11/21/2013,　光隔離器又稱為光單向器，只允許單向光通過，是一種光非互易傳輸無源器件，該器件用來消除或抑制光纖信道中產(chǎn)生的反向光。

　　光纖信道中產(chǎn)生的反向光將導(dǎo)致光路系統(tǒng)間將產(chǎn)生自耦合效應(yīng)，使激光器的工作變得不穩(wěn)定和產(chǎn)生系統(tǒng)反射噪聲，使光纖鏈路上的光放大器發(fā)生變化和產(chǎn)生自激勵，造成整個光纖通信系統(tǒng)無法正常工作。若在半導(dǎo)體激光器輸出端和光放大器輸入或輸出端連接上光隔離器，減小反射光對LD的影響，因此，光隔離器是高碼速光纖通信系統(tǒng)、精密光纖傳感器等高技術(shù)領(lǐng)域必不可少的元器件之一。



光隔離器種類繁多，按應(yīng)用分為在線式光隔離器，自由空間光隔離器等；按隔離度分為單極光隔離器，雙級光隔離器；此外，還可以按波長分。

　　光隔離器的特點是高隔離度、低插損；高可靠性、高穩(wěn)定性；極低的偏振相關(guān)損耗和偏振模色散。

光隔離器基本原理

　　光隔離器是利用了磁光晶體的法拉第效應(yīng)，其組成元件有：光纖準直器（Optical Fiber Collimator）、法拉第旋轉(zhuǎn)器（Faraday Rotator）和偏振器（Polarizator）。隔離器按照偏振特性來分，有偏振相關(guān)型和偏振無關(guān)型。它們的原理圖如圖1和圖2所示：





      對于偏振相關(guān)光隔離器，光通過法拉第旋轉(zhuǎn)器時，在磁場作用下，光偏振方向旋轉(zhuǎn)角為Φ=FHL，式中H為磁場強度，L為法拉第材料長度，F(xiàn)為材料的賈爾德系數(shù)。如圖1，當輸入光通過垂直偏振起偏器后，成為垂直偏振光，經(jīng)過法拉第旋轉(zhuǎn)器旋轉(zhuǎn)了45°，而檢偏器偏振方向和起偏器偏振方向成45°角，使得光線順利通過，而反射回來的偏振光經(jīng)過檢偏器、法拉第旋轉(zhuǎn)器以后，繼續(xù)沿同一方向旋轉(zhuǎn)45°，即偏振方向剛好與起偏器偏振方向垂直，則光無法反向通過。由于只有垂直偏振的光能通過光隔離器，因此稱為偏振相關(guān)光隔離器。

　　  偏振無關(guān)光隔離器如圖2所示，圖2(a)為光隔離器正向輸入。當包含兩個正交偏振的輸入光波被一個偏振分束器分離，變?yōu)榇怪逼�振光和平行偏振光。這兩束光通過法拉第旋轉(zhuǎn)器，沿同一方向旋轉(zhuǎn)45°，再通過λ/2波片旋轉(zhuǎn)45°，垂直偏振光變?yōu)槠叫衅�振光，平行偏振光變�(yōu)榇怪逼�振光，�?jīng)過偏振分束器合為一束光輸出。圖2(b)是反向輸入光的偏振態(tài)在隔離器中的演化過程。在SWP水平偏振態(tài)光折射，垂直偏振態(tài)光透射，則光不能從正向輸入端輸出。

光隔離器插入損耗測試

　　光隔離器的插入損耗是光隔離器正向接入時，輸出光功率相對輸入光功率的比率（以dB為單位）。假設(shè)光隔離器的正向輸入光功率為P1正，輸出光功率為P2正，則其計算公式為：


其插入損耗測量圖如圖3所示


光隔離器隔離度測試

　　反向隔離度是隔離器最重要的指標之一，它表征光隔離器對反向傳輸光的隔離能力。將光隔離器按圖4反向接入，假設(shè)光隔離器反向輸入光功率為P1反，輸出光功率為P2反。則光隔離器隔離度計算公式為：



　
光隔離器回波損耗測試

　　光隔離器的回波損耗Returnloss是指正向入射到隔離器中的光功率與沿輸入路徑返回隔離器輸入端口的光功率之比（以dB為單位）。隔離器的回波損耗主要由各元件和空氣折射率失配并形成反射引起。這是一個相當重要的指標，因為如果隔離器的回波太強，那么它對系統(tǒng)返回光進行抑制的同時，自身也會給系統(tǒng)帶來一定的反射。假設(shè)光隔離器的輸入光功率為P1，其反射光功率為Pr ，則光隔離器回波損耗的定義為：



圖中光環(huán)行器的作用是使反射光不返回光源，直接到達光功率計，由于PR不能直接測量，測試系統(tǒng)加了一個光環(huán)行器。則計算回波損耗的公式變?yōu)椋?


近期市場趨勢

　　美國地區(qū)2011年光隔離器相對市場份額消費值領(lǐng)先，接近43.8%；然而亞太地區(qū)，由于中國電信行業(yè)的巨大推動，預(yù)計在2011至2016年年度增長將更為快速。亞太地區(qū)的光隔離器消費值預(yù)計在2011-2016年間將會接近原來的三倍。

    從光隔離器消費量的區(qū)域趨勢看，亞太地區(qū)已經(jīng)占有相對市場份額領(lǐng)先地位，ElectroniCast預(yù)計在2011-2016年間該區(qū)域?qū)�會繼續(xù)保持領(lǐng)先地位。

    光隔離器在商業(yè)、工業(yè)和實驗室上應(yīng)用廣泛。它們是可靠的器件，在連接光纖放大器，光纖環(huán)形激光器，光纖連接有線電視/多媒體應(yīng)用，高速/DWDM和相干光纖電信通訊系統(tǒng)，實驗室R&D，傳感器，陀螺儀系統(tǒng)，自動化制造過程的測試/儀器測量質(zhì)量保證應(yīng)用和其它方面上都有應(yīng)用。