一文带你了解光隔离器的工作原理

允许光信号仅在一个方向上传播而完全阻挡另一个方向的光学元件被称为光隔离器。法拉第效应是该装置工作的基础。

基本上，当允许光线穿过光纤时，它有可能被反射回来。因此，为避免传输信号的反向反射，使用了光隔离器。

它也被称为光隔离器、光电耦合器等。这些主要用于激光应用。因此，光的相干性不会受到影响。

下图显示了由 3 个组件组成的隔离器的设计：

工作原理：

正如我们在上图中看到的那样，第一个组件是输入偏振器。因此，穿过该偏振器的光线会发生垂直偏振。然后将这种垂直偏振光馈送到法拉第旋转器。

法拉第旋转器是一种利用法拉第效应使光的偏振方向发生旋转的光学装置。这里值得注意的是，这种效应是非互易的，它是基于磁光效应。

在光隔离器的情况下，法拉第旋转器的旋转角度为45°。正如我们在上一段中已经提到的，它是不可逆的，这意味着它只是在一个方向上旋转。

光线旋转45°后，再通过放置在旋转器之后的偏光片即输出偏光片离开。输出端的偏振器吸收或反射光，但这取决于偏振器的类型。

现在，让我们了解光线如何不会通过使用相同的布置而被反射。

被输出偏振器吸收的光被允许落在法拉第旋转器上。下图表示光线再次反射到旋转器时的排列。

旋转器现在以单向方式（即顺时针方向）再次将光线旋转 45°。旋转后，光线水平偏振，如上图所示。

但是，输入偏振器基本上是垂直偏振器。因此，水平偏振光将被垂直偏振器拒绝。

因此，以这种方式，通过使用这 3 个组件，任何光线都不会在输入端被散射或反射回来。

这是一个光隔离器的工作原理。

光隔离器的应用

在光通信系统中：这些在光纤通信系统中有广泛的应用。与信号传输时一样，这些设备减少了由于反射而导致信号丢失的机会。

在光放大单元中：放大器会提升信号电平，因此如果我们将隔离器与放大器一起使用，则会更好地放大传输信号。

在激光二极管中：激光光源用于提供高度相干的光波。因此，当它与隔离器一起使用时，产生高度相干辐射的机会就会增加。

因此，从上面的讨论中，我们可以得出结论，光隔离器是光通信时使用的主要器件之一。

审核编辑：汤梓红