中間并不阻擋光束140的通路。圖24(B)也顯示出永久磁鐵138的磁軛在其端部變窄。與圖29中所示的可變光衰減器相比，上述的結構保證永久磁鐵138的磁場被有效地施加到法拉第元件130，并且有永久磁鐵138產生的磁場不會泄漏到法拉第元件130的外部。利用這種結構，可以防止電磁鐵132的控制過于復雜。另一個優(yōu)點是永久磁鐵138的磁力相對較小。
此外，永久磁鐵138的磁軛的端部可以比電磁鐵132的磁軛134的端部更接近于法拉第元件130。
現(xiàn)在參見圖24(A)，電磁鐵132的磁軛134在靠近間隙包括一個半硬磁材料144。在圖29所示的可變光衰減器中，磁軛的整體是由軟磁材料形成的使得有必要保持向電磁鐵提供電流以便保持磁場。如果半硬磁材料(例如半硬材料144)被用作電磁鐵的磁軛，如圖24(A)所示，通過施加脈沖電流，磁軛受到磁場的作用。即，既使當電流被切斷，磁化仍被保持。因此可以減小可變光衰減器的功耗。沒有必要將磁軛的整體都由半硬磁材料制成。只是如圖24(A)所示，磁軛的一部分由半硬磁材料制成即可。
半硬磁材料在飽和區(qū)呈現(xiàn)了相對穩(wěn)定的磁化特性，但在非飽和區(qū)具有明顯的磁滯特性。因此，在半硬磁化中獲得穩(wěn)定的磁化是困難的。因此，控制中級磁化是困難的。解決該困難的結構示于圖25。
更具體地說，圖25為根據本發(fā)明的實施例的，可變光衰減器的電磁鐵的示意圖?，F(xiàn)在參見圖25，多個半硬磁材料144a-144e，在飽和區(qū)每個都具有不同的磁力，被用于形成電磁鐵的磁軛134的部份。每個半硬磁材料144a-144e連同相關的線圈被提供，使得可以在飽和區(qū)各自地驅動半硬磁材料144a-144e。因此，通過接通和斷開提供到線圈的電流，可以只驅動所需的半硬磁材料，通過有效地分級控制穩(wěn)定在電磁鐵中產生的磁場。
此外，每個半硬磁材料144a-144e可具有不同的磁化特性，由電磁鐵產生的磁場強度可以通過控制每個半硬磁材料144a-144e中的磁化而分級地改變。
半硬磁材料是眾所周知的。更具體地說，永久磁鐵被典型地靜態(tài)地使用(即，在初始磁化后不改變其特性)。但是近來，許多永久磁鐵是被動態(tài)地使用的使得其磁化可通過施加外部磁場而得到改變。動態(tài)永久磁鐵通常被用于繼電器，半靜態(tài)存儲器和磁滯電動機等中。使用動態(tài)永久磁鐵的繼電器的例子為用于電子交換機的閂鎖繼電器，封閉在玻璃當中的鐵簧繼電器和通常的舌簧繼電器。所有這些繼電器都是自鎖繼電器。半靜態(tài)存儲器，例如，扭轉存儲器，是能夠存儲固定的信息內容并允許其能夠被重復地讀出的存儲器。磁滯電動機是利用構成電動機的材料的磁滯產生扭矩的同步電動機。磁滯電動機通常被用作微電機。在動態(tài)永久磁鐵的各種應用中，具有較大的飽和磁通量密度Bs和具有較高的方環(huán)(square-loop)特性Br/Bs。在半靜態(tài)存儲器的情況下動態(tài)永久磁鐵的所需的矯頑力為，例如，10-300e，在磁滯電動機的情況下為100-200Oe。即，所需的矯頑力為永久磁鐵的矯頑力和高導磁材料的矯頑力之間的范圍的中點。具有方環(huán)磁滯和這種級別的矯頑力的磁材料被稱為半硬磁材料。
對于本發(fā)明的上述實施例，在磁軛中使用的較好的半硬磁材料為Nibco1oy(85Co，12Fe，3Nb)和Co-Cr鋼(15Co，4.5Cr，0.82C，0.5Mn，剩余Fe)。
下面描述根據本發(fā)明的實施例的可變光衰減器的進一步的原理。更具體地說，如參照圖30所示的可變光衰減器所作的描述，在使用楔形雙折射晶體的可變光衰減器中產生了輕微的依賴于偏振的損失。但是，根據本發(fā)明的下述實施例，依賴于偏振的損失可被減小。
圖26(A)和26(B)分別是根據本發(fā)明的一個實施例的可變光衰減器的頂視圖和側視圖。更具體地說，圖26(A)和26(B)顯示了偏置磁場154，它未被示于圖30中的可變光衰減器中，用于在法拉第元件150中結合磁疇。偏置磁場154被沿著垂直于光束的方向施加到法拉第元件150。用于產生偏置磁場154的磁鐵152被示于圖26(A)并在圖26(B)中被省略。在實際當中，一個平行于光束的磁場也被施加到法拉第元件150以便產生法拉第旋轉。為了簡化說明，與光束平行的磁場未被示于圖24(A)和24(B)中。圖26(A)和26(B)中所示的可變光衰減器的其它部件與圖30中所示的可變光衰減器的相同。
在圖26(A)和26(B)中所示的可變光衰減器中，光束由雙折射晶體8a雙折射并轉換成包括正常光156和非常光158的光束，并具有不同的折射角。正常光156和非常光158經受法拉第元件150的偏置磁場154。偏置磁場154被沿著垂直于由正常光156和非常光158形成的平面(稱為折射界面)的方向施加。
圖27(A)和27(B)是顯示根據本發(fā)明的實施例的示于圖26(A)和26(B)的可變光衰減器的偏置磁場154的方向模式的示意圖。圖27(A)顯示了偏置磁場154被沿著垂直于折射界面的方向施加的情況， 圖27(B)顯示了偏置磁場154被沿著平行于折射界面的方向施加的情況。因此，正常光156和非常光158二者都受到相同強度的偏置磁場154。
如圖27(B)所示，偏置磁場154可被沿著平行于折射界面的方向施加。但是，偏置磁場154是沿著基本垂直于光束的方向施加的。由于正常光156和非常光158具有不同的折射角，具有不同強度的磁場被施加到所述光線。施加的磁場強度的差據認為是引起依賴偏振的損失的原因。
如圖27(A)所示，通過將偏置磁場154被沿著基本垂直于折射界面的方向施加，依賴偏振的損失可以被較小。
在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，兩個磁路被用來控制衰減。例如，電磁鐵形成一個磁路，永久磁鐵形成另一個磁路。因此，磁路的磁場可能泄漏到可變光衰減器的外部。特別是，永久磁鐵的磁場是非常強的以至它在可變光衰減器的外部具有較大范圍的效應。減小這種效應的有效方法包括提供一個與電磁鐵相似的磁軛，或提供一個用作外殼的磁屏蔽。
在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，由永久磁鐵產生的磁場或者其一部分被沿著平行于光束傳播方向施加到磁光晶體。結果，即使被提供到電磁鐵的電流被切斷，光束也能被發(fā)送。
在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，一個磁光晶體(法拉第元件)被緊密地填充到磁軛的間隙中。因此，在磁軛中產生的磁場被有效地提供到磁光晶體而沒有泄漏發(fā)生。結果，均勻強度的磁場被提供到磁光晶體。與在磁光晶體和磁軛之間存在間隙的結構相比，被提供到磁路的電流被減小使得磁路的驅動功率被降低。
在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，通過在磁光晶體相鄰的位置提供一個線圈，可以防止在磁軛中的磁阻產生的影響。這樣，在磁軛中產生的磁場可以被有效地提供到磁光晶體。因此，磁路的驅動功率被降低。此外，由于有磁軛形成的環(huán)路的高度被降低，可變光衰減器的高度被降低，使得可以容易地在衰減器中安裝元件。
在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，磁軛之間的間隙可被減小至200μm。因此，在磁軛中產生的磁場被有效地提供到法拉第元件，從而降低所需的驅動功率。
利用根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中使用的光放大器，通過調整檢偏器的方向，光信號的偏振方向，和磁光晶體的特性(例如高度)，可變光衰減器的衰減的波長依賴性可被任意設置。因此，可以不用用于均衡增益的光濾波器，光放大器的波長依賴性即可被減小。此外，可變光衰減器可被配置，使得具有隨衰減增加的較大的波長依賴性。因此，當激勵功率的上限較小時光放大器的增益的波長依賴性可被有效地消除。因此，用于光放大器的激勵功率可被設置到較小的程度，使得光放大器具有相對較小的體積和較低的功耗。
利用根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中使用的光放大器，可變光衰減器的輸出功率可被一個輸出光感受器監(jiān)示并控制在預定值。而且，光束的輸入功率由一個輸入光感受器監(jiān)示。由輸入光感受器監(jiān)示的光束的功率和由輸出光感受器監(jiān)示的可變衰減器的輸出功率之間的比可被控制為一個預定值。因此，可變光衰減器的溫度依賴性，依賴時間的劣化，依賴偏振的損失的變化可以被補償。
在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，只需足夠的空間圍住通過可變光衰減器的光束的上，下的環(huán)形的磁軛的半徑即可。因此，可以降低可變光衰減器的高度。
在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，在電磁鐵中產生的磁場通過具體地驅動多個具有不同的磁化性能的半硬磁材料而被分級地穩(wěn)定地控制。
在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，偏振旋轉單元接收沿第一方向偏振的光信號，旋轉光信號的偏振，產生具有相對于第一方向相差80度±30度的第二方向的偏振分量的偏振旋轉光信號。最好，第二方向相對于第一方向為90度。一個輸出單元通過偏振旋轉光信號的第二方向的偏振分量阻擋第一方向的偏振分量。
在偏振旋轉的光信號被輸出單元接收之前，一個反射鏡可被放在偏振旋轉的光信號的光路中。該反射鏡將改變偏振旋轉的光信號的偏振方向。但是，在這種情況下，偏振旋轉單元仍然旋轉光信號的偏振，產生具有相對于第一方向相差80度±30度的第二方向的偏振分量的偏振旋轉光信號。換句話說，在任何反射鏡或者其他裝置被用來旋轉偏振之前，第二方向被視為偏振旋轉單元的輸出。因此，輸出單元將通過被確定為偏振旋轉單元的輸出的第二方向的分量。在光路中放置反射鏡不應視為改變第一和第二方向，或輸出單元和偏振旋轉單元之間的關系。
此外，在根據本發(fā)明的上述實施例的可變光衰減器中，一個偏移裝置可被包括在偏振旋轉單元和輸出單元之間。偏移裝置可向從偏振旋轉單元輸出的偏振旋轉光信號加上一個固定的旋轉偏移。在這種情況下，輸出單元應該視為包括偏移裝置。因此，在偏振旋轉單元和輸出單元之間放置偏移裝置不應被視為改變了第一和第二方向，或者輸出單元和偏振旋轉單元之間的關系。
盡管已經描述和顯示了幾個本發(fā)明的幾個實施例，應當理解，本領域的技術人員可以對這些實施例進行修改而并不脫離由權利要求書和其等同物所限定的本發(fā)明的精神和范圍。
權利要求
1.一種設備，包括一個光放大器，放大光信號并具有一個依賴波長的增益；一個光衰減器，衰減光信號，所述的光衰減器具有一個與光放大器的依賴波長的增益相反的依賴波長的衰減特性。
2.根據權利要求1的設備，其中的光衰減器包括一個偏振器，沿第一方向偏振光信號；一個偏振旋轉單元，旋轉偏振的光信號的偏振產生一個具有沿第一方向的偏振分量和沿第二方向的偏振分量的偏振旋轉的光信號；以及一個輸出單元，通過偏振旋轉的光信號的第二方向的偏振分量，阻擋偏振旋轉的光信號的第一方向的偏振分量，其中光衰減器的依賴波長的衰減是根據第一和第二方向之間的關系確定的。
3.根據權利要求2所述的設備，其中的偏振旋轉單元包括光信號可以從中傳播的一個磁光晶體，其中光衰減器的依賴波長的衰減是根據磁光晶體的特性確定的。
4.一種補償光放大器的依賴波長的增益的設備，該光放大器放大光信號，所述的設備包括一個光衰減器，衰減光信號，所述的光衰減器具有一個與光放大器的依賴波長的增益相反的依賴波長的衰減特性。
5.根據權利要求4的設備，其中的光衰減器包括一個偏振器，沿第一方向偏振光信號；一個偏振旋轉單元，旋轉偏振的光信號的偏振產生一個具有沿第一方向的偏振分量和沿第二方向的偏振分量的偏振旋轉的光信號； 以及一個輸出單元，通過偏振旋轉的光信號的第二方向的偏振分量，阻擋偏振旋轉的光信號的第一方向的偏振分量，其中光衰減器的依賴波長的衰減是根據第一和第二方向之間的關系確定的。
6.根據權利要求4所述的設備，其中的偏振旋轉單元包括光信號可以從中傳播的一個磁光晶體，其中光衰減器的依賴波長的衰減是根據磁光晶體的特性確定的。
全文摘要
對沿第一方向偏振的光信號進行衰減的設備,該設備包括一個偏振旋轉單元,旋轉光信號的偏振,產生具有第一方向偏振分量和相對于第一方向相差大體為90度的第二方向偏振分量的偏振旋轉的光信號,以及一個輸出單元,通過偏振旋轉的光信號的第二方向的偏振分量,阻擋偏振旋轉的光信號的第一方向的偏振分量。偏振旋轉單元還包括一個電磁鐵和一個永久磁鐵并提供了各種結構的磁軛。一個控制電路將輸出信號的輸出功率保持為恒定值。
文檔編號G01R33/02GK1338653SQ0110498
公開日2002年3月6日 申請日期1997年2月28日 優(yōu)先權日1996年3月1日
發(fā)明者尾中寬, 福島暢洋 申請人:富士通株式會社