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光隔离器——光网络中的重要无源器件
刘金华B2101410010级光信息
摘要：目前光通信技术向高速、大容量方向发展，但是由于某些关器件，如LD及光放大器等对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，并导致性能恶化使光路中出现反射，从而影响到信息的准确传递。由此出现了一种只允许光线沿光路正向传输的非互易性无源器件——光隔离器。本文主要是介绍了不同种类的光隔离器的结构及其工作原理、在不同领域中应用和其未来的发展。

Directionofopticalcommunicationtechnologytohigh-speed,large-capacitydevelopment,butduetosomeswitchingdevices,suchasLDandopticalamplifierlightreflectedfromtheconnector,weldingpoints,filtersareverysensitiveandcauseperformancedeteriorationoftheopticalpathinreflection,andthusaffecttheaccuratetransmissionofinformation.Therebywhichonlyallowsthelightalongtheopticalpathoftheforwardtransmissionnon-reciprocitypassivedevice-opticalisolator.Thispaperintroducesthestructureandoperatingprincipleofthedifferenttypesofopticalisolator,indifferentareasoftheapplicationanditsfuturedevelopment.
关键词：种类结构工作原理前景
引言:在光网络中，无源器件主要用于把光信号分类或解复用后再送到适当的输出端口。然而某些关器件，如LD及光放大器等对来自连接器、熔接点、滤波器等的反射光非常敏感，并导致性能恶化。随着光通信技术向高速、大容量方向发展，光路中反射已成为一个必须解决的重要问题，由此出现了一种只允许光线沿光路正向传输的非互易性无源器件——光隔离器。光隔离器的工作原理主要是利用磁光晶体的法拉第效应。法拉第效应是法拉第在1845年首次观察到不具有旋光性的材料在磁场作用下使通过该物质的光的偏振方向发生旋转的现象，也称为磁致旋光效应。沿磁场方向传输的偏振光，其偏振方向旋转角度θ和磁场强度B与材料长度L的乘积成比例。下图就是光隔离器的原理图。

对于正向入射的信号光，通过起偏器后成为线偏振光，法拉弟旋磁介质与外磁场一起使信号光的偏振方向右旋45度，并恰好使低损耗通过与起偏器成45度放置的检偏器。对于反向光，出检偏器的线偏振光经过放置介质时，偏转方向也右旋转45度，从而使反向光的偏振方向与起偏器方向正交，阻断了反射光的传输。新型尾纤输入输出的光隔离器有相当好的性能，最低损耗约为0.5dB，隔离度为35--60dB，最高可达70dB。因此，光隔离器在光纤通信、光信息处理系统、光纤传感及精密光学测量系统中具有重要作用。

一、不同种类光隔离器(Isolator)的作用和工作原理

在光通信系统中，由于光在从光源到接收机的传输过程中，会经过许多不同的光学界面，在每一个光学界面处，均会出现不同程度的反射，这些反射产生的回程光最终会沿原光路传回光源。当回程光的累积强度达到一定的程度时，就会引起光源工作不稳定，产生频率漂移、幅度变化等问题，从而影响整个系统的正常工作。为了避免回程光对光源等器件的工作产生影响，必须对回程光进行抑制，以确保光通信系统的工作质量。因此，有关专家研制出了光隔离器，用以消除光纤线路中的回程光对光通信系统的影响。
光隔离器是一种沿正向传输方向具有较低插入损耗，而对反向传输光有很大衰减作用的无源器件，用以抑制光传输系统中反射信号对光源的不利影响，常置于光源后，为一种非互易器件。根据光隔离器的偏振特性可将隔离器分为偏振相关型(也称偏振有关或偏振灵敏)和偏振无关型两种。

1．1偏振相关光隔离器的典型结构和工作原理

偏振相关光隔离器的结构包括空间型和全光纤型。由于不论入射光是否为偏振光，经过这种光隔离器后的出射光均为线偏振光，因而称之为偏振相关光隔离器或偏振有关隔离器。下面，首先对空间型偏振相关光隔离器进行讨论。

1.空间型偏振相关光隔离器。这种隔离器可直接用于带尾纤激光器、二极管泵固体激光器、位置传感器等器件的空间光路中，分为大型和微型两种。大型器件以非
过，由于这种光隔离器是偏振灵敏型的，所以通过器件的光功率大大地依赖于输入光的偏振态，因而，常用保偏光纤作输入输出光纤。如