[发明专利]制作长波长光隔离器的原理及采用该原理的长波长隔离器

摘要

本发明提供一种制作长波长光隔离器的原理及采用该原理的长波长隔离器，以解决现有的光隔离器适用波长短的问题；长波长光隔离器包括外封管和磁环，所述磁环套接于所述外封管内，所述磁环内粘接有隔离芯片，其特征在于：所述隔离芯片通过光学粘合剂粘合由叠放在一起的入射偏振片、法拉第旋光体和出射偏振片构成，所述法拉第旋光体的数量至少为两个。本发明通过多片普通短波长法拉第旋光体灵活实现各种不同高波长的效果，并且降低成本，缩短生产周期。

主权项

一种制作长波长光隔离器的原理，其特征在于：所述光隔离器包括入射偏振片、m片法拉第旋光体、出射偏振片和磁环，当波长为λ₀的光正向通过时：$E_{\mathrm{out}}=P_{\mathrm{out}}\left[{\mathrm{\Π}}_m^{i=1}M\left({\mathrm{\λ}}_i\right)\right]P_{\mathrm{in}}{E}_{\mathrm{in}}---\left(1\right)$其中$E_{\mathrm{in}}=\left[\begin{array}{c}{E}_0\\ 0\end{array}\right]$为水平偏振的入射光电场$P_{\mathrm{in}}\left(0\right)=\left[\begin{array}{cc}1& 0\\ 0& 0\end{array}\right]$为水平放置的入射偏振片$M\left({\mathrm{\λ}}_i\right)=\left[\begin{array}{cc}\cos (\mathrm{\π}{\mathrm{\λ}}_i/{4\mathrm{\λ}}_0)& -\sin ({\mathrm{\π\λ}}_i/{4\mathrm{\λ}}_0)\\ \sin ({\mathrm{\π\λ}}_i/{4\mathrm{\λ}}_0)& \cos ({\mathrm{\π\λ}}_i/{4\mathrm{\λ}}_0)\end{array}\right]$为短波长λ_i的45度法拉第旋光片$P_{\mathrm{out}}=\left[\begin{array}{cc}{\sin }^2{\mathrm{\θ}}_0& \sin {\mathrm{\θ}}_0\cos {\mathrm{\θ}}_0\\ \sin {\mathrm{\θ}}_0\cos {\mathrm{\θ}}_0& {\cos }^2{\mathrm{\θ}}_0\end{array}\right]$为θ₀角度放置的出射偏振片带入以上各式，且注意到${\mathrm{\Π}}_m^{i=1}M\left({\mathrm{\λ}}_i\right)=M\left({\mathrm{\Σ}}_m^{i=1}{\mathrm{\λ}}_i\right)$隔离器的正向透过率T为$T={|E_{\mathrm{out}}/E_{\mathrm{in}}|}^2=\sin ({\mathrm{\θ}}_0+\frac{\mathrm{\π}}{{4\mathrm{\λ}}_0}{\mathrm{\Σ}}_m^{i=1}{\mathrm{\λ}}_i)---\left(2\right)$同理，沿θ₀方向偏振反馈光反向通过时，反馈光透过电场表述为$E_{\mathrm{iso}}=P_{\mathrm{in}}\left[{\mathrm{\Π}}_1^{i=m}M\left({\mathrm{\λ}}_i\right)\right]P_{\mathrm{out}}{E}_{\mathrm{Ref}}---\left(3\right)$其中$E_{\mathrm{ref}}=\left[\begin{array}{c}\sin {\mathrm{\θ}}_0\\ \cos {\mathrm{\θ}}_0\end{array}\right]$E₀为偏振方向为θ₀的反馈光电场反向通过率R可从上式得出为：$R{|E_{\mathrm{iso}}/E_{\mathrm{ref}}|}^2=\sin ({\mathrm{\θ}}_0-\frac{\mathrm{\π}}{{4\mathrm{\λ}}_0}{\mathrm{\Σ}}_m^{i=1}{\mathrm{\λ}}_i)---\left(4\right)$通过理想隔离器条件R＝0和T＝1，得出θ₀＝45°，${\mathrm{\Σ}}_m^{i=1}{\mathrm{\λ}}_i={\mathrm{N\λ}}_0---\left(5\right)$N为奇数，由式5可知，通过多片短波长法拉第旋光体，可以实现长波长光隔离器功能。