第 3 章 光纤线路技术及器件
3.1 光隔离器和光环形器
3.1.1 光隔离器
光隔离器是一种只允许光沿一个方向通过而在相反方向阻挡光通过
的光无源器件。它的作用是防止光路中由于各种原因产生的后向传输光
对光源以及光路系统产生的不良影响。例如，在半导体激光源和光传输
系统之间安装一个光隔离器，可以在很大程度上减少反射光对光源的光
谱输出功率稳定性产生的不良影响。在高速直接调制、直接检测光纤通
信系统中，后向传输光会产生附加噪声，使系统的性能劣化，这也需要
光隔离器来消除。在光纤放大器中的掺杂光纤的两端装上光隔离器，可
以提高光纤放大器的工作稳定性，如果没有它，后向反射光将进入信号
源 ( 激光器 ) 中，引起信号源的剧烈波动。在相干光长距离光纤通信系
统中，每隔一段距离安装一个光隔离器，可以减少受激布里渊散射引起
的功率损失。因此，光隔离器在光纤通信、光信息处理系统、光纤传感
以及精密光学测量系统中具有重要的作用。
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光隔离器主要利用磁光晶体的法拉第效应。法拉第效应
是法拉第在 1845 年首先观察到的，其具体内容是：不具有
旋光性的材料在磁场作用下使通过该物质的光的偏振方向发
生旋转，也称磁致旋光效应。沿磁场方向传输的偏振光，其
偏振方向旋转角度 θ 和磁场强度 B 与材料长度 L 的乘积
成比例，有
θ=VBL (3-1-1)
式中， V 为材料的特性常数，称为维尔德 (Verdet) 常数。偏
振方向的旋转只与磁场强度的方向有关，而与光传播的方向
无关。
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1. 偏振相关型光隔离器
工作原理如图 3-1-1 所示。偏振相关光隔离器主要由起
偏器、检偏器和旋光器三部分组成。起偏器可从入射到自身
上的偏振混乱的光中选出与自身透光轴方向一致的线偏振光。
检偏器是相对于起偏器来说的，其构造和作用与起偏器相同。
旋光器由旋光性晶体材料和产生强度适当磁场的装置构成。
借助磁光效应 ( 法拉第效应 ) ，使晶体的偏振面发生一定程
度的旋转。图 3-1-1 中，产生适当强度磁场的装置是通电流
的线圈，此外，还可用永久磁铁等方法来产生磁场。
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图 3-1-1 偏振相关型光隔离器结构示意图
