光纖隔離器的原理、種類和作用

　　因半導(dǎo)體激光器及光放大器等對來自連接器、熔接點、濾波器等的反射光非常敏感，并導(dǎo)致性能惡化。所有就需要一種光纖隔離器件來阻止反射光。

　　光隔離器是一種只允許光沿一個方向通過而在相反方向阻擋光通過的光無源器件。它通過光纖回波反射的光能夠被光隔離器很好的隔離，隔離度代表了光隔離器對回波隔離（阻擋）能力。光隔離器是一種非常有用的器件，通常被使用在光路中用來避免光路中的回波對光源，泵浦源以及其他發(fā)光器件造成的干擾和損害。包括偏振無關(guān)型在線式光隔離器和偏振相關(guān)小型化光隔離器。

　　一種簡單的1310nm/1450nm/1550nm/1650nm光纖隔離器結(jié)構(gòu)

　　光隔離器的工作原理

　　光隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應(yīng)。法拉第效應(yīng)是英國物理學(xué)家、電磁學(xué)家、化學(xué)家邁克爾·法拉第（MichaelFaraday）在1845年首先觀察到不具有旋光性的材料在磁場作用下使通過該物質(zhì)的光的偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，也稱磁致旋光效應(yīng)。沿磁場方向傳輸?shù)钠窆猓淦穹较蛐D(zhuǎn)角度θ和磁場強度B與材料長度L的乘積成比例。光隔離器的工作原理如上圖所示。

　　對于正向入射的信號光，通過起偏器后成為線偏振光，法拉弟旋磁介質(zhì)與外磁場一起使信號光的偏振方向右旋45度，并恰好使低損耗通過與起偏器成45度放置的檢偏器。對于反向光，出檢偏器的線偏振光經(jīng)過放置介質(zhì)時，偏轉(zhuǎn)方向也右旋轉(zhuǎn)45度，從而使反向光的偏振方向與起偏器方向正交，完全阻斷了反射光的傳輸。

　　法拉弟磁介質(zhì)在1μm～2μm波長范圍內(nèi)通常采用光損耗低的釔鐵石榴石(YIG)單晶。新型尾纖輸入輸出的光隔離器有相當(dāng)好的性能，最低插入損耗約0.5dB、隔離度達35～60dB。也有應(yīng)用于400nm~1100um（不包括470nm-500nm）波段的基于鋱鎵石榴石TGG晶體制作的隔離器，包含光纖式和自由空間式。

　　光隔離器的作用

　　它的作用是防止光路中由于各種原因產(chǎn)生的后向傳輸光對光源以及光路系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響。例如，在半導(dǎo)體激光源和光傳輸系統(tǒng)之間安裝一個光隔離器，可以在很大程度上減少反射光對光源的光譜輸出功率穩(wěn)定性產(chǎn)生的不良影響。在高速直接調(diào)制、直接檢測光纖通信系統(tǒng)中，后向傳輸光會產(chǎn)生附加噪聲，使系統(tǒng)的性能劣化，這也需要光隔離器來消除。在光纖放大器中的摻雜光纖的兩端裝上光隔離器，可以提高光纖放大器的工作穩(wěn)定性，如果沒有它，后向反射光將進入信號源（激光器）中，引起信號源的劇烈波動。在相干光長距離光纖通信系統(tǒng)中，每隔一段距離安裝一個光隔離器，可以減少受激布里淵散射引起的功率損失。因此，光隔離器在光纖通信、光信息處理系統(tǒng)、光纖傳感以及精密光學(xué)測量系統(tǒng)中具有重要的作用。

　　光隔離器的特點

　　光隔離器的特點是高隔離度、低插損；高可靠性、高穩(wěn)定性；極低的偏振相關(guān)損耗和偏振模色散。

　　光隔離器的類型

　　光隔離器種類繁多，包括在線式光隔離器，自由空間光隔離器，保偏光纖隔離器，偏振相關(guān)隔離器等，飛博特提供各種規(guī)格和波長（400nm~2000nm）的光隔離器，用來滿足不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求。例如1310/1480/1550nm偏振無關(guān)光隔離器內(nèi)部設(shè)計針對單模光纖中兩種正交的偏振態(tài)分別處理的工藝，保證整個器件的偏振無關(guān)特性。單極器件具有較低的插入損耗，雙級器件有極高的光隔離度，適合于不同的應(yīng)用場合，應(yīng)用于光纖放大器，光纖激光器，光纖通信等任何需要對光隔離的光學(xué)光路，光纖光路當(dāng)中。