Kaip veikia optiniai izoliatoriai

Optiniuose izoliatoriuose daugiausia naudojamas magnetooptinių kristalų Faradėjaus efektas. Faradėjaus efektas yra pirmasis Faradėjaus pastebėjimas 1845 m., kad neoptinė medžiaga sukasi šviesos, einančios per medžiagą, poliarizacijos kryptį veikiant magnetiniam laukui, taip pat žinomam kaip magneto-optinio sukimosi efektas. Poliarizuotai šviesai, sklindančiai išilgai magnetinio lauko krypties, jos poliarizacijos krypties sukimosi kampas θ yra proporcingas magnetinio lauko stiprio B ir medžiagos ilgio L sandaugai. Optinio izoliatoriaus veikimo principas parodytas 1 pav.
Priekyje krintanti signalinė šviesa, praeidama per poliarizatorių, tampa tiesiškai poliarizuota šviesa. Faradėjaus giromagnetinė terpė ir išorinis magnetinis laukas kartu pasuka signalinės šviesos poliarizacijos kryptį 45 laipsniais į dešinę, o maži nuostoliai tiesiog praeina per poliarizatorių 45 laipsnių kampu. Analizatorius pastatytas ties laipsniu. Atvirkštinei šviesai, kai tiesiškai poliarizuota šviesa iš analizatoriaus eina per išdėstymo terpę, nukreipimo kryptis taip pat pasukama į dešinę 45 laipsnių kampu, kad atvirkštinės šviesos poliarizacijos kryptis būtų statmena poliarizatoriaus krypčiai. , visiškai blokuoja atspindėtos šviesos perdavimą.
Faradėjaus magnetinėje terpėje paprastai naudojamas itrio geležies granato (YIG) monokristalas, kurio optiniai nuostoliai yra maži bangos ilgių diapazone nuo 1 μm iki 2 μm. Naujojo pigtail įvesties ir išvesties optinis izoliatorius veikia gana gerai, mažiausias įterpimo nuostolis yra apie 0,5 dB, izoliacija yra 35-60 dB, o didžiausias gali siekti 70 dB.