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光照射到物體上時都會產生一定程度的反射。在激光領域,由于激光功率都很高,即使很小一部分的光也具備很大的破壞性。尤其是在面對高反材料時,怎么阻止反射回來的光損壞激光器,是現代激光器必須面對的問題。
激光隔離器件(Optical Isolators)是光學通信和激光器件中非常重要的元件,它們能夠使光信號僅沿一個方向傳播,從而防止反射光返回到激光源并導致不穩定性。
激光隔離器件的基礎原理最早可以追溯到法拉第效應(Faraday Effect),由邁克爾·法拉第在1845年發現。法拉第效應描述了當光通過磁場中的光學介質時,光的偏振面會發生旋轉,且旋轉方向只取決于磁場方向(B)和材料固有旋光屬性,與入射方向無關,是非互易的。這一發現為光隔離器的工作原理奠定了基礎。
戴斯提供的30W小型光斑輸出隔離器是一種偏振無關隔離器。由準直器、輸入偏振分光棱鏡、法拉第旋光器、輸出偏振合光棱鏡以及擴束鏡五部分構成。
當非偏振光經準直器射入器件,被分為兩束正交的偏振光,其中一束沿準直器方向向前傳輸,另一束被兩次反射偏移一定距離也是平行向前傳輸,兩束光并列經過法拉第旋轉器和配套晶體時,互換了偏振方向,這樣沿原路傳輸的光由于偏振態變化也被兩次反射,與另一束光匯合,實現正向通光。
當光路反向回來時,也是同樣地被分為兩束正交的偏振光傳輸,但是在通過法拉第旋轉器和配套晶體時,由于其非互易性,兩束光的偏振態不發生變化,這樣光要么經過數次反射打至側邊,要么一路直通,與準直器有一定橫向偏移。這樣就實現了正向通光,反向隔離。