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光隔離器是一種只允許單向光通過(guò)的無(wú)源光器件，其工作原理是基于法拉第旋轉(zhuǎn)的非互易性。 通過(guò)光纖回波反射的光能夠被光隔離器很好的隔離。光隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應(yīng)。光隔離器的特性是:正向插入損耗低，反向隔離度高，回波損耗高。 光隔離器是允許光向一個(gè)方向通過(guò)而阻止向相反方向通過(guò)的無(wú)源器件，作用是對(duì)光的方向進(jìn)行限制，使光只能單方向傳輸，通過(guò)光纖回波反射的光能夠被光隔離器很好的隔離，提高光波傳輸效率
光隔離器包含一個(gè)光源(發(fā)射器)，幾乎總是一個(gè)近紅外發(fā)光二極管(LED)，它將電輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為光，一個(gè)封閉的光通道(也稱為介電通道)和一個(gè)光傳感器，其檢測(cè)入射光，要么產(chǎn)生電能量直接，或調(diào)制 電流從外部電源流入。傳感器可以是光敏電阻、光電二極管、光電晶體管、可控硅(SCR)或雙向可控硅。由于LED除了發(fā)射光以外，還可以感知光，因此可以構(gòu)造對(duì)稱的雙向光隔離器。光耦合固態(tài)繼電器包含一個(gè)光電二極管光電隔離器，該光電二極管驅(qū)動(dòng)一個(gè)電源開(kāi)關(guān)，通常是一對(duì)互補(bǔ)的MOSFET。甲開(kāi)槽的光學(xué)開(kāi)關(guān)包含光和傳感器的一個(gè)來(lái)源，但其光信道是開(kāi)放的，允許調(diào)制通過(guò)阻塞光或反射光的路徑到傳感器外部物體的光。
光隔離器主要利用磁光晶體的法拉第效應(yīng)。法拉第效應(yīng)是法拉第在1845年首先觀察到不具有旋光性的材料在磁場(chǎng)作用下使通過(guò)該物質(zhì)的光的偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，也稱磁致旋光效應(yīng)。沿磁場(chǎng)方向傳輸?shù)钠窆猓淦穹较蛐D(zhuǎn)角度θ和磁場(chǎng)強(qiáng)度B與材料長(zhǎng)度L的乘積成比例。光隔離器的工作原理如圖1所示。
對(duì)于正向入射的信號(hào)光，通過(guò)起偏器后成為線偏振光，法拉弟旋磁介質(zhì)與外磁場(chǎng)一起使信號(hào)光的偏振方向右旋45度，并恰好使低損耗通過(guò)與起偏器成45度放置的檢偏器。對(duì)于反向光，出檢偏器的線偏振光經(jīng)過(guò)放置介質(zhì)時(shí)，偏轉(zhuǎn)方向也右旋轉(zhuǎn)45度，從而使反向光的偏振方向與起偏器方向正交，*阻斷了反射光的傳輸。
法拉弟磁介質(zhì)在1μm~2μm波長(zhǎng)范圍內(nèi)通常采用光損耗低的釔鐵石榴石(YIG)單晶。新型尾纖輸入輸出的光隔離器有相當(dāng)好的性能，至低插入損耗約0.5dB、隔離度達(dá)35~60dB，最高可達(dá)70dB。
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