لیزرهای نیمه هادی و تقویت کننده های نوری نسبت به نور بازتابی شده از کانکتورها، اسپلیک ها، فیلترها و غیره بسیار حساس هستند و باعث تخریب عملکرد می شوند. بنابراین برای مسدود کردن نور بازتاب شده به یک ایزولاتور نوری نیاز است. یک ایزولاتور نوری یک دستگاه منفعل نوری است که تنها به نور اجازه عبور در یک جهت را می دهد و نور را در جهت مخالف مسدود می کند. نور منعکس شده توسط اکو فیبر نوری می تواند به خوبی توسط ایزولاتور نوری جدا شود، و جداسازی نشان دهنده توانایی ایزولاتور نوری برای جداسازی (بلوک) پژواک است. ایزولاتور نوری یک وسیله بسیار مفید است، که معمولاً در مسیر نوری برای جلوگیری از تداخل و آسیب به منبع نور، منبع پمپ و دیگر دستگاه های ساطع کننده نور ناشی از اکو در مسیر نوری استفاده می شود. از جمله ایزولاتور نوری مستقل از قطبش در خط و ایزولاتور نوری کوچک شده وابسته به قطبش.
اصل کار ایزولاتور نوری
ایزولاتور نوری عمدتاً از اثر فارادی کریستال مگنتو-نوری استفاده می کند. اثر فارادی اولین مشاهده توسط فارادی در سال ۱۸۴۵ است که یک ماده غیر نوری فعال جهت قطبش نور عبوری از ماده را تحت عمل یک میدان مغناطیسی می چرخد. به آن اثر چرخش مگنتو-نوری نیز میگویند. نور قطبش شده منتقل شده در جهت میدان مغناطیسی دارای زاویه چرخش θ جهت قطبش و محصول قدرت میدان مغناطیسی B و طول L ماده به نسبت است. اصل کار ایزولاتور نوری در شکل ۱ نشان داده شده است.
برای حادثه نور سیگنال در جهت رو به جلو، پس از عبور از قطبنده به نور قطبش خطی تبدیل می شود. محیط gyromagnetic فارادی به همراه میدان مغناطیسی خارجی، جهت قطبش نور سیگنال را ۴۵ درجه به سمت راست می چرخانند، و باعث عبور کم زیان و قطبنده ۴۵ درجه می شود. درجه تجزیه و تحلیل قرار داده شده است. برای نور معکوس، هنگامی که نور قطبیده خطی که از تجزیه کننده خارج می شود از محیط قرار دادن عبور می کند، جهت انحراف نیز ۴۵ درجه به سمت راست می چرخد، به طوری که جهت قطبش نور معکوس متوژنال به جهت قطبنده است، انتقال نور بازتابیده را کاملاً مسدود می کند.
محیط مغناطیسی فارادی معمولاً از یک کریستال آهنی ایتریوم (YIG) با هدر دادن نوری پایین در محدوده طول موج ۱μm~۲μm استفاده می کند. جداساز نوری ورودی و خروجی جدید pigtail عملکرد کاملا خوبی دارد، کمترین از دست دادن درج حدود 0.5dB، جداسازی 35~60dB، و بالاترین می تواند به 70dB برسد.
نقش ایزولاتور نوری
عملکرد آن جلوگیری از اثرات نامطلوب نور منتقل شده به عقب در مسیر نوری به دلایل مختلف بر روی منبع نور و سیستم مسیر نوری است. به عنوان مثال نصب یک ایزولاتور نوری بین منبع لیزر نیمه هادی و سیستم انتقال نوری می تواند اثرات نامطلوب نور بازتابی را بر پایداری قدرت خروجی طیفی منبع نور تا حد زیادی کاهش دهد. در مدولاسیون مستقیم پرسرعت و تشخیص مستقیم سیستم ارتباطی فیبر نوری، نور انتقال به عقب نویز اضافی تولید خواهد کرد که عملکرد سیستم را تنزل خواهد داد. این نیز نیاز به یک ایزولاتور نوری برای از بین بردن. نصب ایزولاتورهای نوری در هر دو انتهای فیبر دد شده در تقویت کننده فیبر می تواند پایداری کاری تقویت کننده فیبر را بهبود بخشد. بدون آن، نور منعکس شده با یکپارچهسازی با سیستمعامل وارد منبع سیگنال (لیزر) خواهد شد که باعث نوسانات شدید در منبع سیگنال می شود. در سیستم ارتباطات فیبر نوری از راه دور نوری منسجم، یک ایزولاتور نوری در فواصل زمانی نصب می شود تا از دست دادن برق ناشی از پراکنده شدن بریلوین تحریک شده کاهش پیدا کند. بنابراین، ایزولاتورهای نوری نقش مهمی در ارتباطات فیبر نوری، سیستم های پردازش اطلاعات نوری، سنجش فیبر نوری، و سیستم های اندازه گیری نوری دقیق دارند.
ویژگی های ایزولاتور نوری
ویژگی های ایزولاتور نوری جداسازی بالا، از دست دادن درج پایین؛ قابلیت اطمینان بالا، ثبات بالا؛ از دست دادن وابسته به قطبش بسیار پایین و پراکنده شدن حالت قطبش.
نوع ایزولاتور نوری
انواع بسیاری از ایزولاتورهای نوری وجود دارد، از جمله ایزولاتورهای نوری در خط، ایزولاتورهای نوری فضای آزاد و غیره. ما مشخصات مختلفی از ایزولاتورهای نوری را برای پاسخگویی به نیازهای زمینه های مختلف کاربرد ارائه می کنیم. طراحی داخلی ایزولاتور نوری مستقل از قطبش ۱۳۱۰/۱۴۸۰/۱۵۵۰nm دو حالت قطبش متوژنال را در فیبر تک حالتی به طور جداگانه درمان می کند تا ویژگی های مستقل از قطبش کل دستگاه تضمین شود. دستگاه های تک قطبی از دست دادن درج پایین، و دستگاه های دو مرحله ای دارای انزوای نوری بسیار بالا هستند. آنها برای کاربردهای مختلف مناسب هستند. آن ها عمدتاً در تقویت کننده های فیبر، لیزر فیبر، شبکه های فیبر CATV و ارتباطات ماهواره ای مورد استفاده قرار می گیرند.
