DE3426138C2 - Optische Einwegleitung - Google Patents

Description

Eine derartige optische Einwegleitung ist aus der GB 1,494,001 bekannt. Diese optische Einwegleitung ist für einen Hochlei­ stungsglaser bestimmt, bei dem mehrere Glasplatten als Ein­ wegleitung vorgesehen werden, um eine Zerstörung des Glases durch Selbstfokussierung zu vermeiden. Die Glasplatten bestehen aus einem magneto-optischen Material und sie sind in einem Magnetfeld derart angeordnet, daß der Lichtstrahl unter dem Brewster-Winkel auf die Glasplatten einfällt, wobei die Polarisationsebene bei den auf die erste Platte nachfolgenden Platten mit der Einfall­ sebene übereinstimmt. Die Polarisationsebene des Lichtes wird beim Durchgang durch alle Platten um 45° gedreht, so daß die Polarisationsebene eines Strahles, der nach der Einwegleitung zurückreflektiert wird und alle Glasplatten noch einmal durch­ läuft, insgesamt um 90° gedreht wird. Dieser Strahl trifft somit auf die letzte Grenzfläche zwischen Glas und Luft im Brewster- Winkel auf, wobei die Polarisationsebene um 90° gegenüber der Einfallsebene gedreht ist, so daß er vollständig reflektiert wird.

Beim Durchtritt des Lichtstahls durch die einzelnen Glasplatten wird der Lichtstrahl jeweils beim Austreten aus den Glasplatten geschwächt, da seine Polarisationsebene durch die magneto- optische Wirkung aus der Einfallsebene gedreht ist, so daß ein Teil des Lichtstrahls reflektiert wird, wodurch er sich ab­ schwächt.

Ferner ist in der US 4,375,910 ein optischer Isolator mit einem optischen aktiven Einwegelement, wie z. B. einem Faraday-Element beschrieben. Zur Aufweitung des Lichtstrahles werden vor und hinter dem Faraday-Element sogenannte Stangenlinsen angebracht, die aus einer Glasstange mit sich nach außen änderndem Brechungs­ index bestehen, um den Lichtstrahl beim Durchgang durch das Faraday-Element aufzuweiten.

Außerdem geht aus dem Patent Abstracts of Japan P-153, 5. November 1982, Vol. 6/ Nr. 221 hervor, daß als Material für ein Faraday-Element ein Einkristall aus Yttrium-Eisen-Granat verwendet werden kann.

Aus US 3 824 492 ist ein parallel zu einer Pumplampe in einem optischen Pumphohlraum angeordneter Laserstab bekannt, dessen beide Enden planparallel zueinander ausgebildet sind, wobei die Enden jeweils den Brewster-Winkel aufweisen, damit die Laserenergie in dem Resonator unabhängig von der Ausbreitungsrichtung durch den Resonatorring linear polarisiert wird.

Bei einem optischen Oszillator wird insbesondere dann, wenn ein Halbleiterlaser als Lichtquelle verwandt wird, die Schwingung nachteilig beeinflußt, wenn der Laserstrahl von außen in den Schwingungsbereich rückreflektiert wird, was zu einer Verzerrung der Schwingungswellenform des Halblei­ terlasers und zu einer mangelnden Stabilität der Wellenlän­ ge und des Ausgangssignalpegels führt und gleichfalls den Rauschpegel erhöht. Um das zu vermeiden, ist ein optisches Nachrichtenverbindungssystem mit einer optischen Einweglei­ tung zwischen dem Halbleiterlaser und dem Lichtleiter bzw. dem optischen Glasfaserleiter vorgeschlagen worden.

Eine typische herkömmliche optische Einwegleitung macht vom Faraday-Effekt Gebrauch und ist in der in Fig. 1A und 1B dar­ gestellten Weise mit einem ersten Polarisator 1, einem Fara­ day-Drehelement 2 und einem zweiten Polarisator 3 versehen, die entlang der optischen Achse X angeordnet sind.

Wenn ein Laserstrahl L1 vom Halbleiterlaser 4 zu einer opti­ schen Glasfaserleitung 5 gelenkt wird, wie es in Fig. 1A dar­ gestellt ist, wobei die Richtung dieses Laserstrahls im fol­ genden als Vorwärtsrichtung bezeichnet wird, wird der Laser­ strahl L1 zu linear polarisiertem Licht L2 polarisiert, wenn er durch den ersten Polarisator 1 geht. Das linear polarisier­ te Licht L2 wird dann durch das Faraday-Drehelement 2 unter dem Einfluß eines äußeren magnetischen Feldes H gedreht, um zu linear polarisiertem Licht L3 zu werden, dessen Polarisa­ tionsebene um beispielsweise 45° in Richtung im Uhrzeiger­ sinn gesehen in Vorwärtsrichtung gedreht ist. Das linear po­ larisierte Licht L3 geht dann durch den zweiten Polarisator 3, dessen Ebene so angeordnet ist, daß sie unter 45° zur op­ tischen Achse verläuft, so daß das Licht L3 ohne jede Polari­ sierung hindurchgeht, in die optische Glasfaserleitung 5.

Reflektiertes Licht L4, beispielsweise Licht, das von der Stirnfläche der optischen Faser 5 reflektiert ist und in Richtung zum Halbleiterlaser 4 zurückkommt, kann jedoch di­ rekt durch den zweiten Polarisator 3 hindurchgehen, wird je­ doch beim Durchgang durch das Faraday-Drehelement 2 in seiner Polarisationsebene um 45° in Richtung entgegen dem Uhrzeiger­ sinn gedreht. Das linear polarisierte Licht L5, das vom Faraday-Drehelement 2 ausgeht, hat somit eine Polarisations­ ebene, die um 90° gegenüber der des in Vorwärtsrichtung ge­ henden linear polarisierten Lichts L2 gedreht ist. Der erste Polarisator 1 verhindert folglich, daß linear polari­ siertes Licht L5 den Halbleiterlaser 4 erreicht. Diese An­ ordnung arbeitet daher wirkungsvoll als optische Einweglei­ tung.

Bei dieser optischen Einwegleitung ist es jedoch notwendig, Polarisatoren auf beiden Seiten des Faraday-Drehelementes vorzusehen, so daß die Größe der gesamten Einwegleitung zu­ nimmt.

Eine optische Einwegleitung für ein optisches Nachrichtenver­ bindungssystem, das einen Halbleiterlaser verwendet, muß eine sehr hohe Leistungsfähigkeit haben. Die bei einer derartigen optischen Einwegleitung verwandten Polarisatoren bestehen üblicherweise jeweils aus einem Prisma aus natürlichem Kalk­ spat, was mit hohen Kosten verbunden ist. Die Kosten einer optischen Einwegleitung, die zwei mit hohen Kosten verbundene Kalkspatkristalle verwendet, sind daher wesentlich höher als die des Halbleiterlasers. Das verhindert die Anwendung von optischen Nachrichtenverbindungssystemen auf verschiedenen Industriegebieten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Ein­ wegleitung so auszubilden, daß sie sowohl kostengünstig ist, als auch einen hohen Wirkungsgrad hat.

Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Durch das Vorsehen der erfindungsgemäßen Einwegleitung mit einem magneto-optischen Element werden die Verluste minimal gehalten, da das Licht die Grenzflächen des magneto-optischen Elements nur unter dem Brewster-Winkel passiert, wobei auch die Austritts­ fläche bzw. Stirnfläche (B) so geschnitten ist, daß die Polarisa­ tionsebene mit der Einfallsebene beim Austritt aus dem magneto- optischen Element übereinstimmt, wodurch keinerlei Verluste am polarisierten Licht auftreten. Rückgestrahltes Licht wird beim Eintritt in das magneto-optische Element polarisiert, um 45° bzw. 225° durch die Faraday-Drehung gedreht, so daß es beim Austritt um 90° gegenüber der Einfallsebenen gedreht ist und so voll­ ständig durch Reflektion unter dem Brewster-Winkel zur Seite abgelenkt wird.

Bei dieser optischen Einwegleitung wird nur eine einziges magneto-optisches Element benötigt, ohne daß der Einsatz von zusätzlichen Polarisationsfiltern notwendig ist, wodurch die Kosten gering sind.

Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung beson­ ders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher be­ schrieben. Es zeigen:

Fig. 1A und 1B schematisch den bekannten Aufbau einer herkömmlichen optischen Einwegleitung,

Fig. 2A und 2B ein Ausführungsbeispiel der erfindungs­ gemäßen optischen Einwegleitung,

Fig. 3 eine Abwandlungsform der in Fig. 2A und 2B dargestelten optischen Einwegleitung,

Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel der er­ findungsgemäßen optischen Einwegleitung, und

Fig. 5 eine Abwandlungsform des in Fig. 4 darge­ stellten Ausführungsbeispiels der erfin­ dungsgemäßen optischen Einwegleitung.

In den Fig. 2A und 2B ist schematisch ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einwegleitung dargestellt, wobei Fig. 2A ein Beispiel zeigt, bei dem das Licht in die Vorwärtsrichtung, d. h. vom Halbleiterlaser zur optischen Glasfaserleitung, geht, während Fig. 2B das Beispiel zeigt, bei dem das Licht in die Rückwärtsrichtung geht. Bei dem in den Fig. 2A und 2B darge­ stellten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht ein opti­ sches Einwegleitungselement 10 aus einem Material, das einen magneto-optischen Effekt hat, wie beispielsweise aus einem Yttrium-Eisen-Granat-Einkristall. Eine axiale Stirnfläche die­ ses Elements ist unter einem Winkel komplementär zum Brewster- Winkel Φ, der vom Brechungsindex des Materials abhängt, d. h. unter einem Winkel 90° - Φ geschnitten, um eine erste schräge Fläche A zu liefern. Die andere axiale Stirnfläche ist gleich­ falls unter einem Winkel komplementär zum Brewster-Winkel Φ geschnitten, um eine zweite schräge Fläche B zu liefern. Die erste schräge Fläche A und die zweite schräge Fläche B stehen so zueinander in Beziehung, daß ihre Flächenorientierungen übereinstimmen würden, wenn die Flächen um 45° relativ zu­ einander in Richtung der Faraday-Drehung um die optische Ach­ se gedreht würden. Das Element hat eine derartige Lichtweg­ länge LP, daß ein äußeres magnetisches Feld H eine Drehung um 45° der Polarisationsebene des ankommenden Lichtes um die op­ tische Achse bewirken kann. Die beiden schrägen Stirnflächen A und B müssen gut poliert sein, müssen jedoch nicht mit re­ flexverminderten Beschichtungen versehen sein, wie es bei ei­ ner herkömmlichen optischen Einwegleitung der Fall ist.

Eine derartige optische Einwegleitung arbeitet in der folgen­ den Weise. Bei dem in den Fig. 2A und 2B dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ist das optische Einwegleitungselement 10 so angeordnet, daß seine erste schräg verlaufende Fläche A dem Halbleiterlaser 4 zugewandt ist. Wie es in Fig. 2A dargestellt ist, fällt das vom Halbleiterlaser 4 ausgesandte Licht L10 auf die erste schräge Fläche A des optischen Einwegleitungselemen­ tes 10 unter dem Brewster-Winkel Φ. In diesem Fall wird die Komponente des Laserstrahls, die in der Einfallsebene polari­ siert ist, wobei diese Ebene die Fortpflanzungsrichtung des einfallenden Strahles und die Linie senkrecht zur schrägen Fläche A enthält, unter einem Winkel gebrochen, der komplemen­ tär zum Brewster-Winkel ist, während der größte Teil der Kom­ ponente, die senkrecht zur Einfallsebene polarisiert ist, rückreflektiert wird. Die Stirnfläche A, die unter einem Win­ kel komplementär zum Brewster-Winkel Φ geschnitten ist, wirkt daher als Polarisator, so daß nur die Lichtkomponente, die in der Einfallsebene polarisiert ist, das optische Einwegleitungs­ element 10 erreichen kann. Die Polarisationsebene des von der ersten schrägen Fläche A gebrochenen Lichtes, das in das op­ tische Einwegleitungselement 10 eintritt, wird durch das äußere magnetische Feld A beispielsweise im Uhrzeigersinn um die optische Achse X gedreht. Da der Abstand zwischen der Eintrittsstelle an der ersten schrägen Fläche A und der zwei­ ten schrägen Fläche B so vorbestimmt ist, daß eine Drehung um 45° der Polarisationsebene des einfallenden Lichtes möglich ist, wird das die Austrittsstelle an der zweiten schrägen Fläche B erreichende Licht zu einem linear polarisierten Licht mit einer Polarisationsebene, die um die Fortpflanzungs­ richtung um 45° im Uhrzeigersinn gedreht ist. Wie es oben be­ schrieben wurde, ist die zweite schräge Fläche B unter einem Winkel komplementär zum Brewster-Winkel geschnitten und in ihrer Orientierung um 45° in der Richtung der Faraday-Drehung um die optische Achse gegenüber der Orientierung der ersten schrägen Fläche A gedreht. Das die Austrittsstelle an der zweiten schrägen Fläche B erreichende Licht geht somit direkt zur optischen Glasfaserleitung 5.

Die optische Glasfaserleitung 5 besteht gewöhnlich aus Quarz­ glas mit einer extrem feinen Struktur, so daß es schwierig ist, eine reflexvermindernde Beschichtung auf den Glasfaser­ stirnflächen vorzusehen. Es kann folglich davon ausgegangen werden, daß annähernd 4% des einfallenden Lichtes durch die Stirnfläche der optischen Glasfaserleitung reflektiert wer­ den. Das von der Stirnfläche der optischen Glasfaserleitung 5 reflektierte Licht L12 wandert zurück zum Halbleiterlaser 4, wie es in Fig. 2B dargestellt ist. Dieses reflektierte Licht fällt auf die zweite schräge Fläche B des optischen Einwegleitungselementes 10 und wird durch diese Fläche in das optische Einwegleitungselement 10 gebrochen. Das Licht wird im optischen Einwegleitungselement 10 so polarisiert, daß sei­ ne Polarisationsebene in einer Richtung entgegen dem Uhrzei­ gersinn um die optische Achse durch das äußere magnetische Feld H um 45° gedreht wird. Das linear polarisierte Licht, daß die erste schräge Fläche A erreicht und dessen Polari­ sationsebene um 45° gedreht ist, ist gegenüber dem einfal­ lenden Laserstrahl von Fig. 2A in seiner Polarisationsebene um 90° gedreht. Dieses Licht wird daher durch die erste schräge Fläche A reflektiert, so daß es zu einem reflektier­ ten Lichtstrahl L13 wird. Folglich wird das von der Stirn­ fläche der optischen Glasfaserleitung 5 reflektierte und in Rückwärtsrichtung laufende Licht nahezu vollständig daran gehindert, zum Halbleiterlaser 4 zurückzukehren, da es durch die erste schräge Fläche A des optischen Einwegleitungsele­ mentes 10 reflektiert wird. Es ist somit möglich, ein opti­ sches Einwegleitungselement aus einem magneto-optischen Ma­ terial zu erhalten, das diesen speziellen Aufbau hat.

Die kleinen Punkte und kleinen Pfeile in Fig. 2A und 2B zei­ gen schematisch die Polarisationsrichtungen. Die kleinen Punkte geben insbesondere die Polarisation in einer Rich­ tung senkrecht zur Einfallsebene wieder. Die kleinen Pfeile senkrecht zur optischen Achse zeigen eine Polarisation in der Einfallsebene, während die kleinen Pfeile schräg zur optischen Achse eine Polarisation unter einem Winkel zur Einfallsebene zeigen.

Der Faraday-Drehwinkel (°/cm) in einem magneto-optischen Ma­ terial ist eine Funktion der Wellenlänge des Lichtes. Da gemäß der Erfindung die Stirnflächen des optischen Einweg­ leitungselementes schräg verlaufen, ist es möglich, selbst dann eine Drehung der Polarisationsebene um 45° zu erhal­ ten, wenn sich die Wellenlänge des Lichtes ändert, indem die Eintrittsstelle der optischen Achse geändert wird. D. h., daß ein optisches Einwegleitungselement mit einer gegebenen Form, das für eine gegebene Wellenlänge des Lichtes ausge­ legt ist, als optische Einwegleitung für Licht mit verschie­ denen Wellenlängen benutzt werden kann. Gemäß der Erfin­ dung ist es somit möglich, eine optische Breitbandeinweglei­ tung mit einer geringeren Anzahl von Bauteilen zu schaffen.

Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel war die zweite schräge Fläche des optischen Elementes unter 45° relativ zur ersten schrägen Fläche in Richtung der Faraday-Drehung um die optische Achse orientiert. Das ist jedoch nicht ausschließ­ lich notwendig, eine relative Orientierung von 225° in Richtung der Faraday-Drehung ist gleichfalls möglich, wie es in Fig. 3 dargestellt ist. Eine in dieser Weise abgewandelte optische Einwegleitung arbeitet im wesentlichen in der glei­ chen Weise wie das in Fig. 2A und 2B dargestellte Ausfüh­ rungsbeispiel. In Fig. 3 sind daher gleiche Bezugszeichen für gleiche Komponenten und Bauteile, wie in Fig. 2A und 2B ver­ wandt, wobei auf die Beschreibung dieser Komponenten und Bau­ teile im einzelnen verzichtet werden kann.

Die gegenwärtig verfügbaren Halbleiterlaser können linear polarisiertes Licht mit einem sehr hohen Polarisationsgrad liefern, wobei es bekannt ist, daß zurückkehrendes Licht, das senkrecht zum ausgesandten linear polarisierten Licht polari­ siert ist, einen Halbleiterlaser nicht sehr nachteilig be­ einflußt. Der Polarisator an der Eintrittsseite der opti­ schen Einwegleitung muß daher kein sehr hohes Extinktionsver­ hältnis haben. Daraus ergibt sich, daß eine Anordnung, bei der ein Laserstrahl auf eine schräge Fläche eines magneto­ optischen Materials fällt und durch diese polarisiert wird, gute Ergebnisse liefern kann, ohne daß ihre Funktion in ir­ gendeiner Weise beeinträchtigt wäre.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Elemente 20a und 20b vorgesehen, von denen jedes ähnlich dem magneto-optischen Element 10 bei dem in Fig. 2A und 2B dargestellten Ausführungs­ beispiel ist, wobei zwischen den beiden Elementen 20a und 20b ein isotropes transparentes Element 24 vorgesehen ist.

Bei dem in Fig. 4 dargestellen Ausführungsbeispiel sind die Enden des ersten magneto-optischen Elementes 20 mit schrä­ gen Flächen A und B versehen. Eine der schrägen Endflächen A steht gewöhnlich mit Luft in Berührung, während die andere schräge Endfläche B mit dem transparenten Element 24 oder genauer mit einem transparenten Klebemittel in Berührung steht. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist daher der zum Brewster-Winkel komplementäre Winkel an der Endfläche A von dem an der Endfläche B verschieden.

Ein zweites magneto-optisches Element 20b kann eine Form ha­ ben, die mit der des ersten Elementes 20a identisch ist. Die schrägen Endflächen des zweiten magneto-optischen Elementes 20b sind mit C und D jeweils bezeichnet. Das erste magneto- optische Element 20a und das zweite magneto-optische Element 20b sind in einer Reihe so angeordnet, daß ihre schrägen Flä­ chen B und C parallel zueinander verlaufen und einander zuge­ wandt sind, wobei ihre optischen Achsen im wesentlichen in einer Linie zueinander ausgerichtet sind. Die beiden schrägen Stirnflächen des isotropen transparenten Elementes 24 ver­ laufen parallel zueinander und sind unter einem Winkel kom­ plementär zum Brewster-Winkel so geschnitten, daß sie dicht an die schräg verlaufenden Flächen B und C der entsprechenden magneto-optischen Elemente passen. Die Richtung des Magnet­ feldes, das auf das erste magneto-optische Element 20a ein­ wirkt, ist der Richtung des Magnetfeldes entgegengesetzt, das auf das zweite magneto-optische Element 20b einwirkt. Das kann leicht durch eine geeignete Wahl der Anordnung der Mag­ nete erzielt werden. Es können beispielsweise Magnetfelder Ha und Hb an beide magneto-optischen Elemente gelegt werden, indem ein Südpol in der Nähe des transparenten Elementes 24 angeordnet wird, während Nordpole auf beiden Seiten des Südpoles vorgesehen sind. Es versteht sich, daß es möglich ist, diese Magnetfelder dadurch anzulegen, daß nicht darge­ stellte Solenoidspulen um jedes magneto-optische Element 20a, 20b herum angeordnet werden und diese Spulen mit elektrischen Strömen in unterschiedlichen Richtungen versorgt werden.

Die genannten drei Elemente sind miteinander durch ein trans­ parentes Klebemittel verbunden. Die beiden axialen Enden der integrierten optischen Einwegleitung 20 müssen gut poliert sein, jedoch nicht mit einem reflexvermindernden Überzug ver­ sehen sein, wie es bei einer herkömmlichen Einwegleitung der Fall ist.

Wenn ein Yttrium-Eisen-Granat-Einkristall als magneto-opti­ sches Material verwandt wird, beträgt sein Brechungsindex etwa 2,2. In diesem Fall können daher Titanoxid mit einem Brechungsindex von 2,25, Strontiumtitanat mit einem Bre­ chungsindex von 2,21 oder ein Gemisch aus Tl-Cl und Tl-Br mit einem Brechungsindex 2,19 als isotropes transparentes Material verwandt werden.

Im folgenden wird die Arbeit der magneto-optischen Einweg­ leitung 20 beschrieben. Bei der in Fig. 4 dargestellten An­ ordnung ist die schräge Stirnfläche A des ersten magneto­ optischen Elementes 20a der optischen Einwegleitung 20 so angeordnet, daß sie dem Halbleiterlaser 4 zugewandt ist. Wie es in Fig. 4 dargestellt ist, trifft der Laserstrahl L10, der vom Halbleiterlaser 4 ausgesandt wird, auf die schräge Flä­ che A des ersten magneto-optischen Elementes 20a der opti­ schen Einwegleitung 20 unter dem Brewster-Winkel Φ. In der­ selben Weise, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2A und 2B kann nur die Komponente des Lichtes, die in der Einfalls­ ebene polarisiert ist, in die optische Einwegleitung 20 ge­ hen. Die Polarisationsebene des Lichtes, das von der schrä­ gen Fläche A gebrochen und in die optische Einwegleitung 20 eingeführt wird, wird dann beispielsweise in einer Richtung im Uhrzeigersinn um die optische Achse X durch das äußere magnetische Feld Ha gedreht. Das die Austrittsstelle an der schrägen Fläche B erreichende Licht ist linear polarisiertes Licht, dessen Polarisationsebene um seine Fortpflanzungs­ richtung um 45° gedreht ist. Die schräge Fläche B verläuft unter einem Winkel komplementär zum Brewster-Winkel bezüglich der optischen Achse X, und die Orientierung der Fläche B ist gegenüber der der schrägen Fläche A in der Richtung der Faraday-Drehung um 45° gedreht. Da darüberhinaus das isotrope transparente Element 24, das mit der schrägen Fläche B des ersten magneto-optischen Elementes 20 in Berührung steht, ei­ nen Brechungsindex hat, der im wesentlichen gleich dem des Elementes 20a ist, kann das die Austrittsstelle an der zwei­ ten schrägen Fläche B erreichende Licht direkt in das trans­ parente Element 24 gehen.

Das Licht wandert dann gerade durch das transparente Element 24 und tritt in das zweite magneto-optische Element 20b ein. Wenn das Licht in das zweite magneto-optische Element 20b eintritt, werden alle Komponenten mit unerwünschter Polari­ sierung durch den Polarisierungseffekt ausgeschaltet. Wäh­ rend das Licht durch das zweite magneto-optische Element 20b hindurchgeht, wird seine Polarisationsebene in einer Rich­ tung entgegen dem Uhrzeigersinn um die optische Achse X durch das äußere magnetische Feld Hb gedreht, das in eine Richtung wirkt, die der Richtung entgegengesetzt ist, in der das mag­ netische Feld Ha am ersten magneto-optischen Element liegt. Da der Abstand zwischen der Einfallsstelle an der schrägen Fläche C und der Austrittsstelle an der schrägen Fläche D des zweiten magneto-optischen Elementes so groß ist, daß ei­ ne Drehung der Polarisationsebene des einfallenden Lichtes um 45° auftritt, ist das Licht, das die Austrittsstelle an der schrägen Fläche D erreicht, linear polarisiertes Licht mit einer Polarisationsebene, die in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn um die Fortpflanzungsrichtung des Lichtes um 45° gedreht ist. Die schräge Fläche D verläuft unter ei­ nem Winkel Komplementär zum Brewster-Winkel bezüglich der optischen Achse X, wobei ihre Orientierung gegenüber der schrägen Fläche C in der Richtung der Faraday-Drehung um 45° gedreht ist. Das Licht, das die Austrittsstelle an der schrägen Fläche D erreicht, geht durch diese Fläche hindurch und erreicht direkt die optische Glasfaserleitung 5.

Wie es bereits erwähnt wurde, werden etwa 4% des einfallenden Lichtes durch die Stirnfläche der optischen Glasfaserleitung rückreflektiert. Das reflektierte Licht wandert in die Rich­ tung zum Halbleiterlaser 4 zurück und trifft auf die schräge Fläche D des zweiten magneto-optischen Elementes 20b der op­ tischen Einwegleitung. Das Licht wird dann durch die schräge Fläche D gebrochen und tritt in die optische Einwegleitung 20 ein. Während der reflektierte Lichtstrahl durch das zwei­ te magneto-optische Element 20b hindurchgeht, wird er durch das äußere magnetische Feld Hb so beeinflußt, daß seine Po­ larisationsebene um 45° im Uhrzeigersinn um die optische Ach­ se X während der Zeit gedreht wird, während der der Licht­ strahl die schräge Fläche C des zweiten magneto-optischen Elementes 20b erreicht. Das reflektierte Licht, das die schräge Fläche C erreicht, ist linear polarisiertes Licht mit einer Polarisationsebene, die um 90° gegenüber der des in Vor­ wärtsrichtung gehenden Lichtes gedreht ist, so daß dieses Licht durch die schräge Fläche C reflektiert wird.

Das von der Stirnfläche der optischen Glasfaserleitung 5 reflektierte und zur optischen Einwegleitung 20 zurückkehren­ de Licht wird somit durch die schräge Fläche C des zweiten magneto-optischen Elementes 20b erneut reflektiert und kann daher den Halbleiterlaser nicht erreichen. Obwohl ein kleiner Teil des zurückgehenden Lichtes durch die schräge Fläche C nicht reflektiert wird und in das erste magneto-optische Ele­ ment 20a durch das transparente Element 24 hindurch eintreten kann, wird dieses Licht erneut polarisiert und durch die schräge Fläche A des ersten magneto-optischen Elementes re­ flektiert. Es ist daher möglich, eine optische Einwegleitung unter Verwendung von zwei magneto-optischen Elementen mit einem bestimmten Aufbau in einer Kombination mit einem trans­ parenten Element zu erhalten.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel waren die Orientierungen der schrägen Flächen B und D um die optische Achse in der Richtung der Faraday-Drehung relativ zu den Orientierungen der entsprechenden schrägen Flächen A und C um 45° gedreht. Diese Anordnung ist jedoch nicht ausschließlich vor­ geschrieben, die Drehung der Orientierungen kann auch 225° in der Richtung der Faraday-Drehung um die optische Achse be­ tragen, wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Die Arbeitsweise dieser Abwandlungsform der optischen Einwegleitung ist im we­ sentlichen identisch mit der der optischen Einwegleitung, die in Fig. 4 dargestellt ist. In Fig. 5 sind daher gleiche Bezugs­ zeichen für gleiche Komponenten oder Bauteile, wie in Fig. 4, verwandt, wobei eine Beschreibung dieser Komponenten und Bau­ teile im einzelnen sich erübrigt.

Wie es oben beschrieben wurde, ist es bei der erfindungsge­ mäßen optischen Einwegleitung nicht notwendig, teure äußere Polarisatoren zu verwenden, so daß die erfindungsgemäße Ein­ wegleitung mit niedrigen Kosten hergestellt werden kann. Weiterhin ist der Aufbau vereinfacht, was eine Verringerung der Größe und des Gewichtes erlaubt. Es sei darauf hingewie­ sen, daß die schrägen Stirnflächen der magneto-optischen Ele­ mente gleichfalls nicht mit einem reflexvermindernden Über­ zug versehen werden müssen.

Claims (5)

1. Optische Einwegleitung mit wenigstens einem magneto-optischen Element, das eine erste schräge Stirnfläche (A) aufweist, die so angeordnet ist, daß ein Lichtstrahl unter dem Brewster-Winkel einfällt, wobei auf der Strahlaustrittsseite eine zweite schräge Stirnfläche (B) vorgesehen ist, und durch ein äußeres magnetisches Feld eine Drehung der Polarisationsebene des einfallenden Lichtstrahls um 45° bewirkt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an einem einzelnen magneto-optischen Element (10) die zweite schräge Stirnfläche (B) auf der Strahlaustrittsseite so angeordnet ist, daß sie nicht parallel ist zu der Stirnfläche (A) auf der Strahleintrittsseite und der Lichtstrahl unter dem Brewster-Winkel auf diese zweite Stirnfläche (B) auftrifft, wobei die Polarisationsebene mit der Einfallsebene übereinstimmt.

2. Optische Einwegleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei magneto-optische Elemente in einer Reihe mit einem dazwischen befindlichen isotropen transparenten Element angeordnet sind, wobei das isotrope transparente Element einen Brechungsindex hat, der gleich dem der magneto­ optischen Elemente ist.

3. Optische Einwegleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das isotrope transparente Element durch ein transparentes Klebemittel mit den magneto-optischen Elementen verbunden ist.

4. Optische Einwegleitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das magneto-optische Element aus einem Yttrium-Eisen- Granateinkristall besteht.

5. Optische Einwegleitung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste magneto-optische Element der beiden magneto­ optischen Elemente so angeordnet ist, daß es einem Halbleiterlaser zugewandt ist, wobei ein Laserstrahl vom Halbleiterlaser auf die schräge Strahleintrittsfläche des ersten magneto-optischen Elementes fällt.