允許光信號僅在一個方向上傳播而完全阻擋另一個方向的光學元件被稱為光隔離器。法拉第效應是該裝置工作的基礎。

基本上，當允許光線穿過光纖時，它有可能被反射回來。因此，為避免傳輸信號的反向反射，使用了光隔離器。

它也被稱為光隔離器、光電耦合器等。這些主要用于激光應用。因此，光的相干性不會受到影響。

下圖顯示了由 3 個組件組成的隔離器的設計：

工作原理：

正如我們在上圖中看到的那樣，第一個組件是輸入偏振器。因此，穿過該偏振器的光線會發生垂直偏振。然后將這種垂直偏振光饋送到法拉第旋轉器。

法拉第旋轉器是一種利用法拉第效應使光的偏振方向發生旋轉的光學裝置。這里值得注意的是，這種效應是非互易的，它是基于磁光效應。

在光隔離器的情況下，法拉第旋轉器的旋轉角度為45°。正如我們在上一段中已經提到的，它是不可逆的，這意味著它只是在一個方向上旋轉。

光線旋轉45°后，再通過放置在旋轉器之后的偏光片即輸出偏光片離開。輸出端的偏振器吸收或反射光，但這取決于偏振器的類型。

現在，讓我們了解光線如何不會通過使用相同的布置而被反射。

被輸出偏振器吸收的光被允許落在法拉第旋轉器上。下圖表示光線再次反射到旋轉器時的排列。

旋轉器現在以單向方式（即順時針方向）再次將光線旋轉 45°。旋轉后，光線水平偏振，如上圖所示。

但是，輸入偏振器基本上是垂直偏振器。因此，水平偏振光將被垂直偏振器拒絕。

因此，以這種方式，通過使用這 3 個組件，任何光線都不會在輸入端被散射或反射回來。

這是一個光隔離器的工作原理。

光隔離器的應用

在光通信系統中：這些在光纖通信系統中有廣泛的應用。與信號傳輸時一樣，這些設備減少了由于反射而導致信號丟失的機會。

在光放大單元中：放大器會提升信號電平，因此如果我們將隔離器與放大器一起使用，則會更好地放大傳輸信號。

在激光二極管中：激光光源用于提供高度相干的光波。因此，當它與隔離器一起使用時，產生高度相干輻射的機會就會增加。

因此，從上面的討論中，我們可以得出結論，光隔離器是光通信時使用的主要器件之一。

審核編輯：湯梓紅