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光隔離器的工作原理

全面介紹光隔離器與光隔離器的應(yīng)用

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Description

在光纖與半導(dǎo)體激光器的耦合系統(tǒng)中，某些不連續(xù)處（如端面或接頭處）的發(fā)射將影響激光器工作的穩(wěn)定性。這在高碼速光纖通信系統(tǒng)，相干光纖通信系統(tǒng)、頻分復(fù)用光纖通信系統(tǒng)、光纖CATV傳輸系統(tǒng)以及精密光學(xué)測量系統(tǒng)中將帶來有害的影響。為了消除反射波對激光器的影響，需要在激光器光纖之間加光隔離器。它的作用如圖6-2所示，從端口①到②的正向光能順利通過，而阻止從②向①傳輸反向光，相當(dāng)于一個單方向的閥門。bffyq 14
 
光隔離器的工作原理如圖6-3所示。它由兩個線偏振器中間加以法蘭第旋轉(zhuǎn)器而成。法拉第效應(yīng)，使通過它的偏振光的方向發(fā)生偏振。當(dāng)在偏振光的傳播方向外加磁場時，某偏振方向旋過一個角度 
Ω=VBI
其中：B是外加磁場的磁感應(yīng)強度；I是材料厚度；V是表示材料等性的常數(shù)，即費爾德常數(shù)。bffyq 15
 
 偏振光的旋轉(zhuǎn)方向可以這樣決定：不管光的傳播方向如何，迎著外加磁場的方向，偏振光按反時針方向旋轉(zhuǎn)。法拉第效應(yīng)的這種旋向具有不可逆性，光隔離器正是利用它這種特性制成的。光隔離器的旋轉(zhuǎn)器采用釔鐵石榴（YIG）晶片（或小球）外加磁場做成。這種材料在長波波段有較小的損耗和較大的費爾德常數(shù)。
偏振器有一透光軸。對理想的偏振器，沿透光軸方向偏振的光能完全通過，而與之垂直的偏振光完全被阻止。
偏振器A的透光軸在x方向，偏振器B的透光軸與之成45°角法拉第旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)叫Ω=45°。對正向光，入射光經(jīng)偏振器A的透光軸方向一致，因而能順利通過。對反向光，入射光經(jīng)偏振器B,經(jīng)法拉第旋轉(zhuǎn)器仍沿反時針旋過45°恰與偏振器A的透光軸垂直，因而完全被阻止。
為了便于與光纖耦合，光隔離器也可做成準(zhǔn)光纖型或全光纖型。在某些應(yīng)用場合，需要光隔離器的輸入與偏振無關(guān)。
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