2024-08-05
只允许光信号在一个方向上传播并完全阻挡另一个方向的光学元件称为光隔离器。法拉第效应是该设备工作的基础。基本上，当光线被允许穿过光纤时，它就有可能被反射回来。因此，为了避免发射信号的后向反射，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。
一、光隔离器的组成：
光电隔离器主要由 3 个组件组成，即输入和输出偏振片，它可以是 2 个输入和输出双折射板，充当偏振片和法拉第旋转器。
二、光隔离器的种类：
这些主要根据其极化特性进分类以下几类。
1．偏振相关隔离器：偏振相关隔离器主要由输入和输出偏振器以及法拉第旋转器组成。这些主要用于自由空间光学系统，因为该系统保持光源的偏振。
2．偏振无关隔离器：偏振无关隔离器由输入和输出双折射楔块以及法拉第旋转器组成。它基本上由 2 个准直器组成。首先，在传输时，光束被分裂，然后合并，从而聚焦在另一个准直器上。但是在相反的方向上，光线被分裂，然后发散，因此不会聚焦在另一侧的准直器上。
三、光隔离器的工作原理：
正如我们已经讨论过的，它基本上用于通过避免向后反射的机会将发射辐射引导到一个方向。
那么，让我们了解这是如何发生的：
下图显示了由 3 个组件组成的隔离器设计：
现在让我们了解它是如何运作的：
正如我们在上图中看到的，第一个分量是输入偏振片。因此，光线在穿过该偏振器时会垂直偏振。然后，这种垂直偏振光被馈送到法拉第旋转器。法拉第旋转器只不过是一种由于法拉第效应而旋转光偏振的光学装置。这里需要注意的是，这种效应是非互易的，它是基于磁光效应的。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，它是非互易的，这意味着它只是在一个方向上旋转。光线旋转 45° 后，允许它通过放置在旋转器之后的偏振器（即输出偏振器）离开。输出端的偏振片吸收或反射光，但这取决于偏振片的类型。
现在，让我们了解如何使用相同的排列方式不会反射光线。
在输出偏振器上吸收的光被允许落在法拉第旋转器上。下图表示当光再次向旋转器反射时的布置。
传旋转器现在以非互易方式（即顺时针方向）再次将光线旋转 45°。在此旋转之后，光线会水平偏振，如上图所示。
但是，输入偏振片基本上是垂直偏振片。因此，水平偏振光将被垂直偏振器拒绝。因此，通过这种方式，使用这 3 个分量，任何光线都不会在输入端被散射或反射回来。
四、光隔离器的应用：
1．在光通信系统中：这些在光纤通信系统中得到了广泛的应用。在信号传输时，这些设备减少了由于反射而导致信号损失的机会。
2．在光学放大单元中：放大器可以提高信号电平，因此，如果我们将隔离器与放大器一起使用，则将导致传输信号的更好放大。
3．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变得更大。
因此，从上述讨论中，我们可以得出结论，光隔离器是光通信时使用的主要设备之一。
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