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光隔离器的工作原理是什么

发布时间:2022-07-01浏览:186次
  光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件,其工作原理是基于法拉第旋转的非互易性。 通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离。光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。光隔离器的特性是:正向插入损耗低,反向隔离度高,回波损耗高。 光隔离器是允许光向一个方向通过而阻止向相反方向通过的无源器件,作用是对光的方向进行限制,使光只能单方向传输,通过光纤回波反射的光能够被光隔离器很好的隔离,提高光波传输效率
  光隔离器包含一个光源(发射器),几乎总是一个近红外发光二极管(LED),它将电输入信号转换为光,一个封闭的光通道(也称为介电通道)和一个光传感器,其检测入射光,要么产生电能量直接,或调制 电流从外部电源流入。传感器可以是光敏电阻、光电二极管、光电晶体管、可控硅(SCR)或双向可控硅。由于LED除了发射光以外,还可以感知光,因此可以构造对称的双向光隔离器。光耦合固态继电器包含一个光电二极管光电隔离器,该光电二极管驱动一个电源开关,通常是一对互补的MOSFET。甲开槽的光学开关包含光和传感器的一个来源,但其光信道是开放的,允许调制通过阻塞光或反射光的路径到传感器外部物体的光。
  光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。法拉第效应是法拉第在1845年首先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,也称磁致旋光效应。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。光隔离器的工作原理如图1所示。
  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,完全阻断了反射光的传输。
 法拉弟磁介质在1μm~2μm波长范围内通常采用光损耗低的钇铁石榴石(YIG)单晶。新型尾纤输入输出的光隔离器有相当好的性能,至低插入损耗约0.5dB、隔离度达35~60dB,最高可达70dB。
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