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一,、標(biāo)準(zhǔn)法拉第隔離器(Faraday Optical Isolators)

1,、工作原理及結(jié)構(gòu)

當(dāng)一束光通過置于磁場(chǎng)中介質(zhì)的時(shí)候，法拉第效應(yīng)會(huì)使光的偏振方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn),，即從觀察者的角度看到看,，光束的偏振軸會(huì)向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度。如果出射光再次被反射回原來介質(zhì)時(shí),，觀察者將發(fā)現(xiàn)光的偏振軸又沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了同樣的一個(gè)角度,。利用這種法拉第效應(yīng)制成的光學(xué)旋轉(zhuǎn)器即為法拉第旋轉(zhuǎn)器。

很多光學(xué)玻璃可以用作工作物質(zhì),，譬如SF57可以被用來制作法拉第旋轉(zhuǎn)器,。但為了在可見光到近紅外波段保證**的Verdet（維爾德常數(shù)），Leysop公司只采用**品質(zhì)的單晶TGG(terbium gallium garnet),。TGG材料在可見及近紅外波段具有**的Verdet常數(shù),，即使在高功率激光場(chǎng)合下使用也可以保證非常小的波前畸變。法拉第隔離器的結(jié)構(gòu)是在磁光旋轉(zhuǎn)器兩邊加上一對(duì)偏振起偏器,，并設(shè)置磁光旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)角度為45,。光經(jīng)過隔離器之后，入射光與其二次經(jīng)過旋轉(zhuǎn)器的反射光偏振方向正好相差90°,。這樣入口出的偏振器件就可以完全阻止了反射光的透過,。出口處的偏振起偏器起到了凈化反射回隔離器的光的偏振態(tài)的作用，這樣即使當(dāng)從外部反射回隔離器的光是非線偏振時(shí),，出口處的偏振器件也可以保證不會(huì)有光*終通過隔離器而回到發(fā)射端,。

2，工作波長的調(diào)節(jié)

因?yàn)閂erdet常數(shù)與波長有關(guān)的,，波長越長達(dá)到45°旋轉(zhuǎn)所需的磁場(chǎng)越強(qiáng),。LEYSOP的法拉第隔離器因此有兩種基本的設(shè)計(jì)。對(duì)于較短波長（500~900nm）,，LEYSOP提供FOI 5/57法拉第隔離器型法拉第隔離器,。這一設(shè)計(jì)采用了較為簡單的永磁體裝置，因而它比長波長模組FOI5/711法拉第隔離器的體積也要稍小一些,。在針對(duì)較長波長（900~1100nm）的型號(hào)FOI5/711法拉第隔離器當(dāng)中,，LEYSOP采用了一些較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)以增強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)度從而保證隔離的效果,。

FOI 5/57法拉第隔離器和FOI 5/711法拉第隔離器的工作波長均是可調(diào)的。 FOI 5/57法拉第隔離器型隔離器允許通過調(diào)整TGG棒在磁場(chǎng)中的插入角度一下調(diào)整工作波長,。（這一操作需要取下偏振器件,，操作完畢后再恢復(fù)原位） FOI 5/711法拉第隔離器因?yàn)椴捎昧藘蓚€(gè)反向得磁場(chǎng)裝置，所以調(diào)整工作波長的的操作來有所不同,。它是通過增加或減少兩個(gè)反向永磁鐵之間的距離,，從而實(shí)現(xiàn)TTG材料中心區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)的。由于在此操作忠整個(gè)外殼都需要被調(diào)整,，Leysop公司強(qiáng)烈建議事先先把偏振器件去掉以保證器件的安全,。通常，F(xiàn)OI5/57法拉第隔離器的工作波長調(diào)諧范圍在100~150nm,，而FOI5/711法拉第隔離器的工作波長調(diào)諧范圍則為出廠設(shè)置工作波長的+/-5%,。當(dāng)然，目前比較常見的改變工作波長的方法是,，簡單地旋轉(zhuǎn)輸出偏振器件偏振方向相,。LEYSO所采用的方法相對(duì)于其他制造商的做法，似乎顯得稍微有些繁瑣,。然而,，值得一提的是上述常見方法會(huì)帶來一個(gè)很大的弊端，就是對(duì)前向波帶引入了不小的地插入損耗,。而Leysop法拉第隔離器調(diào)節(jié)工作波長的方法則可有效的避免這一問題,。

3、隔離度

如果在不指定工作條件的情況下,，給出法拉第隔離器的隔離度的指標(biāo)（例如>-40dB）是沒有任何實(shí)際意義的,。有意義的指標(biāo)是能告訴使用者，在實(shí)際使用中他能得到的整整結(jié)果,。所以對(duì)于5mm通光孔徑的法拉第隔離器,，對(duì)直徑**3mm的光束，在不嚴(yán)格控制的實(shí)驗(yàn)室溫度環(huán)境下LEYSOP的指標(biāo)是>-30dB,。

4,、偏振器件

Leysop公司一般提供完整的法拉第隔離器（包括起偏和檢偏偏振器件）。但如果客戶傾向于使用其他的偏振器件,，Leysop公司也樂意幫客戶將其指定的器件安裝到Leysop公司的隔離器上,，或者只提供偏振旋轉(zhuǎn)部分以便客戶自行安裝。

除了5mm通光孔徑器件,，Leysop公司還能夠根據(jù)客戶要求提供8mm通光孔徑的器件(FOI 8/57 and FOI 8/711),，歡迎客戶來電Leysop公司中國區(qū)代理商昊量光電垂詢,！

二,、超寬調(diào)諧可調(diào)法拉第隔離器

應(yīng)客戶對(duì)更寬的波長調(diào)節(jié)范圍的要求,，Leysop公司推出了一種新的超寬調(diào)節(jié)范圍法拉第隔離器。它是在現(xiàn)有FOI5/57法拉第隔離器隔離器設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,，采用了更長的TGG棒和更強(qiáng)的磁場(chǎng)裝置來提高**工作波長,。

上圖顯示了兩種可調(diào)范圍的極端情況。圖中清楚地顯示了螺旋調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)的情況,，這樣的機(jī)械結(jié)構(gòu)僅讓TGG棒對(duì)于磁場(chǎng)組件相對(duì)平移,，在此過程中TGG棒并不會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，偏振冷靜也不會(huì)改變其的相對(duì)角度,。此機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)使得波長調(diào)整非常平滑,，客戶可以輕松的在650~1100nm波段任意波長上得到**化的隔離度。