Изоляторы

Изоляторы - устройства, для которых потери света малы при распространении в одном направлении и велики в противоположном направлении. Изоляторы обычно устанавливают в выходных схемах устройств с высоким уровнем интенсивности света, таких как передатчики на лазерных диодах иусилители EDFA. Их функция - уменьшить уровень сигнала, отраженного назад в используемый лазерный диод или усилитель EDFA.

Характеристики изолятора определяются следующими критическими параметрами:

• спектральной зависимостью, особенно для так называемых узкополосных изоляторов, которые проектируются для работы в спектральном диапазоне уже, чем 20 нм. Изоляторы описываются пиком ослабления обратного излучения и шириной полосы, лежащей в области 3 дБ ослабления уровня изоляции от максимума этого пика.

· малым уровнем вносимых потерь, < 1 дБ в прямом направлении, и большим уровнем потерь в обратном направлении: больше 35 дБ (при
одноступенчатой изоляции) и 60 дБ (при двухступенчатой изоляции), и
слабой зависимостью от поляризации.

· поляризационной модовой дисперсией (PMD). Изоляторы обычно проектируются на основе использования элементов с высоким уровнем двойного лучепреломления, а они весьма склонны к высокому уровню PMD (типичное значение – 50-100 фс (1фс = 10¹⁵ с), в особенности для одноступенчатого изолятора. Двухступенчатые изоляторы могут быть спроектированы так, что PMD, вносимая первой ступенью, во многом
компенсируется второй ступенью.

· потерями, зависящими от поляризации (PDL). Они ухудшают характеристики оптического изолятора.

В общем случае при проектировании изоляторов используют эффект Фарадея. Он управляет вращением плоскости поляризации оптического луча в присутствии магнитного поля. Это вращение происходит в том же направлении, направление распространение света, параллельно или антипараллельно направлению магнитного поля. Оптический изолятор состоит из цилиндрического стержня из материала с эффектом Фарадея, такого как железоиттриевый гранат (Y1G), длина которого выбирается так, чтобы обеспечить вращение на 45°. Этот цилиндрический стержень помещается между двумя поляризаторами, чьи оси скрещены на 45° относительно друг друга. Свет, распространяющийся в одном направлении, проходит через второй поляризатор благодаря эффекту Фарадея. В отличие от этого, свет, распространяющийся в противоположном направлении, блокируется первым поляризатором. Уровень изоляции должен быть больше, чем 30 дБ. Отражательная способность оптического изолятора должна быть на уровне 40 дБ и выше.