光隔离器介绍

光隔离器隔离器又称光单向器, 是一种光非互易传输的光无源器件。在光纤光纤通信系统中总是存在许多原因产生的反向光。光源光源所发出的信号光, 以活动连接器活动连接器的形式耦合到光纤线路中去, 活动接头处的光纤端面间隙会使约4% 的反射光向着光源传输。

图一：光隔离器

光隔离器的原理

光隔离器工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。 通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离。光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。光隔离器的特性是：正向插入损耗低，反向隔离度高，回波损耗高。 光隔离器是允许光向一个方向通过而阻止向相反方向通过的无源器件，作用是对光的方向进行限制，使光只能单方向传输，通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离，提高光波传输效率。

图二：光隔离器的原理图

光隔离器分类

光隔离器的品种很多, 按其内部结构可分为块状型、光纤型和波导型。

块状型结构属分立元件结构, 是指在光路结构中, 通过自聚集透镜、偏振器和法拉第旋转器等分立元件, 将光纤间接耦合起来。此类器件在技术上已经成熟, 现在市场上的隔离器基本上都采用这种结构。其缺点在于所用光学元件多、体积相对较大。光纤型是指在隔离器的光路结构中将光纤端面作适当的加工, 如抛光、镀膜等, 其他材料的元件则不介入或较少介入光路。其特点为体积小、重量轻、抗机械振动性能好。

然而此类器件要用到特种光纤, 且加工精度要求高、工艺复杂、价格昂贵。虽有应用于系统的例子, 但其性能指标离实用化还有一定的距离。波导型的光隔离器属集成光学器件, 采用扩 散有Ti 的铌酸锂等衬底材料, 经沉积、光刻、扩散等波导工艺, 制成磁光波导, 再与其他元件及单模光纤耦合, 形成光隔离器。它体积小、重量轻、热稳定性和机械稳定性好, 但由于波导制作技术、光纤和波导间的耦合技术还不成熟, 其性能指标与实际应用的要求还有很大差距。

光隔离器一般采用的机理是什么

1. 入射光透过偏振镜之后，只让偏振角为90度（y轴）方向的光通过，在经过一顺时针方向旋转45度的法拉第回旋器将原本偏振角为90度顺时针调整为45度输出；
2. 入射光经调整后为90度，而输出的光偏振角则为45度，
3. 此时如果有一反射光循原路返回经过输出端偏振镜后，只让偏振角为45度的光通过，经过法拉第回旋器，将反射回来的光偏振角再调整成0度（x轴）到了输入端的偏振镜时，原本输入端的偏振镜角度为90度，会角偏振角为0度的反射光滤除。这时输入端便不会有自系统反射回来的光了。正向传输时，光可顺利通过第二个偏振器；反向传输时，光被隔离。

图三：光隔离器采用的机理