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光 通 信
4.光隔离器的设计 针旋转45°，通过法拉第旋转器之后，因为法拉第旋转器非互
高功率光隔离器指的是能够承受数瓦甚至于数十瓦光隔离 异性，不会由于传播方向改变旋转的方向，从而导致光纤逆时
器，图4为高功率光隔离器的整体结构，1指的是光纤准直器，2 针偏差，在光反射回位移晶体的时候不会改变e光和o光，光纤
指的是位移晶体，3指的是法拉第旋光器，4指的是半波片，5指 并不是合束继续分开距离，此光波不会耦合回准直器，隔离反
的是输入输出光阑。 射光。
光纤准直器准直透镜包括GRIN-Lens、BallLens、C-Lens，
图 4 高功率光隔离器的整体结构
其中GRIN-lens指的是渐变折射率透镜，折射率均匀分布在轴
向，平方分布在径向。CLens指的是均匀折射率的平凸端面柱状
透镜，BallLens为切成柱状外形球透镜。图6为单光纤准直器参
数，光纤端面放置在直透镜焦点的附近，也就是光纤头和透镜
间距L-f，微调L能够对准直光束的束腰位置d进行改变，并且对
束腰半径wc进行改变。因为光纤头端面倾斜角，准直光束和准
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直器轴线具备夹角，也就是准直器点精度 。
图 6 单光纤准直器参数
图5为高功率光隔离器光矢量变化的过程，a指的是入射到
隔离器后，o光与e光在光隔离器传播情况；b指的是隔离器各部
件位置，从左到右分别为光纤准直器、位移晶体、旋光器、半
波片、位移晶体；c指的是反射光从右边所反射的，o光和e光传
播在光隔离器情况。
图 5 高功率光隔离器光矢量变化过程
位移晶体为一束自然光或随机偏振光，划分成为偏振方向
正交两束光，也就是o光与e光。在本文设计过程中，位移晶体
使光波分离成为o光与e光之后，通过法拉第旋转器非互易性，
隔离反射光。
三、仿真验证
图7为仿真模型，Laser0指的是光源，平均功率设置为0.02
W，功率的波动幅度设置为0.01W，波动频率为1Hz。首先对固
定分光比情况进行仿真，基于反馈控制的环外功率波动幅度为
4*10-10W。这个时候仿真及诶过能够将环外功率的波动幅度为
图 7 仿真模型
通过a表示，入射光通过准直器输入到位移晶体中，被位移
晶体划分为o光和e光。由于位移晶体利用特殊设计，系统轴面
和入射面具备角度，o光与e光分开平均卫衣距离d，通过法拉第
旋光器之后，根据顺时针旋转45°利用半波片，之后顺时针宣
传45°，在到达位移晶体的时候，原本o光转变为e光，原本e光
转变为o光。以此，通过位移晶体能够合束通过光阑输出。
通过c可以看出来，反射光反向在通过隔离器的时候，光波
利用位移晶体5之后划分为e光和o光，之后利用半波片之后顺时
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