隔離器允許光以較低損耗從一個(gè)方向透過(guò)，同時(shí)以較大損耗阻止光反向通過(guò)。它放置在發(fā)射光路上，避免激光器在反射光下引起的性能劣化。

隔離器按照封裝形式分為在線型隔離器和自由空間隔離器。

自由空間隔離器體積小適合封裝在光器件內(nèi)部，是光器件常用的隔離器種類。常規(guī)的自由空間隔離器由隔離器芯件和磁環(huán)構(gòu)成，當(dāng)然也有無(wú)磁環(huán)的自由空間隔離器。無(wú)磁環(huán)自由空間隔離器芯件自帶磁性，這種隔離器可靠性不如帶磁環(huán)的隔離器高（有消磁的風(fēng)險(xiǎn)），主要用在對(duì)可靠性要求不高的數(shù)通光模塊中。

自由空間隔離器按照對(duì)輸入光的偏振要求，又分為偏振相關(guān)隔離器和偏振無(wú)光隔離器。由于激光器輸出光的偏振態(tài)是確定的，因此光組件中用量最大的是偏振相關(guān)自由空間隔離器。

常規(guī)的偏振相關(guān)自由空間隔離器芯件由起偏器、檢偏器以及法拉第旋轉(zhuǎn)片組成。法拉第旋轉(zhuǎn)片粘接在起偏器和檢偏器之間，并一起固定在磁環(huán)上。法拉第旋轉(zhuǎn)片由釔鐵石榴石單晶制備而成，它是實(shí)現(xiàn)光隔離的關(guān)鍵。在磁場(chǎng)存在下，通過(guò)法拉第旋轉(zhuǎn)片的偏振光的偏振方向會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)角的方向與磁場(chǎng)方向有關(guān)，而與入射光的方向無(wú)關(guān)。旋轉(zhuǎn)角度由下式確定：

其中V稱為費(fèi)爾德常數(shù)，它與介質(zhì)性質(zhì)、光波頻率及溫度有關(guān)；L為旋光片的厚度；B為磁場(chǎng)強(qiáng)度。當(dāng)磁場(chǎng)達(dá)到一定強(qiáng)度后，轉(zhuǎn)角不再隨著磁場(chǎng)的增加而變化，此磁場(chǎng)強(qiáng)度稱為法拉第旋轉(zhuǎn)片的飽和磁場(chǎng)。法拉第旋轉(zhuǎn)片通常都工作在飽和磁場(chǎng)下，此時(shí)其偏振旋光角度只與法拉第旋轉(zhuǎn)片厚度相關(guān)，并且隨著波長(zhǎng)和溫度而變化。通常法拉第旋轉(zhuǎn)片旋轉(zhuǎn)角都設(shè)置為45°，對(duì)于1310nm波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)片厚度是0.32mm左右，對(duì)于1550nm波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的旋轉(zhuǎn)片厚度是0.49mm左右。

自由空間隔離器實(shí)現(xiàn)反向光隔離原理如上圖所示，其中起偏器偏振通光方向在水平方向（起偏器偏振方向必須與激光器輸出光的偏振方向相同，目前絕大部分激光器輸出光的偏振態(tài)都是水平方向，只有個(gè)別激光器芯片輸出的垂直偏振態(tài)的光），檢偏器的偏振通光方向相對(duì)起偏器順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°，法拉第旋轉(zhuǎn)片旋光角為45°。在正向光路中，水平偏振態(tài)的光通過(guò)起偏器，經(jīng)法拉第旋轉(zhuǎn)片順時(shí)針旋轉(zhuǎn)45°后，其偏振方向恰好與檢偏器偏振方向相同，因而可以低損耗地通過(guò)；在反向光路中，偏振態(tài)與檢偏器偏振方向相同的光入射，經(jīng)過(guò)法拉第旋轉(zhuǎn)片旋轉(zhuǎn)45°后，其偏振態(tài)為豎直方向與起偏器偏振方向垂直，因而被阻擋。圖中所示自由空間隔離器的偏振態(tài)只經(jīng)過(guò)了一次旋轉(zhuǎn)，稱為單級(jí)隔離器，其工作波長(zhǎng)處的正向通光損耗不超過(guò)0.3dB，常溫反向隔離度可達(dá)30dB以上。

如果激光器隔離度有更高要求，就需要使用雙級(jí)隔離器。雙級(jí)隔離器相當(dāng)于兩個(gè)單級(jí)隔離器的組合，下圖所示為五片式雙級(jí)隔離器。在正向光路中，水平偏振態(tài)的光經(jīng)過(guò)兩次45°旋轉(zhuǎn)，最終變?yōu)榇怪逼駪B(tài)從檢偏器2通過(guò)；反向光路中，檢偏器2、法拉第旋轉(zhuǎn)片2、檢偏器1構(gòu)成第一級(jí)隔離，檢偏器1、法拉第旋轉(zhuǎn)片1、 起偏器構(gòu)成第二級(jí)隔離。同等條件下，雙級(jí)隔離器的損耗比單級(jí)隔離器大0.2dB，隔離器度高15dB左右。

如果光器件中需要對(duì)非偏振光路進(jìn)行隔離，則需要使用偏振無(wú)關(guān)自由空間隔離器。（如100G ER4/ZR4中帶SOA的ROSA光路，雖然SOA輸出光是確定偏振態(tài)，但光纖輸入的待放大光是偏振無(wú)關(guān)的，如果使用偏振相關(guān)隔離器，會(huì)有額外3dB的檢偏損失）。

偏振無(wú)關(guān)的自由空間隔離由芯件如下圖所示，它由一對(duì)雙折射晶體楔角片以及夾在晶體中的法拉第旋轉(zhuǎn)片粘合而成。其中兩個(gè)晶體楔角片的光軸方向呈45°夾角，法拉第旋轉(zhuǎn)片的旋光角也為45°。在正向光路中，光入射進(jìn)入雙折射晶體1后會(huì)分為e光和o光，晶體1中的e光和o光經(jīng)過(guò)法拉第旋光后，在晶體2中仍然為e光和o光，所以光線穿過(guò)晶體2后e光和o光的傳播方向不變。但由于折射率的差異，e光和o光會(huì)有微小的平移分離，這個(gè)平移分離經(jīng)過(guò)透鏡后可以聚焦到同一個(gè)光路中，因而光是可以低損耗地通過(guò)的；在反向光路中，晶體2中的e光和o光經(jīng)過(guò)法拉第旋光后，在晶體1中分別變?yōu)閛光和e光。由于兩次楔角的折射，e光和o光會(huì)產(chǎn)生相反方向的角度分離，這個(gè)角度分離經(jīng)透鏡后無(wú)法聚焦到同一個(gè)光路中，于是產(chǎn)生了反向隔離的效果。
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