光隔離器是一種雙端口的具有非互易特性的光器件。它的作用是防止光路中由于各種原因產(chǎn)生的后向傳輸光對(duì)光源以及光路系統(tǒng)產(chǎn)生的不良影響。光隔離器對(duì)沿正向傳輸?shù)墓庑盘?hào)衰減很小而對(duì)沿相反方向傳輸?shù)墓庑盘?hào)衰減很大，構(gòu)成光的單向通路。

光隔離器的分類(lèi)

　　光隔離器的品種很多，按其內(nèi)部結(jié)構(gòu)可分為：塊狀型、光纖型和波導(dǎo)型。

　　塊狀型結(jié)構(gòu)屬分立元件結(jié)構(gòu)，是指在光隔離器光路結(jié)構(gòu)中，通過(guò)棒透鏡、偏振器和法拉第旋轉(zhuǎn)器等分立元件，將光纖間接耦合起來(lái)。此類(lèi)器件在技術(shù)上已經(jīng)成熟，現(xiàn)在市場(chǎng)上的隔離器基本上都采用這種結(jié)構(gòu)。其缺點(diǎn)在于所用光學(xué)元件多、體積相對(duì)較大。

　　光纖型是指在光隔離器的光路結(jié)構(gòu)中，將光纖端面作適當(dāng)?shù)募庸ぃ鐠伖?、鍍膜等，其它材料的元件則不介入或較少介入光路。其特點(diǎn)在于：體積小、重量輕、抗機(jī)械震動(dòng)性能好。然而此類(lèi)器件要用到特種光纖，且加工精度要求高、工藝復(fù)雜、價(jià)格昂貴。雖有應(yīng)用于系統(tǒng)的例子，但其性能指標(biāo)離實(shí)用化還有一定的距離。

　　波導(dǎo)型的光隔離器屬集成光學(xué)器件，采用擴(kuò)散有Ti的鈮酸鋰等襯底材料，經(jīng)沉積、光刻、擴(kuò)散等波導(dǎo)工藝，制成磁光波導(dǎo)，再與其它元件及單模光纖耦合，形成光隔離器。它體積小、重量輕、熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性好，但由于波導(dǎo)制作技術(shù)、光纖和波導(dǎo)間的耦合技術(shù)還不成熟，因而其性能指標(biāo)與實(shí)際應(yīng)用的要求還有很大差距。

　　光隔離器按其外部結(jié)構(gòu)可分為：尾纖型、連接器端口型(也稱(chēng)在線安裝型)和微型化型。前兩種也稱(chēng)為在線型，可直接插入光纖網(wǎng)絡(luò)中;微型化光隔離器則常用于半導(dǎo)體激光器及其它器件中。

　　光隔離器按其性能可分為：偏振靈敏型(也稱(chēng)偏振相關(guān))和偏振無(wú)關(guān)型。一般情況下，偏振靈敏型的光隔離器常做成微型化的，偏振無(wú)關(guān)型光隔離器則常做成在線型的。

　　偏振相關(guān)光隔離器的結(jié)構(gòu)包括空間型和光纖型。由于不論入射是否為偏振光，經(jīng)過(guò)這種光隔離器后的出射光均為線偏振光，因而稱(chēng)之為偏振相關(guān)光隔離器。主要用于DFB激光器中。偏振無(wú)關(guān)光隔離器是一種對(duì)輸入光偏振態(tài)依賴(lài)性很小(典型值0.2dB)的光隔離器。一般來(lái)說(shuō)，偏振無(wú)關(guān)光隔離器的典型結(jié)構(gòu)、工作原理都更復(fù)雜一些。它采用有角度的分離光束的原理來(lái)制成，可起到偏振無(wú)關(guān)的目的。

光隔離器的應(yīng)用

　　1、激光器：

　　目前DFB激光器單縱模輸出己達(dá)數(shù)十nW，其工作波長(zhǎng)的漂移小于1埃/度，但在高頻直接調(diào)制下，仍然發(fā)生光譜展寬現(xiàn)象，這種光譜的啁啾聲對(duì)長(zhǎng)跨距高比特率的傳輸極為不利。為了減少回波引起的啁啾聲，必須在激光器中加入光隔離器。

　　2、光纖放大器：

　　在長(zhǎng)距離光通信系統(tǒng)中，需要大量的中繼放大器。它可以克服中繼電子設(shè)備響應(yīng)速度慢等缺點(diǎn)，因此，其發(fā)展速度很快，目前光纖放大器已進(jìn)入實(shí)用化階段。為了使光纖放大器工作穩(wěn)定，無(wú)論在摻鉺光纖放大器中，還是在摻鐠光纖放大器或半導(dǎo)體光放大器中，都必須在放大器的兩端使用隔離器來(lái)消除回返光的影響。

　　在千兆比特每秒的越洋海底光纜中，需要用到超過(guò)50個(gè)帶光隔離器的光纖放大器。隔離器的性能指標(biāo)將直接影響放大器的增益和噪聲，設(shè)計(jì)時(shí)常要求光隔離器的回波損耗、隔離度分別在50dB和40dB以上。

　　3、光纖CATV網(wǎng)：

　　在收看電視時(shí)，無(wú)線電波的多路徑造成了電視圖像的重影，信號(hào)過(guò)弱使畫(huà)面出現(xiàn)大片“雪花”，同時(shí)由于電磁波干擾造成了畫(huà)面質(zhì)量的下降;另一方面，衛(wèi)星電視要求配備相應(yīng)的衛(wèi)星電視接收機(jī)和FM/AM轉(zhuǎn)換器。所以，CATV受到了廣大用戶(hù)的歡迎，發(fā)展相當(dāng)迅速。目前發(fā)達(dá)國(guó)家的CATV網(wǎng)已占整個(gè)電視用戶(hù)的50%以上。在光纖CATV網(wǎng)中傳播多路徑信號(hào)的時(shí)候，必須使用高線性、小畸變、大輸出功率和低噪聲的DFB激光器，光器件上還必須裝上光隔離器，以保證反射信號(hào)得到足夠的衰減。由于模擬信號(hào)抗干擾能力較數(shù)字信號(hào)差，所以對(duì)隔離器的隔離度要求更高，常采用雙級(jí)光隔離器。