Optisk isolator

En optisk isolator er en optisk enhed, der transmitterer lys i fremadgående retning, men absorberer det i den modsatte retning. Optiske isolatorer bruges i optiske kommunikationslinjer for at beskytte resonatorerne på lasersendere mod reflekterede signaler og også som inputelement til optiske forstærkere.

Faraday rotator

Hovedelementet i den optiske isolator er Faraday-rotatoren. En Faraday rotator er en plade af en optisk inaktiv krystal placeret i et konstant magnetfelt. Når lineært polariseret lys passerer gennem en sådan plade langs magnetfeltlinjerne, observeres Faraday-effekten : lyspolariseringsplanet roterer gennem en vinkel, der er proportional med den magnetiske feltstyrke og pladens tykkelse. Rotationsretningen afhænger af magnetfeltets retning, men afhænger ikke af lysets retning. Proportionalitetsfaktoren er den såkaldte Verdet-konstant , som afhænger af bølgelængden og materialets egenskaber; høje værdier af Verdet-konstanten i det infrarøde område demonstreres for eksempel af forskellige granater , såsom terbium gallium granat (Tb 3 Ga 5 O 12 ) og yttrium jern granat (Y 3 Fe 5 O 12 ).

Sådan virker det

For en optisk isolator vælges tykkelsen af ​​Faraday-rotatorpladen og størrelsen af ​​magnetfeltet således, at rotatoren roterer polarisationsplanet med 45°. På begge sider af rotatoren er en polarisator placeret , hvis akser også er roteret i forhold til hinanden med 45 °. Lad os tage aksen for den første polarisator som 0°, og aksen for den anden (der udfører analysatorens funktion) som 45°. I dette tilfælde vil lysstrålen, der passerer fremad gennem den første polarisator, være lineært polariseret langs 0°-aksen. Derefter vil denne stråle ramme Faraday-rotatoren, som vil rotere polarisationsplanet med +45°, og lyset polariseret i denne retning vil frit passere gennem den anden polarisator. Hvis lyset forplanter sig i den modsatte retning (fra den anden polarisator til den første), vil dens polarisationsplan efter den anden polarisator hælde 45°. Da rotationsretningen er uafhængig af lysets udbredelsesretning, vil Faraday-rotatoren rotere polarisationsplanet med +45°. Lyset vil ramme den første polarisator polariseret langs 90°-aksen og vil blive absorberet.

Se også

Litteratur