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一、標準法拉第隔離器(Faraday Optical Isolators)

1、工作原理及結構

當一束光通過置于磁場中介質(zhì)的時候，法拉第效應會使光的偏振方向產(chǎn)生旋轉，即從觀察者的角度看到看，光束的偏振軸會向順時針旋轉一定的角度。如果出射光再次被反射回原來介質(zhì)時，觀察者將發(fā)現(xiàn)光的偏振軸又沿順時針旋轉了同樣的一個角度。利用這種法拉第效應制成的光學旋轉器即為法拉第旋轉器。

很多光學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。法拉第隔離器的結構是在磁光旋轉器兩邊加上一對偏振起偏器，并設置磁光旋轉器的旋轉角度為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，這樣即使當從外部反射回隔離器的光是非線偏振時，出口處的偏振器件也可以保證不會有光*終通過隔離器而回到發(fā)射端。

2，工作波長的調(diào)節(jié)

因為Verdet常數(shù)與波長有關的，波長越長達到45°旋轉所需的磁場越強。LEYSOP的法拉第隔離器因此有兩種基本的設計。對于較短波長（500~900nm），LEYSOP提供FOI 5/57法拉第隔離器型法拉第隔離器。這一設計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。在針對較長波長（900~1100nm）的型號FOI5/711法拉第隔離器當中，LEYSOP采用了一些較為復雜的設計以增強磁場強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，操作完畢后再恢復原位） FOI 5/711法拉第隔離器因為采用了兩個反向得磁場裝置，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反向永磁鐵之間的距離，從而實現(xiàn)TTG材料中心區(qū)域磁場強度的調(diào)節(jié)的。由于在此操作忠整個外殼都需要被調(diào)整，Leysop公司強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)諧范圍則為出廠設置工作波長的+/-5%。當然，目前比較常見的改變工作波長的方法是，簡單地旋轉輸出偏振器件偏振方向相。LEYSO所采用的方法相對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帶來一個很大的弊端，就是對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（例如>-40dB）是沒有任何實際意義的。有意義的指標是能告訴使用者，在實際使用中他能得到的整整結果。所以對于5mm通光孔徑的法拉第隔離器，對直徑**3mm的光束，在不嚴格控制的實驗室溫度環(huán)境下LEYSOP的指標是>-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

應客戶對更寬的波長調(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計的基礎上，采用了更長的TGG棒和更強的磁場裝置來提高**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)整機械結構的情況，這樣的機械結構僅讓TGG棒對于磁場組件相對平移，在此過程中TGG棒并不會進行旋轉，偏振冷靜也不會改變其的相對角度。此機械裝置的設計使得波長調(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。