Els làsers i amplificadors òptics semiconductors són molt sensibles a la llum reflectida dels connectors, empalmaments, filtres, etc., i causen una degradació del rendiment. Per tant, es necessita un aïllador òptic per bloquejar la llum reflectida. Un aïllador òptic és un dispositiu òptic passiu que només permet passar la llum en una direcció i bloqueja la llum en la direcció oposada. La llum reflectida per l'eco de la fibra òptica es pot aïllar bé mitjançant l'aïllador òptic, i l'aïllament representa la capacitat de l'aïllador òptic per aïllar (bloquejar) l'eco. L'aïllador òptic és un dispositiu molt útil, que s'utilitza generalment en el recorregut òptic per evitar interferències i danys a la font de llum, a la font de la bomba i a altres dispositius emissors de llum causats pel ressò del recorregut òptic. Inclou l'aïllador òptic en línia independent de la polarització i l'aïllador òptic miniaturitzat dependent de la polarització.
El principi de funcionament de l'aïllador òptic
L'aïllador òptic utilitza principalment l'efecte Faraday del cristall magneto-òptic. L'efecte Faraday és la primera observació de Faraday el 1845 que un material no òpticament actiu fa girar la direcció de polarització de la llum que passa a través del material sota l'acció d'un camp magnètic. També s’anomena efecte de rotació magnetoòptica. La llum polaritzada transmesa en la direcció del camp magnètic té un angle de rotació θ de la direcció de polarització i el producte de la intensitat del camp magnètic B i la longitud L del material en proporció. El principi de funcionament de l’aïllador òptic es mostra a la figura 1.
Per a la llum de senyal que incideix en la direcció cap endavant, es converteix en llum polaritzada linealment després de passar pel polaritzador. Juntament amb el camp magnètic extern, el medi giromagnètic de Faraday fa girar la direcció de polarització de la llum del senyal 45 graus cap a la dreta i fa passar la baixa pèrdua i el polaritzador 45 graus. Grau d'analitzador col·locat. Per a la llum inversa, quan la llum polaritzada linealment que surt de l’analitzador passa pel mitjà de col·locació, la direcció de deflexió també es gira 45 graus cap a la dreta, de manera que la direcció de polarització de la llum inversa és ortogonal a la direcció del polaritzador, bloquejant-se completament la transmissió de la llum reflectida.
El mitjà magnètic Faraday sol utilitzar monocristall de granat d’itri de ferro (YIG) amb pèrdues òptiques baixes en el rang de longitud d’ona d’1μm ~ 2μm. L'aïllador òptic de la nova entrada i sortida de cua de pig té un bon rendiment, la pèrdua d'inserció més baixa és d'aproximadament 0,5 dB, l'aïllament és de 35 ~ 60 dB i el màxim pot arribar als 70 dB.
El paper de l'aïllador òptic
La seva funció és prevenir els efectes adversos de la llum transmesa cap enrere al camí òptic a causa de diversos motius sobre la font de llum i el sistema de camí òptic. Per exemple, instal·lar un aïllador òptic entre la font de làser semiconductor i el sistema de transmissió òptica pot reduir considerablement els efectes adversos de la llum reflectida sobre l'estabilitat de la potència de sortida espectral de la font de llum. En el sistema de comunicació de fibra òptica de modulació directa i detecció directa d’alta velocitat, la llum de transmissió cap enrere generarà soroll addicional, cosa que degradarà el rendiment del sistema. Això també requereix un aïllador òptic per eliminar. La instal·lació d’aïlladors òptics als dos extrems de la fibra dopada a l’amplificador de fibra pot millorar l’estabilitat de treball de l’amplificador de fibra. Sense ella, la llum retro-reflectida entrarà a la font del senyal (làser), provocant fluctuacions greus a la font del senyal. En el sistema de comunicació òptic de fibra òptica de llarga distància òptic, s’instal·la un aïllador òptic a intervals per reduir la pèrdua d’energia causada per la dispersió estimulada de Brillouin. Per tant, els aïlladors òptics tenen un paper important en les comunicacions de fibra òptica, els sistemes de processament d’informació òptica, la detecció de fibra òptica i els sistemes de mesura òptica de precisió.
Característiques de l'aïllador òptic
Les característiques de l’aïllador òptic són un aïllament elevat i una baixa pèrdua d’inserció; alta fiabilitat, alta estabilitat; pèrdua de polarització extremadament baixa i dispersió del mode de polarització.
Tipus d’aïllador òptic
Hi ha molts tipus d’aïlladors òptics, inclosos els aïlladors òptics en línia, els aïlladors òptics d’espai lliure, etc. Oferim diverses especificacions d’aïlladors òptics per satisfer les necessitats de diferents camps d’aplicació. El disseny intern de l’aïllador òptic independent de la polarització de 1310/1480 / 1550nm tracta els dos estats de polarització ortogonals de la fibra monomode per separat per garantir les característiques independents de la polarització de tot el dispositiu. Els dispositius unipolars tenen una pèrdua d’inserció baixa i els dispositius de doble etapa tenen un aïllament òptic extremadament elevat. Són adequats per a diferents aplicacions. S’utilitzen principalment en amplificadors de fibra, làsers de fibra, xarxes CATV de fibra i comunicacions per satèl·lit.
