光纤隔离器的原理、种类和作用

        光隔离器

因半导体激光器及光放大器等对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，并导致性能恶化。所有就需要一种光纤隔离器件来阻止反射光。

光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过的光无源器件。它通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离，隔离度代表了光隔离器对回波隔离（阻挡）能力。光隔离器是一种非常有用的器件，通常被使用在光路中用来避免光路中的回波对光源，泵浦源以及其他发光器件造成的干扰和损害。包括偏振无关型在线式光隔离器和偏振相关小型化光隔离器。

           一种简单的1310nm/1450nm/1550nm/1650nm光纤隔离器结构

　　光隔离器的工作原理

　　光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。法拉第效应是英国物理学家、电磁学家、化学家 迈克尔·法拉第（Michael Faraday）在1845年首先观察到不具有旋光性的材料在磁场作用下使通过该物质的光的偏振方向发生旋转，也称磁致旋光效应。沿磁场方向传输的偏振光，其偏振方向旋转角度θ和磁场强度B与材料长度L的乘积成比例。光隔离器的工作原理如上图所示。

　　对于正向入射的信号光，通过起偏器后成为线偏振光，法拉弟旋磁介质与外磁场一起使信号光的偏振方向右旋45度，并恰好使低损耗通过与起偏器成45度放置的检偏器。对于反向光，出检偏器的线偏振光经过放置介质时，偏转方向也右旋转45度，从而使反向光的偏振方向与起偏器方向正交，完全阻断了反射光的传输。

　　法拉弟磁介质在1μm～2μm波长范围内通常采用光损耗低的钇铁石榴石(YIG)单晶。新型尾纤输入输出的光隔离器有相当好的性能，最低插入损耗约0.5dB、隔离度达35～60dB。也有应用于400nm~1100um（不包括470nm-500nm）波段的基于铽镓石榴石TGG晶体制作的隔离器，包含光纤式和自由空间式。

光隔离器的作用

它的作用是防止光路中由于各种原因产生的后向传输光对光源以及光路系统产生的不良影响。例如，在半导体激光源和光传输系统之间安装一个光隔离器，可以在很大程度上减少反射光对光源的光谱输出功率稳定性产生的不良影响。在高速直接调制、直接检测光纤通信系统中，后向传输光会产生附加噪声，使系统的性能劣化，这也需要光隔离器来消除。在光纤放大器中的掺杂光纤的两端装上光隔离器，可以提高光纤放大器的工作稳定性，如果没有它，后向反射光将进入信号源（激光器）中，引起信号源的剧烈波动。在相干光长距离光纤通信系统中，每隔一段距离安装一个光隔离器，可以减少受激布里渊散射引起的功率损失。因此，光隔离器在光纤通信、光信息处理系统、光纤传感以及精密光学测量系统中具有重要的作用。

　　光隔离器的特点

光隔离器的特点是高隔离度、低插损；高可靠性、高稳定性；极低的偏振相关损耗和偏振模色散。

　　光隔离器的类型

　　光隔离器种类繁多，包括在线式光隔离器，自由空间光隔离器，保偏光纤隔离器，偏振相关隔离器等，飞博特提供各种规格和波长（400nm~2000nm）的光隔离器，用来满足不同应用领域的需求。例如1310/1480/1550nm偏振无关光隔离器内部设计针对单模光纤中两种正交的偏振态分别处理的工艺，保证整个器件的偏振无关特性。单极器件具有较低的插入损耗，双级器件有极高的光隔离度，适合于不同的应用场合，应用于光纤放大器，光纤激光器，光纤通信等任何需要对光隔离的光学光路，光纤光路当中。