Vad är en optisk isolator?

En optisk isolator gör att en ljusstråle kan färdas i en riktning samtidigt som den förhindrar att den reflekteras tillbaka åt motsatt håll. Enheten inkluderar en ingångspolarisator samt en faraday-rotator, en kristallin del som kan rotera en ljusstråles polarisationsplan när ett magnetiskt fält appliceras från utsidan av rotatorn. En utgående polarisator reflekterar det polariserade ljuset i en 45 graders vinkel innan det lämnar isolatorn. Ingångspolarisatorn, som skickar strålen in i isolatorn, tillåter ljus att passera igenom i samma vinkel som det kommer in innan det ändras av faraday-effekten. En sådan uppställning är vanlig med lasrar och optiska kommunikationssystem.

Riktningen som polarisationsplanet roterar styrs av hur faraday-rotatorn påverkar ljusstrålen. Förändringen i ljusets tillstånd kan kontrolleras exakt med en magnet. I ett optiskt kommunikationssystem omvandlas elektriska signaler först till ljus innan de går in i den optiska isolatorn och sänds sedan i en riktning. Annars skulle en del av ljuset som reflekteras tillbaka ändra frekvensen hos en laser, vilket möjligen skulle göra den ineffektiv, eller göra att signalerna i ett kommunikationssystem inte kan förmedla information. Data i ett fibernätverk skulle vara korrupt och helt oläslig när mottagare ombearbetar dem tillbaka till elektriska signaler.

Den optiska isolatorn används tillsammans med andra komponenter såsom optiska förstärkare, optiska kombinerare och optiska depolarisatorer för att fullt ut utnyttja ljus i ett kommunikations- eller mätsystem. När ljuset passerar genom utgångspolarisatorn och sedan genom ett magnetfält, som vart och ett roterar polarisationsplanet 45 grader, reflekteras ljus i totalt 90 grader. En optisk diod är en annan term som ges till en enhet som kan rikta ljus på detta sätt. Effekten förhindrar att en ljusstråle reflekteras tillbaka genom en fiber efter att en laserstråle, som används som ljuskälla, passerar genom en kopplingslins och in i fiberoptiktråden.

Förutom att användas med lasrar och optiska kommunikationssystem, används ibland en optisk isolator på en krets för elektrisk isolering. Det ger skydd mot alltför höga spänningar. Ljudnivåerna reduceras också, vilket gör mätningarna mer exakta och optimerar kvaliteten på data. En optisk isolator är vanligtvis mycket liten och kan monteras, direkt i ljusvägen, på ett kretskort eller på en halvledarbaserad laseranordning.