光隔离器

光隔离器种类繁多，根据内部结构可分为块型，光纤型和波导型。块型结构是分立元件结构，这意味着在光路结构中，光纤通过诸如自聚焦透镜，偏振器和法拉第旋转器的分立元件间接耦合。
这种装置技术上已经成熟，目前市场上的隔振器基本上采用这种结构。缺点是所用的光学元件相对较大且相对较大。
光纤类型是指在隔离器的光路结构中光纤端面的适当处理，例如抛光，涂覆等，并且其他材料的组件不涉及或较少涉及光路。其特点是体积小，重量轻，抗机械振动性好。
但是，这种装置使用特殊的光纤，加工精度高，工艺复杂，价格昂贵。虽然有一些例子适用于该系统，但性能指标仍与实际使用有一定距离。
波导型光隔离器是集成光学器件，其使用诸如铌酸锂的基板材料，与Ti一起扩散，并且通过诸如沉积，光刻，扩散等的波导工艺形成为磁光波导，并且是与其他组件和单模光纤耦合。 ，形成光隔离器。
它体积小，重量轻，热稳定性好，机械稳定性好。然而，由于波导制造技术与光纤和波导之间的耦合技术不成熟，其性能指标与实际应用要求之间仍存在较大差距。
光隔离器根据其外部结构分为尾纤型，连接器端口型（也称为直列型）和小型化。前两个也称为在线，可以直接插入光纤网络。
微型光学隔离器通常用于半导体激光器和其他器件中。隔离器根据其性能分为偏振敏感（也称为偏振相关）和偏振无关。
通常，偏振敏感光学隔离器通常是小型化的，并且与偏振无关的光学隔离器通常是在线制造的。偏振相关光隔离器的结构包括空间类型和光纤类型。
由于通过光隔离器的入射光无论入射是否被偏振都是线性偏振的，因此它被称为偏振相关光隔离器，主要用于DFB激光器。偏振无关光隔离器是一种光隔离器，几乎不依赖于输入光的偏振（通常为0.2 dB）。
通常，偏振无关光隔离器的典型结构和工作原理更复杂。它采用倾斜分束原理制成，用于偏振无关的目的。
光隔离器的特征在于高隔离度，低插入损耗，高可靠性，高稳定性，极低偏振相关损耗和偏振模色散。光隔离器的基本功能是在抑制反向光的同时实现光信号的正向传输，即不可逆。
通常，各向同性或各向异性介质中的光的光路是可逆的，因此光隔离器的设计必须考虑如何打破其可逆性。目前的解决方案是利用磁光材料的非互易性来调节光的偏振态，从而实现不可逆的光传输。
其功能是防止光路产生的后向传输光对光源和光路系统产生不利影响。例如，在半导体激光源和光传输系统之间安装光隔离器可以大大减少反射光对光源的光谱输出功率稳定性的不利影响。
在高速直接调制，直接检测光纤通信系统中，光的反向传输产生额外的噪声，这降低了系统的性能，这也需要消除光隔离器。通过在光纤放大器中的掺杂光纤的两端安装光隔离器，可以提高光纤放大器的操作稳定性。
没有它，逆向反射光将进入信号源（激光器），引起信号源的剧烈波动。在相干光学长距离光纤通信系统中，间隔安装光隔离器以减少由受激布里渊散射引起的功率损耗。
因此，光隔离器在光纤通信，光学信息处理系统，光纤传感和精密光学测量系统中起着重要作用。光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。
法拉第效应是法拉第在1845年首次观察到，没有光学旋转的材料导致穿过物质的光的偏振在磁场的作用下旋转，也称为磁光效应。在磁场方向上传输的偏振光与偏振方向旋转角θ和磁场强度B与材料长度L的乘积成比例。
光学隔离器的工作原理如图所示。对于前向入射信号光，在通过偏振器之后，它变成线性偏振光。
法拉第断头台介质与外部磁场一起使信号灯的偏振方向右旋45度，并且偏振器使低损耗通过45°。分析仪放置在一定程度。
对于反向光，当来自分析仪的线性偏振光通过介质时，偏转方向也向右旋转45度，使得反向光的偏振方向与偏振器的方向正交，完全阻挡反射光的透射。 。
法拉第磁性介质通常使用在1μm至2μm的波长范围内具有低光损失的钇铁石榴石（YIG）单晶。新型尾纤输入和输出的光隔离器具有相当好的性能，最小插入损耗约为0.5dB，隔离度为35至60dB，最大值为70dB。