光隔离器是一种只允许单向光通过的无源光器件。
• 原理：主要基于法拉第旋转的非互易性，利用磁光晶体的法拉第效应。法拉第效应指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。
对于正向入射的信号光，通过起偏器后成为线偏振光，法拉第旋磁介质与外磁场一起使信号光的偏振方向右旋45度，并恰好能低损耗通过与起偏器成45度放置的检偏器。
对于反向光，出检偏器的线偏振光经过放置介质时，偏转方向也右旋转45度，从而使反向光的偏振方向与起偏器方向正交，完全阻断反射光的传输。
• 结构：一般由起偏器、法拉第旋磁介质和检偏器等组成。起偏器将入射光转换为线偏振光；法拉第旋磁介质在外部磁场作用下，使线偏振光的偏振方向发生旋转；检偏器只允许特定偏振方向的光通过，从而实现对正向光的低损耗传输和对反向光的高阻隔。
功能和优点
1. 单向光传输功能
• 光隔离器最主要的功能优点是能够实现光的单向传输。就像一个光学“单向阀”，只允许光从一个方向通过，而阻挡反向光。例如在光纤通信系统中，光信号在光纤中传输时会产生反射光，光隔离器可以有效地阻止这些反射光返回光源或者其他光器件，从而保证光信号的正向传输不受干扰。
2. 隔离反射光干扰
• 它对反射光有很高的隔离度。当光信号在光学系统中遇到各种反射界面（如光纤的连接点、光学元件的表面等）时会产生反射，这些反射光如果进入光源或者光放大器等器件，会对其工作性能产生严重的干扰。
光隔离器可以将反射光隔离在一定的程度之外，隔离度通常可以达到30dB甚至更高，能够很好地保护光源和其他光器件的正常工作。
3. 减少系统噪声和信号波动
• 由于阻止了反射光的干扰，光隔离器能够减少光学系统中的噪声。
反射光进入系统可能会导致光信号的强度和相位发生波动，从而产生噪声。
光隔离器通过隔离反射光，使得光信号在传输过程中更加稳定，降低了信号的误码率，提高了系统的信号质量。例如在高速光纤通信系统中，光隔离器的这一功能有助于保持信号的准确性和稳定性。
4. 保护光源和光器件
• 对光源和光器件起到保护作用。在半导体激光器中，反射光回到激光器内部可能会引起激光器的模式跳变、功率不稳定甚至损坏激光器。光隔离器通过阻止反射光返回激光器，能够延长激光器的使用寿命，并且保证其输出功率和光谱的稳定性。对于光放大器等其他光器件，光隔离器也可以防止反射光对其增益特性和工作状态产生不良影响。
5. 保持光信号偏振特性稳定
• 具有较低的偏振相关损耗（PDL）和偏振模色散（PMD）。这意味着光隔离器对光信号的不同偏振态的影响较小，能够使光信号在传输过程中保持其偏振特性的相对稳定。
在一些对偏振敏感的光学系统中，如相干光通信系统，光隔离器的这一特性尤为重要，可以保证光信号的有效传输和正确接收。光隔离器在半导体设备中有以下应用：
• 在半导体激光器中的应用：防止反射光反馈回激光器，稳定激光器的输出功率和光谱，降低误码率，保证激光输出的稳定性和准确性，有利于提高基于半导体激光器的设备的性能和可靠性，如在光通信发射端机中，可确保光信号稳定发射。
• 在半导体光放大器中的应用：阻止放大后的光信号产生的回波对放大器工作状态的干扰，提高其稳定性和增益特性，保证光信号在放大过程中不受反射光影响，实现高效、稳定的光信号放大，常用于光通信系统中的信号放大环节。
• 在掺杂光纤放大器中的应用：与在半导体光放大器中的作用类似，防止光信号在光纤中传输时产生的反射光对放大器的干扰，确保放大器能为光信号提供稳定的增益，保障光通信系统中长距离传输的光信号的功率和质量。
• 在光纤激光器中的应用：确保环形激光器实现单向激射，避免反向光的干扰，提高激光输出的质量和稳定性，使得光纤激光器能输出稳定、高质量的激光束，用于材料加工、医疗等领域。
• 在半导体检测设备中的应用：在一些高精度的半导体检测设备中，如光学检测设备，光隔离器可防止检测光路中的反射光对检测信号造成干扰，提高检测的准确性和精度。
• 制造厂商：
• 国外厂商：如美国的Thorlabs公司，在光电子领域有广泛的产品和较高的知名度，其光隔离器产品性能优良，应用于多种科研和工业领域；日本的住友电工，在光纤通信相关产品方面技术领先，生产的光隔离器质量可靠，在全球市场占据一定份额。
• 国内厂商：如深圳的瑞波光电子有限公司，专注于光通信领域，提供多种类型的光隔离器，产品在国内市场有一定的应用；还有武汉的光迅科技，是国内光通信领域的重要企业，其光隔离器产品在性能和质量上也具有较强的竞争力。
