04 光隔离器图文.ppt14
光隔离器
光隔离器的基本原理光隔离器又称光单向器, 是一种光非互易传输的光无源器件。
在光纤通信系统中总是存在许多原因产生的反向光。
光源所发出的信号光, 以活动连接器的形式耦合到光纤线路中去, 活动接头处的光纤端面间隙会使约4% 的反射光向着光源传输。
一．光隔离器的类型1．1光隔离器按其外部结构可分为型、连接器端口型(也称在线安装型)和微型化型（自由空间隔离器）。
前两种也称为在线型, 可直接插入光纤网络中。
微型化光隔离器则常用于半导体激光器及其他器件中。
自由空间隔离器1.2 .隔离器按其性能可分为偏振灵敏型( 也称偏振相关) 和偏振无关型。
一般情况下,偏振灵敏型的光隔离器常做成微型化的, 偏振无关型光隔离器则常做成在线型的。
1.3.偏振无相关光隔离器的结构包括空间型和光纤型。
由于不论入射是否为偏振光, 经过这种光隔离器后的出射光均为线偏振光, 因而称之为偏振无相关光隔离器, 主要用于DFB激光器中。
1.4.偏振无关光隔离器是一种对输入光偏振态依赖性很小( 典型值 0. 2dB) 的光隔离器。
一般来说, 偏振无关光隔离器的典型结构、工作原理都更复杂一些。
它采用有角度的分离光束的原理来制成, 可起到偏振无关的目的。
1.5 根据光纤类型分为保偏隔离器和普通隔离器。
由于通过偏振相关型光纤隔离器的光功率依赖于输入光的偏振态，因此要求使用保偏光纤作尾纤。
这种光纤隔离器将主要用于相干光通信系统。
目前光纤隔离器用的最多的仍然是偏振无关型的。
1.6 保偏光纤：保偏光纤传输线偏振光，偏振光在光纤中传输的时候，其偏振态在很长一端光纤内几乎保持不变的光纤。
广泛用于航天、航空、航海、工业制造技术及通信等国民经济的各个领域。
在以光学相干检测为基础的干涉型光纤传感器中，使用保偏光纤能够保证线偏振方向不变，提高相干信躁比，以实现对物理量的高精度测量。
保偏光纤的使用：保偏光纤作为一种特种光纤，主要应用于光纤陀螺，光纤水听器等传感器和DWDM、EDFA等光纤通信系统。
光隔离器的工作原理
光隔离器的工作原理
光隔离器是一种光学元件，主要用于通过分离不同方向或不同极化状态的光来进行信号处理或实现光学隔离。
光隔离器的工作原理基于法拉第效应或开尔文效应。
根据法拉第效应，当一束光通过具有非线性光学材料的磁场区域时，光的传播方向会受到影响。
而根据开尔文效应，当电流通过一个导体时，导体周围会产生一个磁场，这个磁场会影响通过导体的光信号。
在光隔离器中，一般会使用磁光晶体（如镁钛酸锂晶体）或偏振片来实现光的分离。
当光通过磁光晶体时，磁场会改变晶体内部的光折射率，使得光在晶体中传播的速度和传播方向发生改变，进而实现光的分离。
具体地说，光隔离器一般包括输入端、输出端和一对偏振片。
当线偏振光从输入端进入光隔离器时，首先会通过第一个偏振片。
这个偏振片只允许特定方向的光通过，因此只有偏振方向与第一个偏振片相同的光能够通过。
然后，通过施加磁场或电流，改变磁光晶体的折射率，使得偏振方向与第一个偏振片相同的光在晶体中发生偏转。
而偏振方向与第一个偏振片垂直的光则不受影响，仍然沿原方向通过。
最后，通过第二个偏振片，这个偏振片的偏振方向与第一个偏振片垂直，因此只有偏振方向与第一个偏振片垂直的光能够通过。
这样，原来的光信号就被分离成了两部分，每一部分沿着不同的方向传播。
总而言之，光隔离器利用磁光晶体或偏振片的特性，通过控制光的传播方向和偏振状态，实现对不同方向或极化状态的光信号的分离和隔离。
光器件基础知识培训--隔离器 光开关ppt课件
• 7、温度依存损耗 • TDL:Temperature Dependent Loss • TDL(25℃~85℃)= TDL(85℃) -TDL(25℃) • TDL(25℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(25℃) • TDL(85℃~-40℃)= TDL(-40℃) -TDL(85℃)
10.2
CH3
10
CH4
9.8
CH5
9.6 CH6
9.4
1260nm
1360nm
1460nm
1560nm
CH7
W av elen gt h
CH8
• PDL是光器件或系统在所有偏振状态下的 最大传输差值。它是光设备在所有偏振 状态下最大传输和最小传输的比率。
• PDL定义如下： PDL=-10log〔Tmax/Tmin〕 其中Tmax和Tmin分别表示测试器件（DUT） 的最大传输和最小传输。
1. 耦合器类型
图3.28示出常用耦合器的类型， 它们各具不同的功 能和用途。
T 形 耦 合 器 这 是 一 种 2×2 的 3 端 耦 合 器 ， 见 图 3.28(a)， 其功能是把一根光纤输入的光信号按一定比例分 配给两根光纤， 或把两根光纤输入的光信号组合在一起，输 入一根光纤。
对于实现固定连接的接头，国内外大多借助专用自动 熔接机在现场进行热熔接，也可以用V形槽连接。热熔接的接 头平均损耗达0.05 dB/个。
3.3.2
耦合器的功能是把一个输入的光信号分配给多个输 出， 或把多个输入的光信号组合成一个输出。这种器件对光 纤线路的影响主要是附加插入损耗，还有一定的反射和串扰 噪声耦合器大多与波长无关，与波长相关的耦合器专称为波 分复用器/解复用器。
Profile
《光隔离器》课件
光隔离器的技术指
03
标
插入损耗
总结词
插入损耗是指光隔离器在插入光路中后引起的光功率损失，通常以分贝（dB）为单位表示。
详细描述
插入损耗越小，光隔离器的性能越好。插入损耗的主要影响因素包括材料吸收、内部散射和反射等。
隔离度
总结词
隔离度是指光隔离器在正向传输和反向 传输光信号时的隔离能力，通常以分贝 （dB）为单位表示。
分类与特点
分类
根据工作原理和应用需求，光隔离器可分为反射型和吸收型两类。反射型光隔离器利用 反射镜将反向传输的光信号反射回去，而吸收型光隔离器则利用吸收材料将反向传输的
光信号吸收掉。
特点
光隔离器的特点是高隔离度、低插入损耗、低偏振依赖性和宽工作波长范围等。其中， 隔离度是衡量光隔离器性能的重要参数，表示正向和反向传输的光信号之间的隔离程度 。插入损耗表示光隔离器对正向传输的光信号的衰减程度。偏振依赖性和工作波长范围
详细描述
温度稳定性越高，光隔离器在不同温度下的 性能越稳定。温度稳定性的主要影响因素包 括光学元件的材料特性和封装工艺等。
光隔离器的市场与
04
趋势
市场现状
01
全球光隔离器市场规模持续增长，受益于通信、数据
传输、工业控制等领域的发展。
02
中国市场占据全球光隔离器市场份额的较大比例，国
内企业通过技术创新和成本优势提升竞争力。
磁性材料
光隔离器中的磁性材料需 要具有高磁导率和低磁损 耗，以确保光隔离器的性 能。
封装材料
为了保护光学元件和磁性 元件，需要选择具有良好 耐候性和稳定性的封装材 料。
制造工艺流程
光学元件加工
对光学元件进行精密加工 ，确保其光学质量和尺寸 精度。
隔离器详解
隔离器
• 材料 • 测试方法
准直器
准直器
折射率渐变ຫໍສະໝຸດ 双极隔离器隔离器的评价参数
• 偏振相关光隔离器的结构包括空间型和全光纤型。由于不论入射光是否为偏振光，经过这种光隔离器后的 出射光均为线偏振光，因而称之为偏振相关光隔离器或偏振有关隔离器。
• 常用指标： 插损、回损、PDL:当输入光偏振态发生变化而其它参数不变时，器件插入损耗的最大变化量
PDL=IL(MAX)-IL(MIN)、隔离度；
双级光隔离器
双级光隔离器方案一，两个单级光隔离器芯串接起来，各楔角片的光轴方向亦 如图所示，正向光在第一级和第二级中分别为 o 光和 e 光，因此两级产生的 PMD 相互补偿，这种方案的缺点是对装配精度要求非常之高，反向光在P22中 开始分成两路传播，在各楔角片中的的偏振态为o→e→o→e和 e→o→e→o， 相当于通过两个渥拉斯顿棱镜，因此偏离角度约为单级光隔离器的两倍
其中V为维尔德常数，B为磁感应强度， L 为物质长度。
自由空间型隔离器
自由空间型光隔离器相对简单，装配时偏振片和旋光片均倾斜一定角度 （比如 4°）以减少表面反射光，搭建测试架构时注意测试的可重复性。 偏振片通过方向夹角45度
在线型隔离器-Displacer型
双折射晶体光轴一个方向
Wedge型隔离器
Wedge型分析
• 正像传输时经过双折射晶体后分为O光和e光经法拉第旋光片后顺时针旋转45度，由于第二片晶体与第一片 晶体光轴夹角45度所以对于传输光束来说光轴不变，类似于光线在平行平板中传输，O光和e光以很小的间 距平行射出，进入光纤纤芯如下图；
Wedge型分析
• 当光反向传输时，光线进入第一片晶体和旋光晶体后光线相当于第一个晶轴旋转90度，o光和e光相互转换 此时相当于沃拉斯顿棱镜。
光隔离器
光隔离器相关研究
光隔离器背景知识介绍
光隔离器相关研究——维尔德常数
光隔离器的应用领域 结束语
conclusion
光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件，其工作原理是基于 法拉第旋转的非互易性。
在光隔离器的组成部件中法拉第旋转器是一个核心部分，用于使线偏 振光进行偏转一定角度。 法拉第旋转器作用产生的旋转角度(Ω=VBL)与 一些变量有关，这里重 点介绍了维尔德常量V对旋转角度Ω的影响。拥有一个较大的维尔德常 数，磁感应强度小，同时，在可见光频段具有多种工作物质和工作波 长供选择，大大拓展了其应用范围，需要的光纤长度减少，而且是隔 离器的体积进一步减小，制作造价低、工艺简单。 同时还介绍了对与材料有关的维尔德常量V的实际有效值的组成的计 算并以此为依据求出最终的旋转角度Ω，并得到了一个很好的拟合结 果。 光隔离器应用领域广泛，且随着光通信技术的进一步发展, 研制新一 代的光隔离器已成为光通信技术进一步发展的需要。在发展光集成技 术或光电子集成技术中光隔离器在其中起着举足轻重的作用。
2. low Verdet constant will require long fiber lengths in order to
achieve the desired rotation. 3. a new idea about Verdet constant
L. Sun, S. Jiang, J. D. Zuegel, and J. R. Marciante,” Effective Verdet constant in a terbium-doped-core phosphate fiber”,Optics Letters, Vol. 34, Issue 11, pp. 1699-1701 (2009)
偏振无关的光隔离器闵红光信0401班012004013201
偏振无关的光隔离器一.光隔离器 (Optical Isolater)光隔离器是一种只允许光线沿光路正向传输的非互易性无源器件。
它对正向传输光有较低的插入损耗，而对反向传输光有很大衰减作用，用以抑制光传输系统中反射信号对光源的不利影响，常置于光源后，相当于电子系统中二极管的功能。
光隔离器的工作原理主要是利用磁光晶体的法拉第效应。
根据光隔离器的偏振特性可将隔离器分为偏振相关型(也称偏振有关或偏振灵敏)和偏振无关型两种，其主要技术指标有插入损耗、反向隔离度、30dB 带宽、偏振相关损耗、偏振模色散、回波损耗、最大输出功率等。
一般自由空间光隔离器是偏振相关型的，而在线式光隔离器为偏振无关型的。
二.偏振无关光隔离器的类型及工作原理在光纤通信中，由于光纤波导为圆形，光波在其中传播时，偏振方向是随机变化的，因此与偏振无关的光隔离器具有更强的适用性，应用也更为广泛。
偏振无关的光隔离器主要有楔型和平行平板型两种。
1 楔型偏振无关光隔离器楔型光隔离器的结构如图2所示，隔离体由两个光轴夹角为45°的楔形双折射晶体P1和P2和一个法拉第旋转器FR构成。
首先分析光信号正向传输的情况，经过自聚焦透镜射出的准直光束，进人楔形双折射晶体P1后，光束被分为O光和e光，其偏振方向相互垂直，传播方向呈一夹角，当它们经过45°法拉第旋转器时，出射的O光和e光的偏振面各自顺时针方向旋转45°，由于第二个楔形双折射晶体P2的光轴相对于第一个晶体光轴正好呈45°夹角，所以O光和e光被P2折射到一起，合成两束间距很小的平行光束，并被斜面透镜耦合到光纤纤心里面，因而正向光以极小损耗通过隔离器，正向光传播的示意图如图3所示。
由于法拉第旋转器的非互易性，当光束反向传输时，首先经过晶体P2，分为偏振面与P1晶轴成45°角的O光和e光，由于这两束线偏振光经45°法拉第旋转器时，振动面的旋转反向由磁感应强度B确定，而不受光线传播方向的影响，所以，振动面仍顺时针方向旋转45°，相对于第一个晶体P1的光轴共转过了90°，整个逆光路相当于经过了一个渥氏棱镜，出射的两束线偏振光被P1进一步分开一个较大的角度，被斜面透镜偏折，不能耦合进光纤纤芯，从而达到反向隔离的目的，反向光传播的示意图如图4所示。
微光学器件-隔离器课件
Diameter Pitch l
AR
1.0
0.11 630 A2
1.8
0.18 830 C1
2.0
0.23 1060 NC
3.0
0.25 1300
4.0
0.29 1560
自聚焦透镜的基本特征
• 平方率折射率分布 • 光线轨迹为cos或sin曲线 • 从一点发出的不同角度的光线将会聚于
另一点，形成“自聚焦” • 具有独到特点：
Bi-refringent Material
1. Isotropic Material one refractive index for all polarization state
正比，
＝VLB
V是材料的特性常数，称韦尔代常数，单位是 ：分/特斯拉·米。
(2) 磁致旋光不可逆性。当光传播方向平行于磁 场时，若法拉第效应表现为左旋，则当光线逆 反时，法拉第效应表现为右旋。
1. crystal growing technique 2. Large rotation angle (45 °@ 1550 nm) 3. Low insertion loss (0.1 dB @ 1550 nm) 4. High extinction ratio: 40 ~ 45 dB) 5. Thickness (0.4 mm, low PDL) 6. Smaller saturation magnetization (200 ~ 1100 Gauss)
微光学元器件
Focus Profile of Conventional Lens (Homogeneous index)
Focus Profile of GRIN Lens
Light propagation through a GRIN rod
光隔离器的工作原理
光隔离器的工作原理
光隔离器是一种用于光学系统中的器件，它可以阻止光源之间的干扰和反射，从而保持光信号的清晰度和准确度。
光隔离器的工作原理是基于光的干涉和衍射效应。
光隔离器通常由两个不同材料的透明薄片组成，这些薄片可以将光分为两个波长范围。
当入射光线通过第一个薄片时，它会被分成两个不同的方向上的光，分别称为正方向光和反方向光。
这两个方向上的光在第二个薄片上发生干涉，然后再次分离。
根据干涉和衍射效应的原理，正方向光和反方向光将以不同的方式延伸和干涉，从而在输出端产生不同的位置。
通过适当设计光隔离器的几何形状和材料特性，可以实现高效的光隔离效果。
例如，加入光学滤波器和偏振器可以调整和强化隔离器对光的选择性，并进一步减少反射和散射。
总体来说，光隔离器利用光的干涉和衍射效应，在光线的分裂、干涉和重新合并过程中实现光的隔离和抑制。
这种工作原理使得光隔离器在许多光学应用中都具有重要的作用，例如激光技术、光纤通信和实验室测量等领域。
光隔离器原理
光隔离器原理
光隔离器是一种用于光学系统中的重要器件，它能够有效地隔离光信号，防止
光信号的反射和回波干扰，保证光信号传输的稳定性和可靠性。
光隔离器的工作原理主要基于磁光效应和偏振效应，下面我们将详细介绍光隔离器的工作原理及其应用。
首先，光隔离器利用磁光效应实现光信号的单向传输。
当光信号通过光隔离器时，会受到外部磁场的影响，导致光信号的偏振方向发生变化。
这种偏振方向的变化会使光信号在光隔离器中产生旋转，从而使光信号只能单向传输，无法返回原来的光源，实现了光信号的隔离。
其次，光隔离器还利用偏振效应实现光信号的隔离和传输。
偏振效应是指光信
号在通过光隔离器时，会根据光信号的偏振方向而产生不同的传输效果。
光隔离器内部的偏振片可以选择性地吸收或透过特定方向的光信号，从而实现对光信号的隔离和传输控制。
在实际应用中，光隔离器广泛应用于光通信系统、激光器、光纤传感器等领域。
在光通信系统中，光隔离器能够有效地减少光信号的反射和回波干扰，提高光信号的传输质量和稳定性。
在激光器中，光隔离器能够防止激光器的光信号被反射回来，保护激光器的稳定工作。
在光纤传感器中，光隔离器能够隔离光信号，减少外部干扰，提高传感器的灵敏度和精度。
总之，光隔离器是一种重要的光学器件，它利用磁光效应和偏振效应实现光信
号的隔离和传输控制。
在光通信系统、激光器、光纤传感器等领域都有着重要的应用价值。
随着光学技术的不断发展，光隔离器的性能和应用将会得到进一步的提升和拓展，为光学系统的稳定运行和可靠传输提供更好的保障。
隔离器培训资料ppt课件
▪ 漏 电 流：≤10μA
精品课件8
选型要点
▪ 仪表到现场后能否正常的使用，有两个关键点，一：正确的选型是保证 正常使用的前提；二：正确的安装是正常使用的保障。
▪ 针对隔离器的选型，必须向客户询问的几个问题： ▪ 1、输入信号是什么？ ▪ 2、输出信号是什么？ ▪ 3、需要什么样尺寸规格的？ ▪ 4、供电电源是多少？是否需要宽电源？ ▪ 5、前端仪表是两线制还是四线制？ ▪ 6、是否需要一路转两路信号类型？
目录
➢ 隔离器技术的发展 ➢ WS系列隔离器产品概述(知识点4个） ➢ 感性认识 ➢ 宽电源隔离器(知识点2个） ➢ 超薄隔离器(知识点2个） ➢ 防浪涌隔离器(知识点2个） ➢ 隔离器的应用 ➢ 选型要点(知识点6个） ➢ 常见故障分析（知识点3个） ➢ 通过框图认知隔离器（知识点2个） ➢ 相关名词解释（知识点5个）
精品课件10
常见故障分析
隔离器应用分析及解决方案：
二、现场电气控制箱安装位置有限.无法满足隔离器的安装需求.增 加电气箱数量造成成本上升.
解决方案：1、维盛超薄宽电源系列.即能满足业主对于功能上要求还可 以减少投入成本.并且对于现场电源要求低.方便安 装维护等工作
精品课件11
常见故障分析
隔离器应用分析及解决方案：
▪ 特点与优势： ▪ 可以使用在任何工业信号线路中 ▪ 功耗低、响应时间短
▪ 内部电路使用进口名牌IC(集成电路)公司的专用电路，稳定性长、可靠性高。 ▪ 通过欧盟标准的电磁兼容认证 ▪ 体积小适合密集安装；拥有6mm 12.5mm 25.4mm三种规格类型 ▪ 专用IC在功能上诸如长线补偿、恒流驱动、线性化性能齐备 ▪ 测量灵敏、安装简便、牢固耐用、免维护 ▪ 复杂工况解决措施； ▪ 用户至上服务理念； ▪ 价格优势；