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產(chǎn)品詳情

法拉第隔離器（磁光隔離器）

一、標(biāo)準(zhǔn)法拉第隔離器(Faraday Optical Isolators)
1、工作原理及結(jié)構(gòu)

     當(dāng)一束光通過(guò)置于磁場(chǎng)中介質(zhì)的時(shí)候，法拉第效應(yīng)會(huì)使光的偏振方向產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)，即從觀察者的角度看到看，光束的偏振軸會(huì)向順時(shí)針旋轉(zhuǎn)一定的角度。如果出射光再次被反射回原來(lái)介質(zhì)時(shí)，觀察者將發(fā)現(xiàn)光的偏振軸又沿順時(shí)針旋轉(zhuǎn)了同樣的一個(gè)角度。利用這種法拉第效應(yīng)制成的光學(xué)旋轉(zhuǎn)器即為法拉第旋轉(zhuǎn)器。

     

     










     



很多光學(xué)玻璃可以用作工作物質(zhì)，譬如SF57可以被用來(lái)制作法拉第旋轉(zhuǎn)器。但為了在可見(jiàn)光到近紅外波段保證高的Verdet（維爾德常數(shù)），Leysop公司只采用高品質(zhì)的單晶TGG(terbium gallium garnet)。TGG材料在可見(jiàn)及近紅外波段具有高的Verdet常數(shù)，即使在高功率激光場(chǎng)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(jié)構(gòu)是在磁光旋轉(zhuǎn)器兩邊加上一對(duì)偏振起偏器，并設(shè)置磁光旋轉(zhuǎn)器的旋轉(zhuǎn)角度為45°。 光經(jīng)過(guò)隔離器之后，入射光與其二次經(jīng)過(guò)旋轉(zhuǎn)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(guò)。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(dāng)從外部反射回隔離器的光是非線偏振時(shí)，出口處的偏振器件也可以保證不會(huì)有光zui終通過(guò)隔離器而回到發(fā)射端。

2、工作波長(zhǎng)的調(diào)節(jié)

     因?yàn)閂erdet常數(shù)與波長(zhǎng)有關(guān)的，波長(zhǎng)越長(zhǎng)達(dá)到45°旋轉(zhuǎn)所需的磁場(chǎng)越強(qiáng)。LEYSOP的法拉第隔離器因此有兩種基本的設(shè)計(jì)。對(duì)于較短波長(zhǎng)（500~900nm），LEYSOP提供FOI 5/57法拉第隔離器型法拉第隔離器。這一設(shè)計(jì)采用了較為簡(jiǎn)單的永磁體裝置，因而它比長(zhǎng)波長(zhǎng)模組FOI5/711法拉第隔離器的體積也要稍小一些。在針對(duì)較長(zhǎng)波長(zhǎng)（900~1100nm）的型號(hào)FOI5/711法拉第隔離器當(dāng)中，LEYSOP采用了一些較為復(fù)雜的設(shè)計(jì)以增強(qiáng)磁場(chǎng)強(qiáng)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(zhǎng)均是可調(diào)的。

 

    FOI 5/57法拉第隔離器型隔離器允許通過(guò)調(diào)整TGG棒在磁場(chǎng)中的插入角度一下調(diào)整工作波長(zhǎng)。（這一操作需要取下偏振器件，操作完畢后再恢復(fù)原位） FOI 5/711法拉第隔離器因?yàn)椴捎昧藘蓚€(gè)反向得磁場(chǎng)裝置，所以調(diào)整工作波長(zhǎng)的的操作來(lái)有所不同。它是通過(guò)增加或減少兩個(gè)反向永磁鐵之間的距離，從而實(shí)現(xiàn)TTG材料中心區(qū)域磁場(chǎng)強(qiáng)度的調(diào)節(jié)的。由于在此操作忠整個(gè)外殼都需要被調(diào)整，Leysop公司強(qiáng)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(zhǎng)調(diào)諧范圍在100~150nm，而FOI5/711法拉第隔離器的工作波長(zhǎng)調(diào)諧范圍則為出廠設(shè)置工作波長(zhǎng)的+/-5%。

 

    當(dāng)然，目前比較常見(jiàn)的改變工作波長(zhǎng)的方法是，簡(jiǎn)單地旋轉(zhuǎn)輸出偏振器件偏振方向相。LEYSO所采用的方法相對(duì)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(jiàn)方法會(huì)帶來(lái)一個(gè)很大的弊端，就是對(duì)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(zhǎng)的方法則可有效的避免這一問(wèn)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(biāo)（例如>-40dB）是沒(méi)有任何實(shí)際意義的。有意義的指標(biāo)是能告訴使用者，在實(shí)際使用中他能得到的整整結(jié)果。所以對(duì)于5mm通光孔徑的法拉第隔離器，對(duì)直徑zui大3mm的光束，在不嚴(yán)格控制的實(shí)驗(yàn)室溫度環(huán)境下LEYSOP的指標(biāo)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(lè)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(zhuǎn)部分以便客戶自行安裝。

　

FOI 5/57

FOI 5/711

Aperture (mm)

5

5

Wavelength (mm)

500 - 900

900 - 1100

Isolation (db)

>=30

>=30

Insertion Loss (dB)

<=0.5

<= 0.5

Wavelength Tunable Range

500 - 750nm

±5° rotation about fixed wavelength

750 - 850nm

800 - 900nm

Dimensions (mm)

Excluding Polarisers

60 dia x 58 long

75 dia x 75 long

With Polarisers

60 dia x 100 long

75 dia x 120 long

　





產(chǎn)品圖樣


     

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(lái)電Leysop公司中國(guó)區(qū)代理商筱曉光子技術(shù)有限公司垂詢！


二、超寬調(diào)諧可調(diào)法拉第隔離器

應(yīng)客戶對(duì)更寬的波長(zhǎng)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(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，采用了更長(zhǎng)的TGG棒和更強(qiáng)的磁場(chǎng)裝置來(lái)提高zui大工作波長(zhǎng)。

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(jī)械結(jié)構(gòu)的情況，這樣的機(jī)械結(jié)構(gòu)僅讓TGG棒對(duì)于磁場(chǎng)組件相對(duì)平移，在此過(guò)程中TGG棒并不會(huì)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，偏振冷靜也不會(huì)改變其的相對(duì)角度。此機(jī)械裝置的設(shè)計(jì)使得波長(zhǎng)調(diào)整非常平滑，客戶可以輕松的在650~1100nm波段任意波長(zhǎng)上得到zui優(yōu)化的隔離度。

三、寬帶法拉第隔離器/鈦寶石激光器用法拉第隔離器

上面描述的隔離器均是對(duì)于固定波長(zhǎng)下使用的（當(dāng)光源波長(zhǎng)改變時(shí)，需進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整）。但是對(duì)于可調(diào)諧激光器，如染料激光器，鈦寶石激光器等而言，普通法拉第隔離器在使用上將會(huì)非常的不方便。對(duì)于可調(diào)諧激光器而言，波長(zhǎng)的調(diào)諧往往可以在很短時(shí)間內(nèi)完成，但如果法拉第隔離器的波長(zhǎng)調(diào)整需要將隔離器從設(shè)備上拆下來(lái)進(jìn)行優(yōu)化的話，很明顯是無(wú)法令人滿意的。在這種情況下，就是該LEYSOP公司新的寬帶隔離器大顯身手的時(shí)候了！該器件可以在一個(gè)寬帶范圍內(nèi)保持很高的隔離度。


 Leysop公司目前提供針對(duì)鈦寶石激光器（700~900nm）設(shè)計(jì)的寬帶隔離器。在這個(gè)波段內(nèi)隔離度均可保證大于30dB。如果您對(duì)這款產(chǎn)品感興趣，你希望討論該器件如何提高你的光學(xué)系統(tǒng)性能，或您需要其他可選波長(zhǎng)的寬帶法拉第隔離器，歡迎客戶來(lái)電Leysop公司中國(guó)區(qū)代理商筱曉光子技術(shù)有限公司垂詢！

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