Izolator optic

Această intrare sau secțiune despre subiectul fizicii nu citează sursele necesare sau cei prezenți sunt insuficienți . Puteți îmbunătăți această intrare adăugând citate din surse de încredere în conformitate cu liniile directoare privind utilizarea surselor . Urmați sfaturile de proiectare de referință .

Un izolator optic sau o diodă optică este o componentă optică care permite transmiterea luminii într-o singură direcție.

Este de obicei folosit pentru a preveni retroreflecțiile nedorite într-un oscilator optic, cum ar fi o cavitate laser . Funcționarea dispozitivului se bazează pe efectul Faraday (generat la rândul său de efectul magneto-optic ), care este exploatat în componenta principală a izolatorului optic, rotatorul Faraday .

Simbolul circuitului unui izolator optic

Teorie

Același subiect în detaliu: efectul Faraday .

Componenta principală a unui izolator optic este rotatorul Faraday. Câmpul magnetic ${\displaystyle \mathrm{<b><span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">B.</span></span></b>}}${\ displaystyle B} aplicat rotatorului Faraday provoacă o rotație în polarizarea luminii datorită efectului Faraday . Unghiul de rotație ${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\beta </span></span>}}${\ displaystyle \ beta} este dat de:

${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\beta </span></span>}<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">=</span></span>\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\nu </span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">B.</span></span>}\mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">d</span></span>}}${\ displaystyle \ beta = \ nu Bd \,} ,

unde este, ${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">\nu </span></span>}}${\ displaystyle \ nu} este constanta Verdet a materialului (amorf sau cristalin; solid, lichid sau gazos) din care este fabricat rotatorul și ${\displaystyle \mathrm{<span\; class="mwe-math-element"><span\; class="mwe-math-mathml-inline\; mwe-math-mathml-a11y"\; style="display:\; none;">d</span></span>}}${\ displaystyle d} este lungimea rotatorului. Acest lucru este prezentat în Figura 2. În special, pentru un izolator optic, valorile sunt alese astfel încât să aibă o rotație de 45 °.

Izolator dependent de polarizare

Figura 2: Rotator Faraday, cu un polarizator și un analizor. Într-un izolator dependent de polarizare, unghiul dintre polarizator și analizor este fixat la 45 °, iar rotatorul Faraday este proiectat să inducă o rotație de 45 °.

Un izolator dependent de polarizare sau un izolator Faraday constă din trei elemente: un polarizator de intrare (polarizat vertical), un rotator Faraday și un polarizator de ieșire, analizor (polarizat la 45 °). Lumina incidentă la polarizatorul de intrare este polarizată vertical. Rotatorul Faraday rotește polarizarea luminii cu 45 °, permițând transmiterea luminii prin polarizatorul de ieșire din izolator. Lumina care se propagă în direcția opusă este polarizată la 45 ° de către analizor . Polarizarea este apoi rotită la 45 ° de rotatorul Faraday, ceea ce face ca lumina să devină polarizată orizontal (deoarece rotația indusă de rotator este în aceeași direcție pentru ambele direcții în direcția de propagare), adică polarizată perpendicular pe polarizatorul de intrarea izolatorului, fiind astfel blocată de acesta și stinsă. Prin urmare, izolatorul optic împiedică lumina incidentă la ieșirea dispozitivului să treacă prin dispozitivul însuși și să iasă din intrarea acestuia. Izolatorii dependenți de polarizare sunt utilizați în mod obișnuit în sistemele optice de spațiu liber discret, în care polarizarea sursei este în general menținută de sistem. În sistemele de comunicații cu fibră optică, direcția de polarizare nu este de obicei menținută (împrăștiată) de-a lungul propagării. În consecință, unghiul de polarizare real are ca rezultat o pierdere.

Izolator independent de polarizare

Un izolator independent de polarizare este format din trei elemente: o pană de intrare birefringentă (cu direcția sa de polarizare verticală obișnuită și direcția orizontală extraordinară), un rotator Faraday și o pană de ieșire birefringentă (cu direcția sa de polarizare obișnuită orientată la 45 ° și cea extraordinară la -45 °). Lumina care se propagă de la stânga la dreapta este descompusă de pană de intrare în componentele sale verticale (la 0 °) și orizontale (90 °), respectiv numite raza obișnuită și raza extraordinară . Rotatorul lui Faraday se rotește.

Alte proiecte

• Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre Optical Isolator

Portalul fizicii : accesați intrările Wikipedia care se ocupă cu fizica