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Un isolateur à fibre optique laisse passer la lumière dans un sens avec de faibles pertes tout en bloquant la lumière dans le sens opposé avec des pertes importantes.
Des isolateurs sont placés dans les circuits de sortie des dispositifs à haut niveau de lumière de sortie tels que les émetteurs à diode laser et les EDFA, comme le montre cette image.
Leur fonction est de réduire le niveau de lumière réfléchie vers la diode laser ou l'EDFA.
La plupart des isolateurs à fibres optiques exploitent l'effet Faraday. Cet effet régit la rotation du plan de polarisation du faisceau optique dans un champ magnétique. Cette rotation s'effectue dans le même sens, que la lumière se propage parallèlement ou antiparallèlement à la direction du champ magnétique.
Les isolateurs optiques sont constitués d'une tige de matériau de Faraday, tel que le grenat d'yttrium et de fer (YIG), dont la longueur est choisie pour permettre une rotation de 45°. Ce matériau est pris en sandwich entre deux polariseurs dont les axes sont inclinés de 45° l'un par rapport à l'autre.
La lumière se propageant dans un sens traverse le second polariseur grâce à la rotation de Faraday. En revanche, la lumière se propageant dans le sens opposé est bloquée par le premier polariseur.
Quelques paramètres critiques déterminent les performances des isolateurs.
La dépendance à la longueur d'onde est particulièrement importante pour les isolateurs dits à bande étroite, conçus pour fonctionner dans une gamme spectrale inférieure à 20 nm. Les isolateurs sont caractérisés par leur atténuation maximale en direction inverse et par la bande passante pour laquelle l'isolation est inférieure à 3 dB de la valeur maximale.
Faible perte d'insertion. La perte d'insertion doit être inférieure à 1 dB en transmission et supérieure à 35 dB (isolateur à un étage) ou 60 dB (isolateur à deux étages) en transmission.
Dispersion du mode de polarisation (PMD). Les isolateurs, construits à partir d'éléments fortement biréfringents, sont très sensibles à la PMD (généralement de 50 à 100 fs), en particulier pour les modèles à un seul étage. Les isolateurs à deux étages peuvent être conçus de manière à ce que la PMD induite par le premier étage soit largement compensée par le second.
Pertes dépendantes de la polarisation (PDL). Ce phénomène dégrade les performances d'un isolateur optique.
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