随着光网络的不断发展,人们对光开关的切换速度及可靠性方面的要求越来越高。磁光开关具有快的反应速度、低的插入损耗和固有的非互易性等特点,将在全光网络中起重要的作用。在福建省科技计划资助项目的支持下,本文提出并研制出一种新型的磁光开关,实验结果表明该磁光开关具有纳秒级的开关速度。根据全光纤磁光开关的组成部分以及相关功能,本文的研究内容主要包括以下几个方面。(1)光路的设计及搭建光路是全光纤磁光开关的核心部分,它决定了光开关的总体性能、成本和结构。磁光开关的光路设计主要根据磁光材料的法拉第效应和线偏振光的性质。全光纤磁光开关的光路主要包括了偏振分束器、偏振合束器、磁光晶体材料和半波片等部分。在本实验室的国家授权发明专利“全光纤磁光开关”的基础上,设计了磁光开关的光路,并用琼斯矩阵证明其可行性。(2)电路设计与制作通过控制电路产生脉冲电流来驱动磁路产生磁场,放在磁路中的磁光材料GSF(或GMF)被磁化而使通过磁光材料的线偏振光发生偏转。电路和磁路设计是磁光开关开关时间大小的关键之一。本文设计了三种电路方案,其中一种是利用AT89S52单片机控制MC33886来产生电流脉冲。另外两种方案是利用DE150和雪崩三极管FMMT415来产生上升沿在纳秒量级的脉冲,用来驱动自保磁材料制作的磁光开关。对三种电路分别进行了仿真、制作和优化。(3)磁路设计与制作磁路部分是用来直接驱动法拉第旋转器的部件,它的结构直接影响到磁光开关的开关时间。设计三种磁路方案,并进行了可行性分析和性能对比实验,最后选用的是螺线管结构。螺线管的尺寸决定了磁光开关的整体结构。分析和设计了螺线管的结构,并对螺线管的磁场和电感大小进行了计算和测试。