Напівпровідникові лазери та оптичні підсилювачі дуже чутливі до відбитого світла від роз'ємів, зрощувань, фільтрів тощо і спричиняють погіршення продуктивності. Тому для блокування відбитого світла потрібен оптичний ізолятор. Оптичний ізолятор - це оптичний пасивний пристрій, який пропускає світло лише в одному напрямку і блокує світло в протилежному напрямку. Світло, відбите відлунням оптичного волокна, може бути добре ізольоване оптичним ізолятором, і ізоляція представляє здатність оптичного ізолятора ізолювати (блокувати) відлуння. Оптичний ізолятор - це дуже корисний пристрій, який зазвичай використовується в оптичному тракті, щоб уникнути перешкод та пошкодження джерела світла, джерела насоса та інших випромінювачів світла, спричинених луною в оптичному тракті. Включаючи вбудований оптичний ізолятор від поляризації та мініатюризований оптичний ізолятор, що залежить від поляризації.
Принцип роботи оптичного ізолятора
В оптичному ізоляторі в основному використовується ефект Фарадея магнітооптичного кристала. Ефект Фарадея - це перше спостереження Фарадея в 1845 р. Про те, що неоптично активний матеріал обертає напрямок поляризації світла, що проходить через матеріал під дією магнітного поля. Його також називають магнітооптичним ефектом обертання. Поляризоване світло, що проходить у напрямку магнітного поля, має кут повороту θ напрямку поляризації і добуток напруженості магнітного поля B та довжини L матеріалу пропорційно. Принцип роботи оптичного ізолятора показаний на малюнку 1.
Для сигнального світла, що падає в прямому напрямку, воно стає лінійно поляризованим світлом після проходження через поляризатор. Разом із зовнішнім магнітним полем гірамагнітне середовище Фарадея обертає напрямок поляризації сигнального світла на 45 градусів вправо і робить прохід низьких втрат і поляризатор на 45 градусів. Ступінь розміщеного аналізатора. Для зворотного світла, коли лінійно поляризоване світло, що виходить з аналізатора, проходить через середовище розміщення, напрямок відхилення також повертається на 45 градусів вправо, так що напрямок поляризації зворотного світла є ортогональним напрямку поляризатора, повністю блокуючи пропускання відбитого світла.
У магнітному середовищі Фарадея зазвичай використовується монокристал із ітрієвого залізного граната (YIG) з низькими оптичними втратами в діапазоні довжин хвиль 1 мкм ~ 2 мкм. Оптичний ізолятор нового введення та виведення косиць має досить добрі показники, найнижчі втрати на введення складають близько 0,5 дБ, ізоляція становить 35 ~ 60 дБ, а найвища може досягати 70 дБ.
Роль оптичного ізолятора
Його функція полягає у запобіганні шкідливих наслідків зворотного пропускання світла в оптичному тракті через різні причини на джерело світла та систему оптичного тракту. Наприклад, встановлення оптичного ізолятора між напівпровідниковим джерелом лазера та системою оптичної передачі може значно зменшити несприятливий вплив відбитого світла на стабільність спектральної вихідної потужності джерела світла. У високошвидкісній системі прямої модуляції та прямого виявлення волоконно-оптичного зв'язку, зворотне світло передачі створюватиме додатковий шум, що погіршить продуктивність системи. Для цього також потрібен оптичний ізолятор для усунення. Встановлення оптичних ізоляторів на обох кінцях легованого волокна у волоконному підсилювачі може поліпшити стабільність роботи волоконного підсилювача. Без нього світло відбитого світла потраплятиме у джерело сигналу (лазер), спричиняючи серйозні коливання джерела сигналу. У когерентній оптичній системі оптичного волоконного зв'язку на великі відстані оптичний ізолятор встановлюється з інтервалами для зменшення втрат потужності, спричинених стимульованим розсіюванням Бріллюена. Тому оптичні ізолятори відіграють важливу роль у волоконно-оптичних комунікаціях, системах оптичної обробки інформації, зондуванні оптичних волокон та прецизійних оптичних системах вимірювання.
Особливості оптичного ізолятора
Характеристиками оптичного ізолятора є висока ізоляція, низькі втрати вставки; висока надійність, висока стабільність; надзвичайно низькі поляризаційні залежні втрати та дисперсія режиму поляризації.
Тип оптичного ізолятора
Існує багато типів оптичних ізоляторів, включаючи вбудовані оптичні ізолятори, оптичні ізолятори вільного простору тощо. Ми пропонуємо різні технічні характеристики оптичних ізоляторів для задоволення потреб різних областей застосування. Внутрішня конструкція оптичного ізолятора, незалежного від поляризації 1310/1480/1550 нм, обробляє два ортогональні поляризаційні стани в одномодовому волокні окремо, щоб забезпечити незалежні від поляризації характеристики всього пристрою. Однополюсні пристрої мають низькі втрати на введення, а двоступеневі пристрої мають надзвичайно високу оптичну ізоляцію. Вони підходять для різних застосувань. Вони в основному використовуються у волоконних підсилювачах, волоконних лазерах, волоконних мережах CATV та супутниковому зв'язку.
