本发明涉及一种反射式的磁光开关，该光开关在结构上包括有沿光束入射方向依次设置的单纤准直器组件、第一双折射晶体、法拉第旋转器、第二双折射晶体和反射棱镜，在所述的第一双折射晶体和法拉第旋转器之间设有第一半波片，在所述的法拉第旋转器和第二双折射晶体之前设有第二半波片，在所述的第二双折射晶体与所述反射棱镜之间设有第三半波片，所述的法拉第旋转器周围设有提供磁场的可控元件。本发明的光开关提出一种元件设置巧妙、结构紧凑的光路结构，可以使得光开关所使用的元件数量较少、尺寸较小。
1.一种反射式的磁光开关，其特征在于，该光开关在结构上包括有沿光束入射方向依次设置的单纤准直器组件、第一双折射晶体、法拉第旋转器、第二双折射晶体和反射棱镜，在所述的第一双折射晶体和法拉第旋转器之间设有第一半波片，在所述的法拉第旋转器和第二双折射晶体之前设有第二半波片，在所述的第二双折射晶体与所述反射棱镜之间设有第三半波片，所述的法拉第旋转器周围设有提供磁场的可控元件：所述的单纤准直器组件包括有相对独立设置的四个单纤准直器，其中有两个为输入单纤准直器，即第一输入单光纤准直器和第二输入单光纤准直器，两个为输出单纤准直器；
所述的第一双折射晶体接收来自输入单纤准直器的激光光束，将一个激光光束分离成为两个正交的偏振光束；
所述的第一半波片接收来自第一双折射晶体的正交偏振光束，将两个正交的偏振光束转化为具有相同的偏振态的偏振光束；
所述的法拉第旋转器接收来自第一半波片的具有相同偏振态的光束，所述的可控元件在法拉第旋转器周围施加磁场以改变光束的偏振态；
所述的第二半波片接收来自法拉第旋转器岀射的光束，使来自所述输入单纤准直器中的第一输入准直器的光束偏振态转化为对应的正交偏振态，使来自所述输入单纤准直器中的第二输入准直器的光束偏振态保持不变；
所述的第二双折射晶体接收来自第二半波片具有正交偏振态的光束，若入射光的偏振态与光轴垂直则直射，若入射光的偏振态与光轴平行则折射；
所述的第三半波片接收来自第二双折射晶体的偏振光束，若电磁铁向法拉第旋转器施加第一方向电磁场时，法拉第旋转器使光束偏振态旋转负45度，则通过的光束90度改变偏振态，若电磁铁向法拉第旋转器施加第二方向电磁场时，法拉第旋转器使光束偏振态旋转
所述的反射棱镜接收并反射来自第三半波片的光束，反射的光束依次经过第三半波片、第二双折射晶体、第二半波片、法拉第旋转器、第一半波片和第一双折射晶体，根据法拉第旋转器中磁场方向不同而选择性地入射至不同的输出单纤准直器。
2.根据权利要求1所述的一种反射式的磁光开关，其特征在于，所述的可控元件通过两个方向的不同数值磁场改变光束的偏振态以使两个输出单纤准直器和两个输入单纤准直器切换。
3.根据权利要求2所述的一种反射式的磁光开关，其特征在于，两个输入单纤准直器分别为第一输入单纤准直器和第二输入单纤准直器，两个输出单纤准直器分别为第一输处单纤准直器和第二输出单纤准直器，光开关的第一个状态是第一输入单纤准直器输出的光束进入至第一输出单纤准直器，第二输入单纤准直器输出的光束进入至第二输出单纤准直器；光开关的第二个状态是第一输入单纤准直器输出的光束进入至第二输出单纤准直器，第二输入单纤准直器输出的光束进入至第一输出单纤准直器。
4.根据权利要求3所述的一种反射式的磁光开关，其特征在于，在光开关的第一状态下，第一输入单纤准直器出射的光束经过第一双折射晶体，分别被分离成两束正交的偏振光束，其中一束为寻常光，另一束为非寻常光，偏振光束经过所述的第一半波片使其具有相同的偏振态入射至法拉第旋转器，经所述法拉第旋转器发生45度偏振变化而使光束具有相同的偏振态P态，该P态偏振光经所述的第二半波片转化为S态偏振光入射至所述的第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为非寻常光发生折射后传播至第三半波片，S态偏振光偏振态不变地经过第三半波片传输至反射棱镜，经反射棱镜反射的S态偏振光经第三半波片偏振不变传输至第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为非寻常光发生折射后经所述的第二半波片变为P态偏振光，P态的偏振光入射至法拉第旋转器使偏振态旋转45度入射至第一半波片，经所述的第一半波片转化为两束正交偏振态的光束入射至所述的第一双折射晶体，经所述第一双折射晶体合成的光束入射至第一输出单纤准直器；
第二输入单纤准直器出射的光束经过第一双折射晶体，分别被分离成两束正交的偏振光束，其中一束为寻常光，另一束为非寻常光，偏振光束经过所述的第一半波片使其具有相同的偏振态入射至法拉第旋转器，经所述法拉第旋转器发生45度偏振变化而使光束具有相同的偏振态P态，该P态偏振光经所述的第二半波片偏振态不变入射至所述的第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光直线传播后至第三半波片，P态偏振光经第三半波片传输至反射棱镜，经反射棱镜反射的P态偏振光经第三半波片偏振态不变地传输至第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光发生直线传播至所述的第二半波片偏振态不变，P态的偏振光入射至法拉第旋转器使偏振态旋转45度入射至第一半波片，经所述的第一半波片转化为两束正交偏振态的光束入射至所述的第一双折射晶体，经所述第一双折射晶体合成的光束入射至第二输出单纤准直器。
5.根据权利要求3所述的一种反射式的磁光开关，其特征在于，在光开关的第二状态下，第一输入单纤准直器出射的光束经过第一双折射晶体，分别被分离成两束正交的偏振光束，其中一束为寻常光，另一束为非寻常光，偏振光束经过所述的第一半波片使其具有相同的偏振态入射至法拉第旋转器，经所述法拉第旋转器发生负45度偏振变化而使光束具有相同的偏振态S态，该S态偏振光经所述的第二半波片转化为P态偏振光入射至所述的第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光直线传播至第三半波片，P态偏振光经第三半波片转化为S态偏振光传输至反射棱镜，经反射棱镜反射的S态偏振光经第三半波片偏振不变地传输至第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为非寻常光发生折射后经所述的第二半波片偏振态不变，S态的偏振光入射至法拉第旋转器使偏振态旋转负45度入射至第一半波片，经所述的第一半波片转化为两束正交偏振态的光束入射至所述的第一双折射晶体，经所述第一双折射晶体合成的光束入射至第二输出单纤准直器；
第二输入单纤准直器出射的光束经过第一双折射晶体，分别被分离成两束正交的偏振光束，其中一束为寻常光，另一束为非寻常光，偏振光束经过所述的第一半波片使其具有相同的偏振态入射至法拉第旋转器，经所述法拉第旋转器发生负45度偏振变化而使光束具有相同的偏振态S态，该S态偏振光经所述的第二半波片偏振态不变入射至所述的第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光直线传播后至第三半波片，S态偏振光经第三半波片偏振态变为P态传输至反射棱镜，经反射棱镜反射的P态偏振光经第三半波片偏振态不变地传输至第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光发生直线传播至所述的第二半波片，P态偏振光经第二半波片变为S态偏振光，S态的偏振光入射至法拉第旋转器使偏振态旋转负45度入射至第一半波片，经所述的第一半波片转化为两束正交偏振态的光束入射至所述的第一双折射晶体，经所述第一双折射晶体合成的光束入射至第一输出单纤准直器。
6.根据权利要求1所述的一种反射式的磁光开关，其特征在于，所述的可控元件为用于调节法拉第旋转器附近磁场大小的磁性元件，所述的磁性元件为电磁铁或为永磁铁。
一种反射式的磁光开关
技术领域
[0001] 本发明涉及光学元件，特别涉及到基于法拉第磁致旋光效应来实现光路通断控制的光开关。
背景技术
[0002] 光开关组件是全光网络的重要组件之一，在光纤网络系统中对光信号进行直接、交叉或多方的切换传输，在光学通讯系统、传感探测领域、仪器仪表领域、及国防工业等十分广泛的应用。
[0003] 实现光开关的方式有很多种，包括机械式光开关，微电子机械（MEMS）式光开关，电光式光开关，热光式光开关，声光式光开关及磁光光开关等，每种切换技术都有优点和缺点。比如，机械式光开关能提供非常小的插入功耗和串扰特性。但是，机械光开关的体积大，且采用引擎驱动部件实现光路切换，切换时间限制在毫秒范围内，开关重复性差，会有有限的使用寿命，同时存在可靠性的问题。而磁光开关是利用法拉第磁致旋光效应来实现光路，由于没有任何运动部件，因而有优越的可靠性和开关响应速度。
[0004] 2x2磁光开关技术一般利用双光纤准直器、双折射晶体、波片和法拉第旋转器等元件，通过处理和改变入射光的偏振状态，来实现光开关的切换。但采用双光纤准直器，由于存在角度匹配的问题，或采用棱镜，或采用渥拉斯顿棱镜，与双光纤准直器耦合，都极大的影响生产效率。另一方面，目前存在的2x2磁光开关，大都采用透射式光路结构，两个端口，使用的元件数量多，不利用用于制作模块和盘盒，且器件体积大。
发明内容
[0005] 本发明的目的在于克服上述现有技术中存在的不足，提供一种新的结构形式的光开关。本发明的光开关提出一种元件设置巧妙、结构紧凑的光路结构，可以使得光开关所使用的元件数量较少、尺寸较小。
[0006] 为了达到上述发明目的，本发明提供的技术方案如下：
[0007] 一种反射式的磁光开关，其特征在于，该光开关在结构上包括有沿光束入射方向依次设置的单纤准直器组件、第一双折射晶体、法拉第旋转器、第二双折射晶体和反射棱镜，在所述的第一双折射晶体和法拉第旋转器之间设有第一半波片，在所述的法拉第旋转器和第二双折射晶体之前设有第二半波片，在所述的第二双折射晶体与所述反射棱镜之间设有第三半波片，所述的法拉第旋转器周围设有提供磁场的可控元件：
[0008] 所述的单纤准直器组件包括有相对独立设置的四个单纤准直器，其中有两个为输入单纤准直器，两个为输出单纤准直器；
[0009] 所述的第一双折射晶体接收来自输入单纤准直器的激光光束，将一个激光光束分离成为两个正交的偏振光束；
[0010] 所述的第一半波片接收来自第一双折射晶体的正交偏振光束，将两个正交的偏振光束转化为具有相同的偏振态的偏振光束；
[0011] 所述的法拉第旋转器接收来自第一半波片的具有相同偏振态的光束，所述的可控元件在法拉第旋转器周围施加磁场以改变光束的偏振态；
[0012] 所述的第二半波片接收来自法拉第旋转器岀射的光束使其转化为对应的正交偏振态；
[0013] 所述的第二双折射晶体接收来自第二半波片具有正交偏振态的光束，若入射光的偏振态与光轴垂直则直射，若入射光的偏振态与光轴平行则折射；
[0014] 所述的第三半波片接收来自第二双折射晶体的偏振光束，若法拉第旋转器正向开则通过的光束90度改变偏振态，若法拉第旋转器反向开则通过的光束偏振态不发生改变；
[0015] 所述的反射棱镜接收并反射来自第三半波片的光束，反射的光束依次经过第三半波片、第二双折射晶体、第二半波片、法拉第旋转器、第一半波片和第一双折射晶体，根据法拉第旋转器中磁场方向不同而选择性地入射至不同的输出单纤准直器。
[0016] 在本发明反射式的磁光开关中，所述的可控元件通过两个方向的不同数值的磁场改变光束的偏振态以使两个输出单纤准直器和两个输入单纤准直器切换。
[0017] 在本发明反射式的磁光开关中，两个输出单纤准直器分别为第一输出单纤准直器和第二输出单纤准直器，两个输入单纤准直器分别为第一输入单纤准直器和第二输入单纤准直器，光开关的第一个状态是第一输入单纤准直器输出的光束进入至第一输出单纤准直器，第二输入单纤准直器输出的光束进入至第二输出单纤准直器；光开关的第二个状态是第一输入单纤准直器输出的光束进入至第二输出单纤准直器，第二输入单纤准直器输出的光束进入至第一输出单纤准直器。
[0018] 在本发明反射式的磁光开关中，在光开关的第一状态下，第一输入单纤准直器出射的光束经过第一双折射晶体，分别被分离成两束正交的偏振光束，其中一束为寻常光，另一束为非寻常光，偏振光束经过所述的第一半波片使其具有相同的偏振态入射至法拉第旋转器，经所述法拉第旋转器发生45度偏振变化而使光束具有相同的偏振态P态，该P态偏振光经所述的第二半波片转化为S态偏振光入射至所述的第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为非寻常光发生折射后传播至第三半波片，S态偏振光偏振态不变地经过第三半波片传输至反射棱镜，经反射棱镜反射的S态偏振光经第三半波片偏振不变传输至第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为非寻常光发生折射后经所述的第二半波片变为P态偏振光，P态的偏振光入射至法拉第旋转器使偏振态旋转45度入射至第一半波片，经所述的第一半波片转化为两束正交偏振态的光束入射至所述的第一双折射晶体，经所述第一双折射晶体合成的光束入射至第一输出单纤准直器；
[0019] 第二输入单纤准直器出射的光束经过第一双折射晶体，分别被分离成两束正交的偏振光束，其中一束为寻常光，另一束为非寻常光，偏振光束经过所述的第一半波片使其具有相同的偏振态入射至法拉第旋转器，经所述法拉第旋转器发生45度偏振变化而使光束具有相同的偏振态P态，该P态偏振光经所述的第二半波片偏振态不变入射至所述的第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光直线传播后至第三半波片，P态偏振光经第三半波片传输至反射棱镜，经反射棱镜反射的P态偏振光经第三半波片偏振态不变地传输至第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光发生直线传播至所述的第二半波片偏振态不变，P态的偏振光入射至法拉第旋转器使偏振态旋转45度入射至第一半波片，经所述的第一半波片转化为两束正交偏振态的光束入射至所述的第一双折射晶体，经所述第一双折射晶体合成的光束入射至第二输出单纤准直器。
[0020] 在本发明反射式的磁光开关中，在光开关的第二状态下，第一输入单纤准直器出射的光束经过第一双折射晶体，分别被分离成两束正交的偏振光束，其中一束为寻常光，另一束为非寻常光，偏振光束经过所述的第一半波片使其具有相同的偏振态入射至法拉第旋转器，经所述法拉第旋转器发生负45度偏振变化而使光束具有相同的偏振态S态，该S态偏振光经所述的第二半波片转化为P态偏振光入射至所述的第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光直线传播至第三半波片，P态偏振光经第三半波片转化为S态偏振光传输至反射棱镜，经反射棱镜反射的S态偏振光经第三半波片偏振不变地传输至第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为非寻常光发生折射后经所述的第二半波片偏振态不变，S态的偏振光入射至法拉第旋转器使偏振态旋转负45度入射至第一半波片，经所述的第一半波片转化为两束正交偏振态的光束入射至所述的第一双折射晶体，经所述第一双折射晶体合成的光束入射至第二输出单纤准直器；
[0021] 第二输入单纤准直器出射的光束经过第一双折射晶体，分别被分离成两束正交的偏振光束，其中一束为寻常光，另一束为非寻常光，偏振光束经过所述的第一半波片使其具有相同的偏振态入射至法拉第旋转器，经所述法拉第旋转器发生负45度偏振变化而使光束具有相同的偏振态S态，该S态偏振光经所述的第二半波片偏振态不变入射至所述的第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光直线传播后至第三半波片，S态偏振光经第三半波片偏振态变为P态传输至反射棱镜，经反射棱镜反射的P态偏振光经第三半波片偏振态不变地传输至第二双折射晶体，在第二双折射晶体内作为寻常光发生直线传播至所述的第二半波片，P态偏振光经第二半波片变为S态偏振光，S态的偏振光入射至法拉第旋转器使偏振态旋转负45度入射至第一半波片，经所述的第一半波片转化为两束正交偏振态的光束入射至所述的第一双折射晶体，经所述第一双折射晶体合成的光束入射至第一输出单纤准直器。
[0022] 在本发明反射式的磁光开关中，所述的可控元件为用于调节法拉第旋转器附近磁场大小的磁性元件，所述的磁性元件为电磁铁或为永磁铁。
[0023] 基于上述技术内容，本发明的反射式光开关与现有技术相比具有如下技术优点：
[0024] 1.本发明提供的光学开关采用反射式光路结构，没有移动部分，能够提供好的光学性能，具有高切换速度，并且能够以一个很小的尺寸空间中实现。
[0025] 2.本发明的光开关可以在实践中减少光开关制造所需的光学元件，实现元件的结构紧凑化、模块化，使其与偏振态无关。
[0026] 3.本发明的光开关可以实现对光信号的随意控制及输入端口无阻塞地互联交换，可研制成各种类型的光纤全光交叉连接设备和光纤保护切换开关设备，广泛应用于光通信领域。
附图说明
[0027] 图1是本发明的反射式光开关的结构排列示意图。
[0028] 图2是本发明的反射式光开关中光束从第一光学输入单光纤准直器到第二输出单光纤准直器，第二光学输入单光纤准直器到第一输出单光纤准直器的应用示意图。
[0029] 图3是本发明的反射式光开关中光束从第一光学输入单光纤准直器到第一输出单光纤准直器，第二光学输入单光纤准直器到第二输出单光纤准直器的应用示意图。
[0030] 图4是本发明的反射式光开关中光束从第一光学输入单光纤准直器到第二输出单光纤准直器，第二光学输入单光纤准直器到第一输出单光纤准直器时，通过各部件的偏振态变化示意图。
[0031] 图5是本发明的反射式光开关中光束从第一光学输入单光纤准直器到第一输出单光纤准直器，第二光学输入单光纤准直器到第二输出单光纤准直器时，通过各部件的偏振态变化示意图。
[0032] 图6 是本发明反射式光开关另外一种结构示意图。
[0033] 图7是本发明反射式光开关中另一种第二双折射晶体的组成示意图。
具体实施方式
[0034] 下面我们结合附图和具体的实施例来对本发明的反射式光开光做进一步的详细阐述，以求更为清楚明了地理解其结构组成、工作原理和组件变换，但不能以此来限制本发明的保护范围。
[0035] 图1显示了一个磁光开关光学开关100，（在下文中简称开关100）的光学部件的排列。开关100作为一个光学开关，其采用反射式光路结构，没有移动部分。本发明提供一个具有好的光学性能，具有高切换速度，并且能够以一个很小的尺寸空间实现的光学元件。在结构上，本发明的开关100包括了四个单光纤准直器，即第一输入单光纤准直器110、第二输入单光纤准直器111、第一输出单光纤准直器112、第二输出单光纤准直器113，第一双折射晶体125，第一半波片127，一个法拉第旋转器130，一个电磁铁135，第二半波片140，第二双折射晶体145，第三半波片150，一个反射棱镜160，这里的反射棱镜为一个直角棱镜。开关100的作用是在第一输出单光纤准直器112和第二输出单光纤准直器113之间切换第一输入单光纤准直器110和第二输入单光纤准直器111所携带的输入光束。
[0036] 在本发明的光开关中，第一双折射晶体125被设置在四个光纤准直器的前面，其接收来自第一输入单光纤准直器110的激光光束和第二输入单光纤准直器111的激光光束。第一双折射晶体125是由双折射晶体材料如方解石构成，其作用是将一束激光光束分开或分离成两束正交的偏振光束或光线：一个具有折射率no的寻常光和一个具有折射率ne的非寻常光，其中，寻常光简称为o光，非寻常光简称e光。
[0037] 第一半波片127被设置在第一双折射晶体120的前面，接收来自第一双折射晶体125的光束。第一半波片127是组合性的半波片，其光轴被确定方向，以使得通过的光束具有相同的偏振态。
[0038] 法拉第旋转器130和电磁铁135被设置在邻近第一半波片127的位置，其接收来自第一半波片127的光束。法拉第旋转器130由能够使光偏振态旋转的材料制成。光束旋转量是法拉第旋转器130厚度的函数。公式为：θ=k*B*L，其中，k为系数，B为磁场强度，L为法拉第旋转器的厚度。
[0039] 当电磁铁135向法拉第旋转器130施加第一方向电磁场时，法拉第旋转器130使光束偏振态旋转负45度。当电磁铁135向法拉第旋转器130施加第二方向电磁场时，法拉第旋转器130是光束偏振态旋转45度。或者，可以改变电磁场强度来达到相同的效果。
[0040] 第二半波片140被设置在邻近法拉第旋转器130的位置，接收来自法拉第旋转器130的光束，第二半波片140具有的特定角度使光束具有正交的偏振态。
[0041] 第二双折射晶体145被设置在邻近第二半波片140的地方，接收来自第二半波片140的光束。第二双折射晶体145由双折射晶体材料如方解石构成。
[0042] 第三半波片150被设置在邻近第二双折射晶体145的位置，接收来自第二双折射晶体145的光束。第三半波片150具有的特定角度使通过该第三半波片150的光束具有正交的偏振态。
[0043] 反射棱镜160被设置在邻近第三半波片150的位置，接收来自第三半波片150的光束。通过第三半波片150的光束被反射棱镜160反射。反射棱镜160相对于第三半波片150被调整或设置，以使得光束被反射回第三半波片150。
[0044] 本发明的开关100被用于改变从第一输入单光纤准直器110和第二输入单光纤准直器111到第一输出单光纤准直器112和第二输出单光纤准直器113的输出。正像下面具体描述的那样，这个切换操作的控制是基于法拉第旋转器135施加的电磁场以改变光束的偏振态而实现的。
[0045] 图2和图4说明了开关100将光束400从第一输入单光纤准直器110到第一输出单光纤准直器112，光束450从第二输入单光纤准直器111到第二输出单光纤准直器113的应用情况。图4展示了光束和部件，图4展示了光束通过开关100各部件光束的偏振态。
[0046] 最初，光束400传输至第一输入单光纤准直器110，经第一输入单光纤准直器110准直为出射光束20，然后出射光束20进入第一双折射晶体125，第一双折射晶体125将光束分成两个正交的偏振光束30和偏振光束31。第一双折射晶体125的光轴位于水平面（即纸面内），可以将由第一输入单光纤准直器110射出的出射光束20（任意偏振态）分解为偏振方向正交且在空间上隔开的两个平行的偏振光束，两个平行的偏振光束30和偏振光束31然后通过第一半波片127，第一半波片127使得偏振光束30、偏振光束31具有相同的偏振态。偏振光束30、偏振光束31然后通过法拉第旋转器130。法拉第旋转器130的厚度被选择，以使得当存在第一方向电磁场时，当光束通过法拉第旋转器130时，偏振态旋转负45度。如此，通过法拉第旋转器130的光束就具有相同的偏振态S态，偏振光束30、偏振光束
31然后通过第二半波片140，偏振光束30和偏振光束31的偏振态同时都变化90度，具有相同的偏振态P光。此时，偏振光束30、偏振光束31同为o光在第二双折射晶体145直线传播。通过第二双折射晶体145的偏振光束30和偏振光束31再通过第三半波片150，偏振态发生90度变化，变为S态偏振光。偏振光束30和偏振光束31再通过反射棱镜160反射回第三半波片150内传播。偏振光束30和偏振光束31经过第三半波片150偏振态不发生变化，仍为S态偏振光。偏振光束30和偏振光束31均为e光通过第二双折射晶体145发生折射。偏振光束30和偏振光束31通过第二半波片140，偏振态S态保持不变。光束通过法拉第旋转器130时，偏振态旋转负45度，然后偏振光束30和偏振光束31通过第一半波片127，使偏振光束30和偏振光束31光束正交偏振，然后光束通过第一双折射晶体125合并成一个独立的光束22，光束22被引导进入第一输出单光纤准直器112。
[0047] 光束450传输至第一输入单光纤准直器110准直为出射光束21，然后出射光束21通过第一双折射晶体125，将光束分成两个正交的偏振光束32和偏振光束33。偏振光束32和偏振光束33然后通过第一半波片127，第一半波片127使得通过的偏振光束32和偏振光束33具有相同的偏振态。偏振光束32和偏振光束33然后通过法拉第旋转器130。法拉第旋转器130的厚度被选择，以使得当存在第一方向电磁场时，当光束通过法拉第旋转器130时，偏振态改变负45度。如此，光束具有相同的偏振态S态，偏振光束32和偏振光束33然后通过第二半波片140，光偏振态不发生变化。此时，偏振光束32和偏振光束33同为e光在第二双折射晶体145发生折射。偏振光束32和偏振光束33通过第三半波片150，偏振态旋转90度变为P态偏振光。偏振光束32和偏振光束33然后通过反射棱镜160使得其反射回第三半波片150内传播。偏振光束32和偏振光束33经过第三半波片150偏振态不发生变化，偏振态为P态。偏振光束32和偏振光束33均为o光通过第二双折射晶体145直线传播。偏振光束32和偏振光束33通过第二半波片140，偏振态旋转90度。光束通过法拉第旋转器130时，偏振态旋转负45度，然后偏振光束32和偏振光束33通过第一半波片127，使偏振光束32和偏振光束33的光束正交偏振，然后通过第一双折射晶体125合并成一个独立的光束23，光束23被引导进入第二输出单光纤准直器113。
[0048] 图3和图5说明了开关100将光束500从第一输入单光纤准直器110到第二输出单光纤准直器113，光束550从第二输入单光纤准直器111到第一输出单光纤准直器112的应用情况。图3展示了光束和部件，图5展示了光束通过开关100各部件光束的偏振态。
[0049] 最初，光束500传输至第一输入单光纤准直器110，经准直器准直为出射光束20，然后出射光束20进入第一双折射晶体125，第一双折射晶体125将光束分成两个正交的偏振光束34和偏振光束35。偏振光束34和偏振光束35然后通过第一半波片127，第一半波片127使得两个偏振光束具有相同的偏振态。偏振光束34和偏振光束35然后通过法拉第旋转器130。法拉第旋转器130的厚度被选择，以使得当存在第二方向电磁场时，当光束通过法拉第旋转器130时，偏振态发生45度变化。如此，光束具有相同的偏振态P态，偏振光束34和偏振光束35然后通过第二半波片140，偏振光束34和偏振光束35的偏振态同时旋转90度，光束具有相同的偏振态S态。此时，偏振光束34和偏振光束35同为e光在第二双折射晶体145发生折射。偏振光束34和偏振光束35通过第三半波片150，偏振态保持不变仍为S态。偏振光束34和偏振光束35通过反射棱镜160后反射回第三半波片150内传播。偏振光束34和偏振光束35经过第三半波片150后偏振态不发生变化，偏振态为S态。偏振光束34和偏振光束35同为e光通过第二双折射晶体145，发生折射。偏振光束34和偏振光束35通过第二半波片140，偏振态旋转90度。偏振光束34和偏振光束35通过法拉第旋转器130，偏振态发生45度变化，然后偏振光束34和偏振光束35通过第一半波片127，使偏振光束34和偏振光束35正交偏振，通过第一双折射晶体120合并成一个独立的光束23，光束23进入第二输出单光纤准直器113。
[0050] 光束550传输至第二输入单光纤准直器111，经准直器准直为出射光束21，然后出射光束21通过第一双折射晶体125，第一双折射晶体125将光束分成两个正交的偏振光束36和偏振光束37。偏振光束36和偏振光束37然后通过第一半波片127，第一半波片127使得偏振光束36和偏振光束37具有相同的偏振态。偏振光束36和偏振光束37然后通过法拉第旋转器130。法拉第旋转器130的厚度被选择，以使得当存在第二方向电磁场时，当光束通过法拉第旋转器130时，偏振态发生45度变化。如此，光束具有相同的偏振态P态，偏振光束36和偏振光束37然后通过第二半波片140，光束具有相同的偏振态o光。此时，偏振光束36和偏振光束37同为o光在第二双折射晶体145直线传播。偏振光束36和偏振光束37通过第三半波片150，偏振态保持不变化。偏振光束36和偏振光束37通过反射棱镜160，使得偏振光束36和偏振光束37反射回第三半波片150内传播。偏振光束36和偏振光束37经过第三半波片150偏振态不发生变化，偏振态为P态。偏振光束36和偏振光束37同为o光通过双折射晶体145直线传播。偏振光束36和偏振光束37通过第二半波片140，偏振态保持不变化。偏振光束36和偏振光束37通过法拉第旋转器130，偏振态发生45度变化，偏振光束36和偏振光束37再次通过第一半波片127，使偏振光束36和偏振光束37的光束正交偏振，通过第一双折射晶体125合并成一个独立的光束22，光束22被引导进入第一输出单光纤准直器112。
[0051] 磁光开关200的功能，与磁光开关100的具体实施方式是一样，其不同在于其晶体元件的摆列方式不同，可参照图6。
[0052] 其中图7中的双折射晶体201，与双折射晶体202具有特定的相对结构。如图7所示为例进行说明，双折射晶体201的光轴与双折射晶体202的光轴均在 XZ平面，且双折射晶体201的光轴与双折射晶体202的光轴关于Z轴是对称的。
[0053] 另外一种磁光开关200的具体实施方式可参照磁光开关100的实施方式进行，这里不再进行说明。
[0054] 本发明大量的实施例已经被描述。然而在不偏离本发明精神和范围的情况下做的各种修改是可以理解的。例如，所述光开关采用一个端口结构，用相对独立的一个或多个单线准直器接收和发射光束。因此本领域普通技术人员在不偏离所附权利要求的精神和范围的情况下可以做一些修改。
