不能忽略光学隔离器：提高光学信号的质量
作者: Jocelin
2024-11-12
功能
光学隔离器是一种被动的磁光设备，仅允许光线以单向传输。光学隔离器用于防止反射或信号引起的光源的不利影响。反射可能会损害激光或导致跳动模式，幅度变化或频移。在高功率应用中，背面反射也会导致不稳定和尖峰。
隔离器的工作原理基于法拉第效应。 1842年，法拉第（Faraday）发现，在磁场中通过玻璃（或其他材料）时，极化光将旋转。旋转方向取决于磁场的方向，而不是光传播的方向。因此，旋转是非倒数的。旋转因子Q等于V X L X H，其中V，L和H定义如下。
隔离器的工作原理基于法拉第效应。 1842年，法拉第（Faraday）发现，在磁场中通过玻璃（或其他材料）时，极化光将旋转。旋转方向取决于磁场的方向，而不是光传播的方向。因此，旋转是非倒数的。旋转因子Q等于V X L X H，其中V，L和H定义如下。
法拉第旋转
q = v x l x h
V：场常数，光学材料的特性，以每秒厘米为单位的分钟数来测量。
L：通过光学材料的光路长度，以CM测量。
H：以Oersted测量的磁场强度。
L：通过光学材料的光路长度，以CM测量。
H：以Oersted测量的磁场强度。
光学隔离器由入射偏振器，法拉第旋转器和外向偏振器组成。入射偏振器作为过滤器仅允许线性极化的光进入法拉第旋转器。法拉第旋转器将线性偏振光旋转45度，然后光穿过出口偏振器。在这一点上，相对于入射光，输出光的极化方向旋转45度。在反向光路径中，法拉第旋转器继续在与前向光路相同的方向上旋转光的极化，因此相对于入射光，此点的光的极化旋转90度。该光的偏振垂直于入射偏振层的传播轴，因此取决于偏振层的类型，能量将被反射或吸收。
相关的隔离器
图2相关的隔离器。反向变速箱光被入射偏振器封闭。
正模式
在此示例中，假定入射偏振器的轴是垂直的（图2中的0°表示）。偏振光和非极化光都在通过入射偏振层后垂直极化光。法拉第旋转器在向前方向上旋转极化平面（POP）45度。最后，光通过轴向角度为45°的输出偏振器。因此，穿过隔离器的光的极化平面为45°。
反向模式
通过反向通过隔离器的光首先通过输出偏振器进入，从而使光45°的偏振方向相对于入射偏振层。然后进入法拉第旋转器，极化平面继续以45°的正角旋转。在这一点上，相对入射偏振器已旋转90度，因此偏振平面垂直于入射偏光剂的传播轴。因此，光将被反映或吸收。
极化不敏感的纤维隔离器
图3极化独立的光学隔离器。光从输入路径偏离，并被壳体阻塞。
正模式
对于极化独立的纤维隔离器，将入射光通过双折射晶体分为两个梁（如图3所示）。法拉第旋转器和半波板将两个梁的极化方向连续旋转45度，然后两个梁穿过第二个双折射晶体，然后再次合并。
反向模式
通过第二个双重晶体后，反射的光被分成两个梁，具有与正向模式光相同的极化。由于法拉第旋转器是一个非相互极化旋转器，它将抵消半波板产生的反向模式光的极化旋转。当这两束光线通过第一个双发性晶体时，它们将偏离准直镜，并被外壳壁吸收，从而防止反向模式进入入射纤维。
基本信息
磁铁
磁铁是确定隔离器大小和性能的主要因素。磁铁的尺寸不仅取决于磁场强度，而且还受到机械设计的影响。不使用单个磁铁，而是通过复杂的组件。建模系统已经优化和模拟了许多影响大小，光路长，旋转和磁场均匀性的参数。由于隔离器周围的磁场很强，请不要将铁或磁性物体放置在隔离器的5 cm之内。
温度
磁铁和法拉第旋转器都与温度密切相关。磁场强度和场常数随温度的增加而降低。如果实验环境超过室温±10°C的范围，请联系技术支持。
脉搏分散
激光脉冲在通过折射率大于1的材料中通过材料时会产生脉冲拓宽。脉冲宽度越小，色散越大，因此对于超快激光器，分散剂可能会非常重要。
τ：通过隔离器之前的脉冲宽度
τ（（z））：通过隔离器后的脉冲宽度
例子：
当τ= 197 fs时，τ（（z））= 306 fs（如图4所示）
当τ= 120 fs时，τ（（z））= 186 fs
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