JPH0776811B2 - 磁気光学装置 - Google Patents
磁気光学装置Info
- Publication number
- JPH0776811B2 JPH0776811B2 JP61103605A JP10360586A JPH0776811B2 JP H0776811 B2 JPH0776811 B2 JP H0776811B2 JP 61103605 A JP61103605 A JP 61103605A JP 10360586 A JP10360586 A JP 10360586A JP H0776811 B2 JPH0776811 B2 JP H0776811B2
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- Japan
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- thin film
- wave
- optical
- magneto
- yig thin
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は，静磁波を利用し，マイクロ波信号を直接光
信号に変換する磁気光学装置に関するものである。
信号に変換する磁気光学装置に関するものである。
第４図は例えばIEEE 1982 ULTRASONICS SYMPOSIUM DIGE
ST pp.541〜546に示された従来の磁気光学装置を示す断
面図であり，（１）はGGG（ガドリニウム−ガリウム−
ガーネツト）基板，（２）はGGG（１）基板上に液相成
長して製作したYIG（イツトリウム−アイアン−ガーネ
ツト）薄膜，（３）は上記YIG薄膜（２）より小さい屈
折率をもつ誘電体，（４）は裏面に地導体を密着した誘
電体基板，（５）はストリツプ導体，（６）は上記誘電
体基板（４）とストリツプ導体（５）より構成されるマ
イクロストリツプ線路，（７）はマイクロストリツプ線
路入力端子，（８）は上記YIG薄膜（２）の一方の端面
に取付けたレーザダイオードなどの発光用素子，（９）
は上記YIG薄膜（２）の他方の端面に取付けた光フアイ
バなどの光伝送用素子，（10）は上記YIG薄膜（２）の
表面に密着した光TM波吸収用金属薄膜などの光吸収用素
子，（11）は金属基台，（12）は永久磁石，（13）は継
鉄，（14）は永久磁石（12），継鉄（13）より構成され
る磁気回路である。
ST pp.541〜546に示された従来の磁気光学装置を示す断
面図であり，（１）はGGG（ガドリニウム−ガリウム−
ガーネツト）基板，（２）はGGG（１）基板上に液相成
長して製作したYIG（イツトリウム−アイアン−ガーネ
ツト）薄膜，（３）は上記YIG薄膜（２）より小さい屈
折率をもつ誘電体，（４）は裏面に地導体を密着した誘
電体基板，（５）はストリツプ導体，（６）は上記誘電
体基板（４）とストリツプ導体（５）より構成されるマ
イクロストリツプ線路，（７）はマイクロストリツプ線
路入力端子，（８）は上記YIG薄膜（２）の一方の端面
に取付けたレーザダイオードなどの発光用素子，（９）
は上記YIG薄膜（２）の他方の端面に取付けた光フアイ
バなどの光伝送用素子，（10）は上記YIG薄膜（２）の
表面に密着した光TM波吸収用金属薄膜などの光吸収用素
子，（11）は金属基台，（12）は永久磁石，（13）は継
鉄，（14）は永久磁石（12），継鉄（13）より構成され
る磁気回路である。
次に動作について説明する。ここでは発光用素子（８）
から光伝送用素子（９）へ向つた方向をｘ方向,YIG薄膜
（２）に垂直な方向を２方向とするようにxy2座標系の
方向を定める。第４図において,YIG薄膜（２）には，磁
気回路（14）によりｙ方向に直流磁界が印加される。さ
らに，発光用素子（８）の出力光の偏光面がxz面に一致
するように発光用素子（８）をYIG薄膜（２）端面に取
付ることにより,YIG薄膜（２）内には光TM波が励振され
Ｘ方向に伝搬する。また，上記YIG薄膜（２）をはさみ
込んでいるGGG基板（１）および誘電体（３）はいずれ
もYIG薄膜（２）の屈折率よりも小さいため，光TM波は
これらGGG基板（１）および誘電体（３）には漏れ込ま
ないで伝搬する。
から光伝送用素子（９）へ向つた方向をｘ方向,YIG薄膜
（２）に垂直な方向を２方向とするようにxy2座標系の
方向を定める。第４図において,YIG薄膜（２）には，磁
気回路（14）によりｙ方向に直流磁界が印加される。さ
らに，発光用素子（８）の出力光の偏光面がxz面に一致
するように発光用素子（８）をYIG薄膜（２）端面に取
付ることにより,YIG薄膜（２）内には光TM波が励振され
Ｘ方向に伝搬する。また，上記YIG薄膜（２）をはさみ
込んでいるGGG基板（１）および誘電体（３）はいずれ
もYIG薄膜（２）の屈折率よりも小さいため，光TM波は
これらGGG基板（１）および誘電体（３）には漏れ込ま
ないで伝搬する。
まず，マイクロストリツプ入力端子（７）より電磁波が
入射しない場合は，光TM波はモードが変換されることな
くｘ方向に進み，光伝送用素子（９）を取付けたYIG薄
膜（２）端面の手前のYIG薄膜（２）面上に設けた光TM
波のみを吸収する光吸収用素子（10）により吸収され
る。このため光伝送用素子（９）には光は到達しない。
入射しない場合は，光TM波はモードが変換されることな
くｘ方向に進み，光伝送用素子（９）を取付けたYIG薄
膜（２）端面の手前のYIG薄膜（２）面上に設けた光TM
波のみを吸収する光吸収用素子（10）により吸収され
る。このため光伝送用素子（９）には光は到達しない。
つぎに，マイクロストリツプ入力端子（８）より電磁波
が入射する場合，ストリツプ導体（５）に近いYIG薄膜
（２）内に静磁表面波が励起され,x方向に伝搬する。こ
のｘ方向に伝搬する静磁表面波は,YIG薄膜（２）内にｘ
方向の高周波磁化ベクトルをもつため，光TM波はフアラ
デー効果によりｘ方向に進行しつつ除々にxy面に偏光面
をもつ光TE波に変換される。この光TM波から光TE波へモ
ードが変換される条件は，光TM波の波数をβTM,光TE波
の波数をβTE,静磁表面波の波数をｋとして第１式で表
わされる。また，光TM波から光TE波へ変換される電力の
割合，いわゆる βTE−βTE＝Ｋ （第１式） 変換効率は，静磁表面波の高周波磁化ベクトルの大き
さ，およびこの変換が生じている部分の長さに比例す
る。この光TE波に変換された光は光伝送素子（９）に入
射し，光フアイバなどを伝搬していく。また変換されな
かつた光TM波は前記と同様光吸収用素子（10）に吸収さ
れる。
が入射する場合，ストリツプ導体（５）に近いYIG薄膜
（２）内に静磁表面波が励起され,x方向に伝搬する。こ
のｘ方向に伝搬する静磁表面波は,YIG薄膜（２）内にｘ
方向の高周波磁化ベクトルをもつため，光TM波はフアラ
デー効果によりｘ方向に進行しつつ除々にxy面に偏光面
をもつ光TE波に変換される。この光TM波から光TE波へモ
ードが変換される条件は，光TM波の波数をβTM,光TE波
の波数をβTE,静磁表面波の波数をｋとして第１式で表
わされる。また，光TM波から光TE波へ変換される電力の
割合，いわゆる βTE−βTE＝Ｋ （第１式） 変換効率は，静磁表面波の高周波磁化ベクトルの大き
さ，およびこの変換が生じている部分の長さに比例す
る。この光TE波に変換された光は光伝送素子（９）に入
射し，光フアイバなどを伝搬していく。また変換されな
かつた光TM波は前記と同様光吸収用素子（10）に吸収さ
れる。
以上のように，静磁表面波の高周波磁化ベクトルの大き
さ，つまりはマイクトストリツプ線路（６）に入射する
電磁波の振幅に応じ光伝送素子（９）に現われる光の量
を変調することができる。
さ，つまりはマイクトストリツプ線路（６）に入射する
電磁波の振幅に応じ光伝送素子（９）に現われる光の量
を変調することができる。
従来の磁気光学装置は以上のように構成されており，電
磁波の入力電力が大きい場合にはYIGなどフエリ磁性体
特有の電子スピン運動の非線形効果により静磁表面波の
高周波磁化ベクトルの大きさが飽和し一定値に制限され
る。また磁気的損失により，静磁表面波はストリツプ導
体（５）に最も近い位置を最大とし,x方向に指数関数的
に減衰しつつ伝搬する。このため静磁表面波の高周波磁
化ベクトルは，その実効値が，静磁表面波の振幅に応
じ，ストリツプ導体（５）に最も近い位置を最大としｘ
方向に指数関数的に減衰するように分布する。この分布
を第５図に示す。この第５図に示す高周波磁化ベクトル
の実効値の最大値は，上記非線形効果により制限され
る。
磁波の入力電力が大きい場合にはYIGなどフエリ磁性体
特有の電子スピン運動の非線形効果により静磁表面波の
高周波磁化ベクトルの大きさが飽和し一定値に制限され
る。また磁気的損失により，静磁表面波はストリツプ導
体（５）に最も近い位置を最大とし,x方向に指数関数的
に減衰しつつ伝搬する。このため静磁表面波の高周波磁
化ベクトルは，その実効値が，静磁表面波の振幅に応
じ，ストリツプ導体（５）に最も近い位置を最大としｘ
方向に指数関数的に減衰するように分布する。この分布
を第５図に示す。この第５図に示す高周波磁化ベクトル
の実効値の最大値は，上記非線形効果により制限され
る。
このため，電磁波の入力電力を大きくし，光の変換効率
を大きくしようとしてもせいぜい十数％に制限されると
いう問題があつた。
を大きくしようとしてもせいぜい十数％に制限されると
いう問題があつた。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので，等価的にYIG薄膜内の静磁表面波の大きな高
周波ｘ方向磁化ベクトルが存在するｘ方向の長さを長く
し，光の変換効率を大きくできる磁気光学装置を得るこ
とを目的とする。
たもので，等価的にYIG薄膜内の静磁表面波の大きな高
周波ｘ方向磁化ベクトルが存在するｘ方向の長さを長く
し，光の変換効率を大きくできる磁気光学装置を得るこ
とを目的とする。
この発明に係る磁気光学装置は,YIG薄膜（２）内の複数
の位置において静磁表面波を励起するように，分岐させ
た複数のストリツプ導体を，励起しようとする静磁表面
波の波長の整数倍の間隔で平行に配置したものである。
の位置において静磁表面波を励起するように，分岐させ
た複数のストリツプ導体を，励起しようとする静磁表面
波の波長の整数倍の間隔で平行に配置したものである。
この発明における磁気光学装置は,YIG薄膜の複数の位置
において静磁表面波を励起することにより，静磁表面波
のｘ方向の大きな高周波磁化ベクトルが存在するｘ方向
の長さを等価的に長くし，光の変換効率を大きくするこ
とができる。
において静磁表面波を励起することにより，静磁表面波
のｘ方向の大きな高周波磁化ベクトルが存在するｘ方向
の長さを等価的に長くし，光の変換効率を大きくするこ
とができる。
以下，この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において，（15）は発光用素子（８）と光吸収用素子
（10）の間において，励起しようとする静磁表面波の波
長の整数倍の間隔で平行に配置した複数のストリツプ導
体，（16）は上記ストリツプ導体（15）と入力端子
（７）を接続する分岐部である。
図において，（15）は発光用素子（８）と光吸収用素子
（10）の間において，励起しようとする静磁表面波の波
長の整数倍の間隔で平行に配置した複数のストリツプ導
体，（16）は上記ストリツプ導体（15）と入力端子
（７）を接続する分岐部である。
入力端子（７）より入射した電磁波は，分岐部（16）に
おいて電力が分割され，平行に配置された複数本のスト
リツプ導体（15）に伝搬する。そこで各ストリツプ導体
（13）に近いYIG薄膜（２）内には同時に同位相の静磁
表面波が励起される。ここで，各ストリツプ導体（15）
を配置した間隔は，励起しようとする静磁表面波の波長
の整数倍としているため,YIG薄膜（２）内の複数の位置
で励起されｘ方向へ伝搬する静磁表面波は相互干渉が起
きない。第２図には，本発明による磁気光学素子のYIG
薄膜（２）内の高周波ｘ方向磁化ベクトルの実効値のｘ
軸上の分布を示したものである。このベクトルの実効値
は１つのストリツプ導体（15）に近い位置を最大とし，
若干指数関数的に減衰しても次のストリツプ導体（15）
に近い位置で再び大きくなるため，等価的に，光入力用
素子（８）と光吸収用素子（10）の間のYIG薄膜（２）
内には，大きな高周波ｘ方向磁化ベクトルがｘ軸上の長
い範囲にわたり存在することになる。これにより，従来
に比較し，光の変換効率を大きくすることができる。
おいて電力が分割され，平行に配置された複数本のスト
リツプ導体（15）に伝搬する。そこで各ストリツプ導体
（13）に近いYIG薄膜（２）内には同時に同位相の静磁
表面波が励起される。ここで，各ストリツプ導体（15）
を配置した間隔は，励起しようとする静磁表面波の波長
の整数倍としているため,YIG薄膜（２）内の複数の位置
で励起されｘ方向へ伝搬する静磁表面波は相互干渉が起
きない。第２図には，本発明による磁気光学素子のYIG
薄膜（２）内の高周波ｘ方向磁化ベクトルの実効値のｘ
軸上の分布を示したものである。このベクトルの実効値
は１つのストリツプ導体（15）に近い位置を最大とし，
若干指数関数的に減衰しても次のストリツプ導体（15）
に近い位置で再び大きくなるため，等価的に，光入力用
素子（８）と光吸収用素子（10）の間のYIG薄膜（２）
内には，大きな高周波ｘ方向磁化ベクトルがｘ軸上の長
い範囲にわたり存在することになる。これにより，従来
に比較し，光の変換効率を大きくすることができる。
なお，上記実施例では，ストリツプ導体（15）が４本の
場合について説明したが，複数であれば同様の効果を奏
する。
場合について説明したが，複数であれば同様の効果を奏
する。
また，ここではレーザダイオード，光フアイバなどの発
光素子，光伝送素子を取付けた場合について示したが、
これらに限らず第３図に示すようなプリズム（17）を用
いたプリズム結合の場合など,YIG薄膜内に光を入射し，
モード変換後の光を取出す機構を備えておれば、同様の
効果を奏する。
光素子，光伝送素子を取付けた場合について示したが、
これらに限らず第３図に示すようなプリズム（17）を用
いたプリズム結合の場合など,YIG薄膜内に光を入射し，
モード変換後の光を取出す機構を備えておれば、同様の
効果を奏する。
以上のように，この発明によればYIG薄膜の複数の位置
において静磁波を励起するように，分岐された複数本の
ストリツプ導体を励振しようとする静磁表面波の波長の
整数倍の間隔で互いに平行に配置するように構成したの
で，光TM波から光TE波へのモード変換効率の大きいもの
が得られる効果がある。
において静磁波を励起するように，分岐された複数本の
ストリツプ導体を励振しようとする静磁表面波の波長の
整数倍の間隔で互いに平行に配置するように構成したの
で，光TM波から光TE波へのモード変換効率の大きいもの
が得られる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例による磁気光学装置を示す
斜視図，第２図はこの発明による磁気光学装置のYIG薄
膜内における高周波磁化ベクトルの実効値の分布図，第
３図はこの発明の他の実施例を示す斜視図，第４図は従
来の磁気光学装置を示す斜視図，第５図は従来の磁気光
学装置のYIG薄膜内における高周波磁化ベクトルの実効
値の分布図である。 （２）はYIG薄膜，（５）はストリツプ導体，（６）は
マイクロストリツプ線路，（８）は発光用素子，（９）
は光伝送用素子，（10）は光吸収用素子，（14）は磁気
回路，（15）は複数のストリツプ導体，（16）は分岐
部。 なお，図中，同一符号は同一，又は相当部分を示す。
斜視図，第２図はこの発明による磁気光学装置のYIG薄
膜内における高周波磁化ベクトルの実効値の分布図，第
３図はこの発明の他の実施例を示す斜視図，第４図は従
来の磁気光学装置を示す斜視図，第５図は従来の磁気光
学装置のYIG薄膜内における高周波磁化ベクトルの実効
値の分布図である。 （２）はYIG薄膜，（５）はストリツプ導体，（６）は
マイクロストリツプ線路，（８）は発光用素子，（９）
は光伝送用素子，（10）は光吸収用素子，（14）は磁気
回路，（15）は複数のストリツプ導体，（16）は分岐
部。 なお，図中，同一符号は同一，又は相当部分を示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−77408（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−24048（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−184022（ＪＰ，Ｕ)
Claims (1)
- 【請求項１】YIG薄膜を伝搬する単一偏光面を有する光
を，上記YIG薄膜を伝搬する静磁波により，上記偏光面
と直交する偏光面を有する光に変換する磁気光学装置に
おいて，上記YIG薄膜の複数の位置において静磁波を励
起するように，分岐された複数の静磁波励起用ストリツ
プ導体を，励振しようとする静磁波の波長の整数倍の間
隔で，互いに平行に配置したことを特徴とする磁気光学
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61103605A JPH0776811B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 磁気光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61103605A JPH0776811B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 磁気光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62260121A JPS62260121A (ja) | 1987-11-12 |
| JPH0776811B2 true JPH0776811B2 (ja) | 1995-08-16 |
Family
ID=14358403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61103605A Expired - Lifetime JPH0776811B2 (ja) | 1986-05-06 | 1986-05-06 | 磁気光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0776811B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009003150A (ja) * | 2007-06-21 | 2009-01-08 | Toyohashi Univ Of Technology | 静磁波素子および静磁波変調装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4153329A (en) * | 1977-07-25 | 1979-05-08 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Optical crosspoint switch having mode-conversion facilities |
| JPS5977408A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-02 | Hitachi Ltd | 光アイソレ−タ |
-
1986
- 1986-05-06 JP JP61103605A patent/JPH0776811B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62260121A (ja) | 1987-11-12 |
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