CZ2002938A3 - Magneto-optický spínací prvek s Faradayovým rotátorem - Google Patents

Description

Vynález se týká magneto-optického spínacího prvku s Faradayovým rotátorem z magneticky jednoosého krystalu, který nalézá uplatnění například v optických spínacích systémech, v optických sítích telekomunikačních technologií a technologií zpracování dat pro změnu dráhy paprsku světla, v optických uzávěrech, optických tlumičích nebo místně závislých systémech světelné modulace, které mohou měnit intenzitu určitých parciálních záření.

Dosavadní stav techniky

Mechanické optické spínače, uzávěry a podobně mají tu výhodu, že u nich jsou většinou za pomoci poměrně jednoduchých prostředků realizovatelné stabilní spínací stavy bez stálé spotřeby energie. Nevýhodou takovýchto mechanických spínacích prvků je jejich poměrně malá rychlost spínání, která přirozeně vylučuje jejich použití v mnoha oblastech výše uvedených oborů.

Patřičně vysoké rychlosti spínání jsou dosažitelné například za pomoci známých elektro-optických spínacích prvků (viz např. US-PS 5 712 935) nebo akusticko-optických spínacích prvků (viz např. US-PS 5 883 734), které ale opět

83809 (83809a) • ♦

·» ♦ c · ··« · * ···· pro udržení stabilních spínacích stavů vyžadují stálý přívod energie. Výjimkou jsou zde například spínací prvky na bázi elektro-optického efektu s amorfními materiály, které rovněž vykazují stabilní stavy bez stálého přívodu energie (viz např. EP 0 500 402), přičemž ale je zase poměrně dlouhá jejich spínací doba, neboť u nich doby přechodu mezi stabilními stavy leží v oblasti milisekund.

V úvodu zmíněné známé magneto-optické spínací prvky nabízejí kompromisní řešení. Srovnáme-li je s mechanickými spínacími prvky, neobsahují žádné pohyblivé součásti, a proto také vykazují příslušně nízkou citlivost vůči vibracím a nárazům a daleko vyšší rychlost spínání, ačkoliv spojenou s funkcí závislou na vlnové délce. Ve srovnání s rychlými elektro-optickými a akusticko-optickými spínacími prvky si zase udrží stacionární stavy bez vnějšího přívodu energie, ačkoliv vykazují o něco delší spínací doby.

Pokud jde o poslední souvislosti, je možné odkázat prače resp. zveřejněni: Obokata a K. Asama: Nonfor Single-Mode Fibres, H. Takamatsu a for multimode například na následující M. Shirasaki, H. Nakajima, T mechanical Optical Switch

Appl. Opt. 21, 4229 (1982); M. Shirasaki,

T. Obokata: Bistable Magnetooptic Switch

Optical Fiber, Appl. Opt. 21, 1943 (1982); M. Shirasaki et al: Magnetooptical 2x2 Switch for mutlimode Optical Fiber, Appl. Opt. 23, 3271 (1984); M. Shirasaki: Faraday Rotator Assembly, US-patent č. 4 609 257 (1986); S. Takeda: Faraday Rotator device and optical switch containing the same, EP-patent č. 0 381 117 (1991); M. Shirasaki: Faraday Rotator which generates a uniform magnetic field in a magnetic optical element, US-patent č. 5 812 304 (1998) .

83809 (83809a) ·· ···· 99 9119 90 ·· ·· 4 · · · 4 4 4 4 • · « 44444 44 * přitom založena na schopnosti určitých

Tato zveřejněni popisuji bistabilní magneto-optické

Faradayovy rotátory, které nevyžadují žádný stálý přívod energie, pouze energii pro provedení přepnutí mezi jejich stabilními stavy. Bistabilita je magnetické hysterezi, tzn. na magnetickým materiálů zůstat po zmagnetizování v nasycení v jednom zmagnetizovaném stavu. Magneto-optické materiály, použité v této práci, sestávají ze směsi andraditu. Tyto materiály nemají pravoúhlou hysterezní smyčku, a zůstávají proto v nepřítomnosti vnějšího pole také nemagnetizované.

elektrického vinutím. Po

Pro vytvoření bistability se magneto-optický materiál umístí' do pole elektromagnetu s jádrem z polotvrdého magnetického materiálu (M. Shirasaki et al: Magnetooptical 2x2 Switch for mutlimode Optical Fiber, Appl. Opt. 23, 3271 (1984)). Jádro se zmagnetizuje až do nasycení impulsem proudu, protékajícím s určitou polarizací skončení impulsu zůstane magnetizováno jak jádro, tak i magneto-optický materiál, a uskuteční se rotace polarizační roviny světla, procházejícího magneto-optickým materiálem. Změna polarity proudu způsobí změnu smyslu rotace polarizační roviny. Oba stavy jsou stabilní a systém v nich zůstává i bez dalšího přívodu energie.

Pro zamezení posunutí doménové stěny v rotátoru během otočení magnetického pole, které vyvolá nepravidelné změny v polarizaci vycházejícího světla, je uspořádáno další magnetické pole (M. Shirasaki: Faraday Rotator Assembly, US-patent č. 4 609 257 (1986) a M. Shirasaki: Faraday

Rotator which generates a uniform magnetic field in a magnetic optical element, US-patent č. 5 812 304 (1998)).

Toto pole se vyvolá pomocí magnetu a udržuje rotátor v jednodoménovém stavu. Magnetické pole elektromagnetu tedy

83809 (83809a) * · ··«· · · · · • « · ··· · · · © • · · ·««·· · · *

Í« · a w · · · 9 · * • · ·· ··<»· «· < ··«·· ««···· způsobuje pouze rotaci magnetizace a neovlivňuje doménovou strukturu.

Nevýhodou přitom však zůstává pomalé přepínáni magnetizačního směru a zejména smyslu rotace polarizace.

Podle EP 0 381 117 (1991): „Faraday Rotator device and optical switch containing the same byla například v příkladu provedení č. 2 spínací doba asi 500 ms. V článku od M. Shirasaki, H. Nakajima, T. Obokata a K. Asama: Non-mechanical Optical Switch for Single-Mode Fibres,

Appl. Opt. 21, 4229 (1982) byla spínací doba asi 10 ps. Tato poměrně dlouhá spínací doba souvisí s velkou induktivitou cívky 'elektromagnetu, která je asi 7 mH. Pokud by měly být použity trvalé magnety a jiné sestavy, jako např. podle US-patentu č. 5 812 304, musely by pole elektromagnetu nabývat daleko větších hodnot, neboť pro rotaci magnetizace by muselo být dosaženo intenzity pole v době nasycení, vyvolaného trvalými magnety. To vede nutně k daleko delším spínacím dobám, než je zmíněných 10 ps. Dalších nevýhodou těchto známých spínacích prvků je jejich velikost, která je dána rozměry jádra elektromagnetu. Dále není možný žádný multistabilní provoz rotátoru.

Podstata vynálezu

Úkolem předkládaného vynálezu je odstranit uvedené nedostatky popsaných známých magneto-optických spínacích prvků v úvodu uvedeného druhu a zejména zkrátit spínací doby, snížit potřebnou spínací energii, a zmenšit celkové rozměry spínacího prvku, jakož i výhodně umožnit multistabilní provoz s vícero spínacími stavy.

83809 (83809a) © © 9 14 4 9 4

9 9 9*9 ·· · · 9 99 ···· u magnetořešen tím.

: δ .· · * «· «

Tento úkol je podle předkládaného vynálezu optického spínacího prvku úvodem zmíněného druhu že rotátor v každém ze svých stavů, stabilních bez vytvořeného vnějšího magnetického pole, vykazuje domény obou orientací, jejichž stěny jsou pro přepnutí do jiného stabilního stavu vytvořením vnějšího magnetického pole schopny pohybu bez vytvoření dalších domén. Takto vytvořený spínací prvek může jednoduchým způsobem nabývat různých stabilních stavů, v nichž může bez přívodu energie vydržet libovolně dlouho. Přechod mezi těmito stabilními spínacími stavy se uskutečňuje v nanosekundové oblasti, přičemž dochází jen k malým optickým ztrátám v infračervené oblasti, je potřeba jen velice nízká přepínací energie a celkově je možné udržet velice malé rozměry takového spínacího prvku.

Známé jsou magneto-optické materiály s pravoúhlou hysterezní smyčkou, to znamená, že tyto materiály zůstávají v nepřítomnosti vnějšího magnetického pole zmagnetizované. Zástupci této skupiny materiálů jsou například ortoferity. Ortoferity jsou slabé feromagnety, které se vyznačují malou výslednou magnetizací a velice vysokou jednoosou magnetickou anisotropií. Orotferity jsou opticky dvouosé krystaly. Velké úhly Faradayovy rotace mohou být realizovány pouze v nepřítomnosti krystalického dvoj lomu, to znamená, když se světlo šíří podél optických os krystalu. V tomto případě vznikají vysoké hodnoty výkonu FM, tj. poměr Faradayovy rotace k absorpci. Ve viditelné oblasti a části v blízkosti infračervené oblasti (včetně vlnové délky 1,55 pm, důležité pro -optické telekomunikační technologie) mají ortoferity nejlepší FM-hodnoty ze všech magneto-optických krystalů. Důležitou výhodou ortoferitů v srovnání s jinými magnetickými materiály je extrémně velká rychlost doménové stěny, která dosahuje 20 km/s.

83809 (83809a)

- 6 • ·· · · · ···· ·9 9 9 • ·«· · · · « • 9 9 9 99 99 · • 9 9 9 ·· 9 9 9 f 9 9 9 9 9 9

G 9 9 9 9 9 9 9 999 9

Vysoká koercitivní intenzita pole ortoferitů je důležitou výhodou v optickém izolačním modu. Při dynamickém uplatňování ve vývoji optických spínačů, uzávěrů, místně nezávislých světelných modulátorů, optických tlumičů, atd., je však vysoká koercitivní intenzita pole nevýhodou, neboť vyžaduje velkou intenzitu pole. Vysoké koercitivní intenzity pole vznikají díky nutnosti vytvoření symetricky stejně magnetizovaných domén. Při magnetizaci až do nasycení se však vždy dosáhne stabilních stavů rotátoru, přičemž je pouze k dispozici více než jen jedna jediná doména a současně žádné domény s protikladnou orientací. Pro otočení opačně' nasměrovaných domén jsou potřeba silná magnetická pole - i přesto existují pouze dva stabilní stavy (podle dvou směrů magnetizace v nasycení), které se po odpojení externího magnetického pole nemění.

Způsob práce rotátoru je nyní podle vynálezu zlepšen do té míry, že ve stabilních stavech rotátoru, které se po odpojení externího magnetického pole již nemění, jsou již k dispozici domény obou orientací (tedy alespoň dvě domény s různými orientacemi). Existence domén obou směrů řeší problém jejich vytváření a vede ke snížení potřebných intenzit vnějších magnetických polí popř. ke zkrácení spínacích dob. Aby tohoto bylo dosaženo, jsou podle výhodných provedení tohoto vynálezu do rotátoru vestavěny nehomogenity popř. mřížkové vady.

-Takovéto nehomogenity byly již v jiné souvislosti použity pro vytvoření magneto-optických pamětí. V pracích:

Te-Ho Wu et al: Magnetic domain pinning in patterned magneto-optical materiál, J. Appl. Phys. 85, 5980 - 5982 (1999); S. Gadetsky, J. K. Erwin, M. Mansuripur a T. Suzuki:

83809 (83809a)

- 7 tt « · · · · • · · · · tt • « · « · · · · * tt · · tt tt · tt « ·

Magneto-optical recording on patterned substrates, J. Appl. Phys. 79, 5687 (1996) jsou substráty, na které se nanáší tenký film magneto-optického materiálu, strukturovány. Hrany výsledné struktury se použijí jako ohraničení domén. Podle RU 2 029 978 Cl se použijí nehomogenity ve tvaru prohloubenin s plochým dnem ve filmu magneto-optického materiálu pro udržení oblastí jednotlivých domén. V obou případech se jednotlivé domény v příslušných oblastech připravují tak, že se mění tloušťka materiálu nosiče, na kterém je magneto-optický film nanesen, nebo se mění tloušťka samotného magneto-optického filmu. Takového úpravy nejsou u krystalických těles možné, neboť je prakticky nemožné vytvořit na krystalu prohloubeniny s rozměry částí velikosti milimetrů s rovným dnem v optické kvalitě. Kromě toho je ve všech uvedených případech pro přepnutí orientace domény opět nezbytné nejprve vytvořit opačně orientované domény, takže výše popsané nevýhody nákladného, poměrně silného magnetického pole zůstávají zachovány i v tomto případě.

V DE 28 39 216 Al je popsán magneto-optický modulátor, u kterého není pro spuštění přepnutí potřeba žádné vytváření domén vždy opačných orientací. Magneticky jednoosý magnetooptický film je rozdělen na ostrůvkovité oblasti, které jsou od sebe navzájem magneticky odděleny. Každý ostrůvek obsahuje vícero domén s různými orientacemi. V důsledku chybějícího magnetického působení mezi ostrůvky může být kterýkoliv z nich snadno odděleně magnetizován magnetickým polem malé cívky, které působí přímo na příslušný ostrůvek. Protože jsou v nepřítomnosti externího magnetického pole jednotlivé ostrůvky demagnetizovány, spočívá způsob magnetizace v posouvání doménových stěn. Při takto daném uspořádání to ovšem znamená nepřítomnost stabilních stavů

83809 (83809a)

9 8899 • · • ·* 9

9 fl · 8 v jejich vlastním smyslu, v nichž rotátor zůstává bez externího magnetického pole - když se externí magnetické pole odpojí, vyrovnají se rozměry navzájem opačně magnetizovaných domén, čímž se celá Faradayova rotace tohoto ostrůvku vynuluje.

P-odle předkládaného vynálezu je naproti tomu třeba spatřovat hlavní úkol takovýchto nehomogenit v tom, že mají na předem daných místech fixovat doménové stěny již existujících domén, čímž se při přepnutí musí pouze pohnout již exitující doménové stěny a není nezbytné provádět od samého začátku i dodatečné vytváření domén s opačným znaménkem. Nehomogenity podle předkládaného vynálezu jsou tedy také potřeba jen na místech, kde mají po odpojení vnějšího magnetického pole zůstat doménové stěny (tak, aby to odpovídalo požadovaným stabilním stavům rotátoru), a nikoliv v celé oblasti, která je pokryta existujícími doménami, jak to bylo popsáno výše v příkladu z dosavadního stavu techniky.

Nehomogenity jsou tvořeny například úzkými štěrbinami na povrchu krystalu. Štěrbiny představují nová lokální minima magnetické energie a zachycují doménové stěny. Tak je držena doménová struktura při odpojeném externím magnetickém poli v daném stavu. V závislosti na hloubce štěrbin je regulováno koercitivní pole dané doménové struktury, tzn. magnetické pole potřebné pro odstranění domén ze štěrbin. Jsou-li například vytvořeny různé sady štěrbin, popř. obecně mřížkové vady, mohou být vytvořeny různé body uchycení doménových stěn a tím také různé stabilní stavy rotátoru resp. spínacího prvku.

83809 (83809a)

44 • 4 4 4 4 · 4*44 · 44444 44 ·

44 4 4 4 444 4 4

4» 444 4 · 4444

Přehled obrázků na výkresech

Další znaky a výhody vynálezu budou dále zvláště vysvětleny prostřednictvím konkrétních příkladů provedení znázorněných na částečně schematických výkresech, na kterých představuj e:

obr.	1	multistabilní vynálezu,	spínací	prvek	podle	předkládaného
obr.	2	multistabilní rotátor s trvalými použití ve spínacím prvku podle vynálezu,	magnety pro předkládaného
obr.	3	multistabilní vynálezu jako	spínací optický	prvek spínač,	podle a	předkládaného
obr.	4	odpovídáj ící použití jako i	spínací prvek optický uzávěr.	podle	vynálezu pro

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 jakožto schematický příklad provedení vynálezu znázorňuje rotátor s krystalovou destičkou 1_ z ortoferitu se třemi sadami 2, 3_, _4 povrchových štěrbin 10 jakožto mřížkovými vadami. Krystalová destička 1. je řezána kolmo k optické ose - šipka a ukazuje směr krystalografické osy a. Jedna sada 2_ ze zmíněných sad koreluje s rovnovážným stavem domén. Vzdálenosti mezi štěrbinami 10 jsou stejně velké a odpovídají rovnovážným šířkám domén v destičce. Jiná sada 2 koresponduje se stavem parciální (pozitivní) magnetizace destičky. Tato sada tedy sestává ze štěrbin 10 v různých

83809 (83809a) «000 • ·

000 « 0 vzdálenostech střídavě po stranách od štěrbin 10 sady 2. Pro změnu doménové struktury se zapojí impulsní externí magnetické pole. Během tohoto impulsu se zvětší domény, které jsou orientované ve směru zapojeného magnetického pole, na úkor domén s opačnou orientací. Pokud jsou amplituda a trvání impulsu dostatečně velké, dosáhnou doménové stěny štěrbin 10 sady _3, které tyto doménové zafixují: po skončení impulsu zůstanou na těchto místech, rotátor se nachází ve stabilním stavu. Pro navrácení do původního stavu se musí zapojit magnetický impuls opačné orientace. Analogicky k sadě 3_ může být vytvořena sada 4_. Tak je vytvořen další stabilní stav. Tímto způsobem mohou být uspořádány různé sady štěrbin 10 v různých vzdálenostech od sady 2, a tak vytvořen velký počet stabilních stavů spínače.

Amplituda a časové trvání impulsu magnetického pole se volí v závislosti na vzdálenostech mezi štěrbinami 10. Je-li amplituda příliš malá, nebo je-li její časové trvání příliš krátké, nemohou doménové stěny dosáhnout další sady štěrbin a přesunou se po skončení impulsu zpět do svých výchozích pozic. Je-li naopak amplituda příliš velká, nebo je-li její časové trvání příliš dlouhé, posunou se doménové stěny dále, než je třeba, a po skončení impulsu se přesunou zpět do štěrbin.

V jiném příkladu provedení vynálezu podle obr. 2 se štěrbiny, uspořádané pro fixování domén, kombinují s nehomogenním magnetickým polem. Toto pole se vytvoří trvalými magnety _5 a použije se pro fixování doménové struktury. Tímto způsobem se rozšíří provedení a dynamické vlastnosti rotátoru. Se zvýšením magnetického pole se zvětší rychlost pohybu doménových stěn (v širokém pásmu rychlostí

83809 (83809a) • * <· · ·

9 · ♦ 9 9 · ·

9 ·

9 9 • · · · « 9

9 · • · « • · ♦

9 9 • « ·

9 9 9

9 9 9

9 9

9 9

9 9

9 99 9 9 je mezi těmito hodnotami úměrnost) . Čím kratší mají být spínací doby, tím vyšší musí být impuls magnetického pole. Příliš vysoká magnetická pole však mohou vyvolat nevratné posuny domén, jako např. vytvoření nových domén. Vytvoření gradientního magnetického pole stabilizuje doménové stěny a omezuje jejich pohyblivost. Gradientní pole se vytvoří dvěma páry .malých trvalých magnetů. Magnetické pole vytvořené každým párem má opačnou polaritu a rotátor se rozdělí na dvě domény. V nepřítomnosti jiného magnetického pole se doménové stěny nacházejí na místě, kde gradientní pole prochází nulou (nulová silová čára): stabilní stav spínače (odpovídající sadě 2_ na obr. 1). Po obou stranách této čáry se uspořádají štěrbiny. Ty představují rovné čáry rovnoběžné s nulovou silovou čarou. Působením impulsu magnetického pole dosáhnou doménové stěny určitých štěrbin. Je-li zachycení dostatečně silné, zůstane doménová stěna po skončení impulsu na této štěrbině viset. Tímto způsobem tedy vznikají stabilní stavy, které odpovídají sadám štěrbin.

V širokém pásmu hodnot externího magnetického pole je absolutní hodnota rotace polarizační roviny v doménách nezávislá na velikosti magnetického pole. Proto zůstává funkce rotátoru nehomogenitou vnějšího magnetického pole nedotčena.

Změny doménové struktury mezi stabilními stavy mají stejnoměrný charakter. Spočívají v přesunutí doménových stěn a nezpůsobují žádná nežádoucí kolísání světla.

83809 (83809a)

Nej kratší spínací časy rotátoru jsou omezeny hlavně minimálním dobou trvání jednotlivých pulsů magnetického pole; nalézají se v oblasti nanosekund.

8* ·

« « 8

8 8

8« · * « 9 989 • 8 • · «8 ··· ·

• · • ·

9

9

Obr. 3 ukazuje schéma spínače na bázi multistabilního optického rotátoru. Tloušťka destičky 1 z ortoferitu je volena tak, že polarizační rovina světla, které předtím již prošlo polarizátorem Ί_, se otočí o 45 ° . Znaménko rotace závisí na doméně, kterou světlo prochází. Pokud světlo prochází doménou, jejíž magnetizace je antiparalelní ke směru procházení světla, dojde k otočení ve směru otáčení hodinových ručiček. Po průchodu polarizaci oddělujícím prvkem 6 pokračuje světlo dále v horizontálním směru. Pokud světlo prochází opačně magnetizovanou doménou, otočí se polarizace o - 45 ° a po průchodu polarizaci oddělujícím prvkem 6 pokračuje světlo dále ve vertikálním směru.

Obr. 4 ukazuje schéma optického uzávěru na bázi multistabilního rotátoru. V případě a) se polarizovaný světelný paprsek analyzátorem 8_ vyruší. V případě b) projde analyzátorem 8_ část světelného paprsku, totiž přesně ta část, která prošla doménou magnetizovanou rovnoběžně ke směru průchodu světla. V případě c) propustí analyzátor 8. celý světelný paprsek.

Jak již bylo řečeno úvodem, mohou být místo povrchových štěrbin v krystalu rotátoru pro stabilizaci domén vytvořeny také jiné mřížkové vady, jako například dutiny vytvořené uvnitř krystalu, cizorodé vměstky nebo podobně nebo ale také různé změny dotování v různých oblastech. Namísto takovýchto mřížkových vad, rozprostírajících se lineárně přes krystal, mohou být vytvořeny také jiné tvary popř. provedení takovýchto mřížkových vad - možné jsou také omezené oblasti, nepřerušené čáry, atd., přičemž musí pouze být zajištěno, aby byly tyto oblasti schopné na sobě po odpojení vnějšího magnetického pole fixovat doménové stěny. Pokud i v takto vytvořeném stabilním stavu magneto-optického spínacího prvku

83809 (83809a)

9·· ·

9111 zůstanou v krystalu rotátoru zachovány magnetické domény obou znamének, zůstanou plně zachovány i zmíněné výhody vynálezu.

Zastupuj e:

Dr. Miloš Všetečka v.r.

83809 (83809a)

JUDr. Miloš Všetečka advokát

120 00 Praha 2, Hálkova 2

Claims (10)

1. Magneto-optický spínací prvek s Faradayovým rotátorem z magneticky jednoosého krystalu, vyznačující se tím, že rotátor v každém ze svých stavů, stabilních bez vytvořeného vnějšího magnetického pole,' vykazuje domény obou orientací, jejichž stěny jsou pro přepnutí do jiného stabilního stavu vytvořením vnějšího magnetického pole schopny pohybu bez vytvoření dalších domén.

2-. Magneto-optický spínací prvek podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro stabilizaci domén v nepřítomnosti vnějšího magnetického pole jsou uspořádány mřížkové vady krystalu pro fixování doménových stěn na nich.

3. Magneto-optický spínací prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že mřížkové vady jsou tvořeny povrchovými vrypy, drážkami, žlábky, a podobnými, na krystalu.

4. Magneto-optický spínací prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že mřížkové vady jsou tvořeny dutinami, vyvrtanými otvory, cizorodými vměstky, a podobně, uvnitř krystalu.

5. Magneto-optický spínací prvek podle nároku 2, vyznačující se tím, že mřížkové vady jsou tvořeny různým dotováním nebo různými změnami dotování krystalu v různých oblastech.

16 83809 (83809a) • · ···· «

6. Magneto-optický spínací prvek podle jednoho nebo více z nároků 2 až 5, vyznačující se tím, že po obou stranách doménových stěn je v určitých vzdálenostech uspořádáno více mřížkových vad, odpovídajících více stabilním spínacím polohám krystalu.

7. Magneto-optický spínací prvek podle jednoho nebo více z nároků 2 až 6, vyznačující se tím, že krystalem je ortoferit, řezaný v podstatě kolmo k optické ose, a uspořádaný touto optickou osou v podstatě rovnoběžně se směrem procházejícího světelného paprsku.

8-. Magneto-optický spínací prvek podle nároku 7, vyznačující se tím, že mřížkové vady se rozprostírají v podstatě lineárně přes krystal a alespoň přibližně kolmo k jeho krystalografické ose a.

9. Magneto-optický spínací prvek podle jednoho nebo více z nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že je ke krystalu trvale přiloženo gradientní magnetické pole s průchodem nulou v oblasti krystalu, s výhodou za pomoci alespoň jednoho páru trvalým magnetů.

10. Použití magneto-optického spínacího prvku podle jednoho nebo více z nároků 1 až 9 jako multistabilního optického spínače, uzávěru, modulátoru nebo tlumiče.