Laserele și amplificatoarele optice semiconductoare sunt foarte sensibile la lumina reflectată de conectori, îmbinări, filtre etc. și cauzează degradarea performanței. Prin urmare, este necesar un izolator optic pentru a bloca lumina reflectată. Un izolator optic este un dispozitiv optic pasiv care permite luminii să treacă doar într-o direcție și blochează lumina în direcția opusă. Lumina reflectată de ecoul fibrei optice poate fi bine izolată de izolatorul optic, iar izolarea reprezintă capacitatea izolatorului optic de a izola (bloca) ecoul. Izolatorul optic este un dispozitiv foarte util, care este de obicei utilizat în calea optică pentru a evita interferențele și deteriorarea sursei de lumină, a sursei pompei și a altor dispozitive emitente de lumină cauzate de ecoul din calea optică. Include izolator optic în linie independent de polarizare și izolator optic miniaturizat dependent de polarizare.
Principiul de funcționare al izolatorului optic
Izolatorul optic utilizează în principal efectul Faraday al cristalului magneto-optic. Efectul Faraday este prima observație făcută de Faraday în 1845 că un material neactiv optic rotește direcția de polarizare a luminii care trece prin material sub acțiunea unui câmp magnetic. Se mai numește efect de rotație magneto-optică. Lumina polarizată transmisă în direcția câmpului magnetic are un unghi de rotație θ al direcției de polarizare și produsul puterii câmpului magnetic B și lungimea L a materialului în proporție. Principiul de funcționare al izolatorului optic este prezentat în Figura 1.
Pentru lumina de semnal incidentă în direcția înainte, aceasta devine lumină polarizată liniar după trecerea prin polarizator. Împreună cu câmpul magnetic extern, mediul giromagnetic Faraday rotește direcția de polarizare a luminii de semnal cu 45 de grade spre dreapta și face ca pierderea mică să treacă și polarizatorul la 45 de grade. Gradul de analizor plasat. Pentru lumina inversă, când lumina polarizată liniar care iese din analizor trece prin mediul de plasare, direcția de deviere este de asemenea rotită cu 45 de grade spre dreapta, astfel încât direcția de polarizare a luminii inverse să fie ortogonală față de direcția polarizatorului, blocând complet transmiterea luminii reflectate.
Mediul magnetic Faraday folosește de obicei un singur cristal cu granat de fier de itriu (YIG) cu pierderi optice scăzute în intervalul de lungimi de undă de 1μm ~ 2μm. Izolatorul optic al noilor intrări și ieșiri de coadă are o performanță destul de bună, cea mai mică pierdere de inserție este de aproximativ 0,5 dB, izolarea este de 35 ~ 60 dB, iar cea mai mare poate ajunge la 70 dB.
Rolul izolatorului optic
Funcția sa este de a preveni efectele negative ale luminii transmise înapoi pe calea optică din diverse motive asupra sursei de lumină și a sistemului de căi optice. De exemplu, instalarea unui izolator optic între sursa semiconductorului laser și sistemul de transmisie optică poate reduce considerabil efectele negative ale luminii reflectate asupra stabilității puterii de ieșire spectrală a sursei de lumină. În sistemul de comunicație cu fibră optică de modulare directă și detectare directă cu fibră optică, lumina de transmisie înapoi va genera zgomot suplimentar, care va degrada performanța sistemului. Acest lucru necesită, de asemenea, un izolator optic pentru eliminare. Instalarea izolatorilor optici pe ambele capete ale fibrei dopate în amplificatorul cu fibre poate îmbunătăți stabilitatea de lucru a amplificatorului cu fibre. Fără ea, lumina retro-reflectată va intra în sursa semnalului (laser), provocând fluctuații severe în sursa semnalului. În sistemul coerent de comunicație cu fibră optică la distanță lungă, este instalat un izolator optic la intervale de timp pentru a reduce pierderile de putere cauzate de împrăștierea stimulată a Brillouin-ului. Prin urmare, izolatoarele optice joacă un rol important în comunicațiile cu fibră optică, sistemele optice de procesare a informațiilor, detectarea fibrelor optice și sistemele de măsurare optică de precizie.
Caracteristici ale izolatorului optic
Caracteristicile izolatorului optic sunt izolarea ridicată, pierderea redusă de inserție; fiabilitate ridicată, stabilitate ridicată; pierdere extrem de scăzută dependentă de polarizare și dispersie în modul de polarizare.
Tipul izolatorului optic
Există multe tipuri de izolatoare optice, inclusiv izolatoare optice în linie, izolatoare optice de spațiu liber etc. Oferim diverse specificații ale izolatoarelor optice pentru a satisface nevoile diferitelor domenii de aplicare. Designul intern al izolatorului optic independent de polarizare 1310/1480 / 1550nm tratează separat cele două stări de polarizare ortogonală din fibra monomodă pentru a asigura caracteristicile independente de polarizare ale întregului dispozitiv. Dispozitivele unipolare au pierderi reduse de inserție, iar dispozitivele cu două trepte au o izolare optică extrem de ridicată. Sunt potrivite pentru diferite aplicații. Acestea sunt utilizate în principal în amplificatoare cu fibre, lasere cu fibră, rețele CATV din fibră și comunicații prin satelit.
