Come funzionano gli isolatori ottici

Gli isolatori ottici utilizzano principalmente l'effetto Faraday dei cristalli magneto-ottici. L'effetto Faraday è la prima osservazione di Faraday nel 1845 secondo cui un materiale non ottico ruota la direzione di polarizzazione della luce che passa attraverso il materiale sotto l'azione di un campo magnetico, noto anche come effetto di rotazione magneto-ottico. Per la luce polarizzata trasmessa lungo la direzione del campo magnetico, l'angolo di rotazione della direzione di polarizzazione θ è proporzionale al prodotto dell'intensità del campo magnetico B per la lunghezza L del materiale. Il principio di funzionamento dell'isolatore ottico è mostrato nella Figura 1.
Per la luce del segnale incidente in avanti, diventa luce polarizzata linearmente dopo aver attraversato il polarizzatore. Il mezzo giromagnetico di Faraday e il campo magnetico esterno ruotano insieme la direzione di polarizzazione della luce del segnale di 45 gradi verso destra e fanno semplicemente passare la bassa perdita attraverso il polarizzatore a 45 gradi. L'analizzatore posto al grado. Per la luce invertita, quando la luce polarizzata linearmente in uscita dall'analizzatore passa attraverso il mezzo di posizionamento, anche la direzione di deflessione viene ruotata verso destra di 45 gradi, in modo che la direzione di polarizzazione della luce invertita sia perpendicolare alla direzione del polarizzatore , bloccando completamente la trasmissione della luce riflessa .
I supporti magnetici di Faraday utilizzano solitamente un cristallo singolo di granato di ittrio-ferro (YIG) con bassa perdita ottica nell'intervallo di lunghezze d'onda da 1 μm a 2 μm. L'isolatore ottico del nuovo ingresso e uscita pigtail ha prestazioni abbastanza buone, la perdita di inserzione più bassa è di circa 0,5 dB, l'isolamento è 35-60 dB e la massima può raggiungere 70 dB.