2024-08-05
只允許光信號在一個方向上傳播并完全阻擋另一個方向的光學元件稱為光隔離器。法拉第效應是該設備工作的基礎。基本上，當光線被允許穿過光纖時，它就有可能被反射回來。因此，為了避免發射信號的后向反射，使用了光隔離器。它也被稱為光隔離器、光電耦合器等。這些主要用于激光應用。因此，光的相干性不會受到影響。
一、光隔離器的組成：
光電隔離器主要由 3 個組件組成，即輸入和輸出偏振片，它可以是 2 個輸入和輸出雙折射板，充當偏振片和法拉第旋轉器。
二、光隔離器的種類：
這些主要根據其極化特性進分類以下幾類。
1．偏振相關隔離器：偏振相關隔離器主要由輸入和輸出偏振器以及法拉第旋轉器組成。這些主要用于自由空間光學系統，因為該系統保持光源的偏振。
2．偏振無關隔離器：偏振無關隔離器由輸入和輸出雙折射楔塊以及法拉第旋轉器組成。它基本上由 2 個準直器組成。首先，在傳輸時，光束被分裂，然后合并，從而聚焦在另一個準直器上。但是在相反的方向上，光線被分裂，然后發散，因此不會聚焦在另一側的準直器上。
三、光隔離器的工作原理：
正如我們已經討論過的，它基本上用于通過避免向后反射的機會將發射輻射引導到一個方向。
那么，讓我們了解這是如何發生的：
下圖顯示了由 3 個組件組成的隔離器設計：
現在讓我們了解它是如何運作的：
正如我們在上圖中看到的，第一個分量是輸入偏振片。因此，光線在穿過該偏振器時會垂直偏振。然后，這種垂直偏振光被饋送到法拉第旋轉器。法拉第旋轉器只不過是一種由于法拉第效應而旋轉光偏振的光學裝置。這里需要注意的是，這種效應是非互易的，它是基于磁光效應的。在光隔離器的情況下，法拉第旋轉器的旋轉角度為45°。正如我們在上一段中已經提到的，它是非互易的，這意味著它只是在一個方向上旋轉。光線旋轉 45° 后，允許它通過放置在旋轉器之后的偏振器（即輸出偏振器）離開。輸出端的偏振片吸收或反射光，但這取決于偏振片的類型。
現在，讓我們了解如何使用相同的排列方式不會反射光線。
在輸出偏振器上吸收的光被允許落在法拉第旋轉器上。下圖表示當光再次向旋轉器反射時的布置。
傳旋轉器現在以非互易方式（即順時針方向）再次將光線旋轉 45°。在此旋轉之后，光線會水平偏振，如上圖所示。
但是，輸入偏振片基本上是垂直偏振片。因此，水平偏振光將被垂直偏振器拒絕。因此，通過這種方式，使用這 3 個分量，任何光線都不會在輸入端被散射或反射回來。
四、光隔離器的應用：
1．在光通信系統中：這些在光纖通信系統中得到了廣泛的應用。在信號傳輸時，這些設備減少了由于反射而導致信號損失的機會。
2．在光學放大單元中：放大器可以提高信號電平，因此，如果我們將隔離器與放大器一起使用，則將導致傳輸信號的更好放大。
3．在激光二極管中：激光光源用于提供高度相干的光波。因此，當它與隔離器一起使用時，產生高度相干輻射的機會就會變得更大。
因此，從上述討論中，我們可以得出結論，光隔離器是光通信時使用的主要設備之一。
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