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上海尖丰光电技术有限公司

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光隔离器介绍

 

       光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件,其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。

光隔离器

光隔离器

 

中文名 光隔离器
外文名 optical isolator
类型 光无源器件
作用 防止光路产生不良影响
特点 高隔离度、低插损;高可靠性等

光隔离器简介

       一种双端口的具有非互易特性的光器件。它对沿正向传输的光信号衰减很小而对沿相反方向传输的光信号衰减很大,构成光的单向通路。在激光器与传输光纤间接入光隔离器,能有效地抑制线路中从光纤远端端面、光纤连接器界面等处产生的反射光返回激光器、从而保证激光器工作状态的稳定,降低系统因反射光引起的噪声。这对高速率光纤通信相干光光纤通信系统更显重要。
要求光隔离器插入损耗低(例如0.5dB),隔离度反向损耗小,或正向损耗大(例如30dB)。
光隔离器种类较多,主要有块状光隔离器、全光纤型光隔离器、集成光波导光隔离器及与偏振无关的光隔离器等。
 

光隔离器作用

     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。
       目前,在片上集成全光路中应用较多。现在研究多放在如何将光隔离器和片上COMS电路集成问题上。
 

光隔离器特点

     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,自由空间光隔离器等,我们提供各种规格的光隔离器,用来满足不同应用领域的需求。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,主要应用于光纤放大器,光纤激光器,光纤CATV网以及卫星通讯等。
    光隔离器一般以波长来区分,800-1300nm的较多,也有一些特殊波长。通过光纤跳线将LD光源输出端连接到光功率计,从光功率计读出其输出功率,即光隔离器输入功率。
 

光隔离器工作原理

      光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。法拉第效应是法拉第在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图1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,最高可达70dB。
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