半導(dǎo)體激光器對(duì)從系統(tǒng)其他部分反射回的光能量是非常敏感的。反射光增加了發(fā)射光束中的噪聲，降低了系統(tǒng)的性能。返回的光子到達(dá)激光器諧振腔內(nèi)部時(shí)，可能被放大，而且通常還會(huì)影響激光器的工作。它們與已存在于腔體中的光子競(jìng)爭(zhēng)激發(fā)原子態(tài)。由于返回光子與激光諧振腔中的現(xiàn)存光子不大可能同相位，因此會(huì)迫使半導(dǎo)體激光器重新開(kāi)始振蕩。新的振蕩與返回的光子同相位，結(jié)果導(dǎo)致半導(dǎo)體激光器會(huì)輸出相位隨機(jī)波動(dòng)的發(fā)射光，從而增加了系統(tǒng)的噪聲。

　　發(fā)射機(jī)附近的反射是主要的影響因素。光纖和連接器以及通道上的其他元件可以削弱遠(yuǎn)處產(chǎn)生的反射，因此這種從遠(yuǎn)處來(lái)的反射光在到達(dá)半導(dǎo)體激光器時(shí)已經(jīng)衰減得很弱。所以，這里提到的大多數(shù)預(yù)防措施僅應(yīng)用于設(shè)置在系統(tǒng)中距離發(fā)射機(jī)位置很近的情況下。在實(shí)用系統(tǒng)中，有許多方法可以將反射減到最小。系統(tǒng)中諸如光纖或透鏡等元器件，如果在其頭端涂敷消反射涂層可以減小任何反射的振幅。光纖頭可以是圓的，結(jié)果反射光線不能傳回發(fā)射機(jī)，反射光線轉(zhuǎn)換成光纖中無(wú)法傳播的模式：特殊設(shè)計(jì)連接器和耦合器，從而使反射光減到最小�；夭〒p耗是控制反射有效性的度量。

　　隔離器可以確保返回到半導(dǎo)體激光器的光功率很小。光隔離器實(shí)際上是一個(gè)光的單向傳輸線。即僅允許光沿著光纖的一個(gè)方向傳輸。這類器件的基本結(jié)構(gòu)如圖1(a)所示，由兩個(gè)線偏振器和一個(gè)45°的法拉第旋轉(zhuǎn)器組成。如圖1(c)所示，從左端來(lái)的入射光束由起偏振器R調(diào)整為垂直偏振。此垂直偏振波通過(guò)法拉第旋轉(zhuǎn)器，通常，法拉第旋轉(zhuǎn)器使入射光束的偏振方向發(fā)生旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)量由器件的特性確定。為了構(gòu)成隔離器，旋轉(zhuǎn)角必須是45°。因此，旋轉(zhuǎn)器輸出光的偏振平面偏離垂直方向45°。右端的檢偏振器一的偏振方向調(diào)整在45°，允許沿45°方向偏振的光通過(guò)。光從左至右的傳輸就是以這種方式進(jìn)行的。

　　現(xiàn)在考慮圖1(d)中光束從右到左的傳輸情況。當(dāng)光束進(jìn)入隔離器后，PR使光束沿45°方向偏振。而法拉第旋轉(zhuǎn)器則使光束再旋轉(zhuǎn)45°，因此如圖中所示，從旋轉(zhuǎn)器的左端輸出時(shí)已是水平偏振光束。偏振器PL將阻止水平偏振光束通過(guò)。于是，我們可以斷定在隔離器中沒(méi)有光自右向左傳輸。必須強(qiáng)調(diào)的是，法拉第旋轉(zhuǎn)是非互易的。

圖1： 法拉第旋轉(zhuǎn)型光隔離器。（a）構(gòu)成元件；（b）允許的偏振狀態(tài)；

          （c）左到右傳播的電場(chǎng)取向；（d）右到左傳播的電場(chǎng)取向

　　具有高法拉第效應(yīng)的透明材料是釔鐵石榴石，通常稱之為YIG。外加磁場(chǎng)沿單晶體中光波傳輸方向時(shí)，會(huì)產(chǎn)生法拉第旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象。我們已經(jīng)強(qiáng)調(diào)過(guò)，在光纖鏈路中對(duì)隔離器的最主要的要求是保護(hù)半導(dǎo)體激光器免受反射光的影響?具有這種功能的隔離器與光源耦合系統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)如圖2所示。YIG球的作用猶如一個(gè)透鏡，將來(lái)自光源的光聚焦到光纖上，并提供所需的法拉第旋轉(zhuǎn)。這種結(jié)構(gòu)不需要第一個(gè)偏振器，因?yàn)榘雽?dǎo)體激光器的輸出光束已經(jīng)是偏振光。返回到激光器的反射光以90°方向偏振，將不會(huì)與發(fā)射光束發(fā)生耦合、所需要的磁場(chǎng)由永久磁鐵來(lái)提供。

　　一個(gè)理想的隔離器在前(或允許的)向傳輸時(shí)無(wú)損耗，而在反(或禁止的)向傳輸時(shí)損耗為無(wú)窮大。實(shí)際上，由于在元件接口的反射，以及偏振器和旋轉(zhuǎn)器的缺陷，隔離器的性能不町能是理想的。典型的插入損耗約為1 dB，而隔離度約為30 dB。

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