光器件基础知识
光学工程知识点总结
光学工程知识点总结1. 光学基础知识光学是物理学中研究光及其相互作用的科学。
在光学领域，我们需要了解光的传播规律、光的波动性质、光的折射、反射、散射等基本知识。
光学的基础知识为光学工程师设计光学系统提供了理论基础。
2. 光学系统设计光学系统设计是光学工程的核心内容之一。
光学系统通常包括光源、透镜、反射镜、光栅等光学元件，以及对光进行探测和分析的部件。
光学系统设计需要考虑光学元件的性能参数、光路的布局、系统成像质量等因素，以实现特定的光学功能。
3. 光学材料光学材料是构成光学系统的重要组成部分。
不同的应用领域对光学材料的性能要求各不相同。
光学材料通常需要具有良好的透明性、高折射率、低散射率等特点，以适应不同的光学系统设计需求。
4. 光学器件制造技术光学器件制造技术是光学工程的重要组成部分。
光学器件通常需要具有高精度、高表面质量和良好的光学性能。
常见的光学器件制造技术包括光学表面精加工、光学薄膜涂覆、光学玻璃加工等。
5. 光学系统测试光学系统测试是保证光学系统性能的重要手段。
光学系统测试需要考虑光学成像、光学畸变、光学材料特性等问题，以验证系统设计和制造过程中的各项性能指标是否符合要求。
6. 光学工程应用光学工程在各个领域都有广泛的应用。
例如，光学通信系统是当今信息传输中最主要的传输方式，光学显微镜在生物科学中有重要的应用，激光技术在材料加工、医疗治疗等领域也有重要应用。
总的来说，光学工程是一门重要的交叉学科，它涉及了光学原理、材料科学、光学器件制造技术等多个领域。
光学工程的发展为现代科技领域的发展提供了重要支撑，也为人类社会的发展带来了诸多便利。
希望本文的介绍能够让读者更好地了解光学工程的相关知识，对此领域有更深入的认识。
光器件介绍
3 BOSA的生产流程
4 BOSA的关键工艺
LD To-Can产品介绍-激光器 RWG
LD To-Can产品介绍-激光器
内部实物图
LD To-Can产品介绍-激光器生产流程
INP衬底置备
双沟掩埋LPE
老化筛选
MOCVD生长MQW
金属溅射
装管
一级全息光栅制作
电极光刻
耦合
二次MOCVD
解理
测试
双沟刻蚀
端面镀膜
PD To-Can产品介绍-探测器
•作 用 将来自光纤的光信号还原成电信号，用于光接收端机。
•类 型 光电二极管（PIN）
PIN管偏压电路简单，价格较低；灵敏度低。
雪崩光电二极管（APD）
具有内部放大作用，灵敏度比较高， 是一种有增益的光电检测器。 主要用于高速、长距离中继系统。
光 端 收 （收）
BD器件
带尾纤器件
16
按激光器分为：LED、LD(FP,DFB)； 按探测器分为：PIN、APD； 按接口分为：SC、LC、FC等； 按电压分为：3.3V、5.0V、3.3/5.0V兼容； 按波长分为：850nm、1310nm、1550nm等； 按速率分为：155M、1.25G、2.5G等。
器件产品介绍-分类
SC器件
LC器件
PD To-Can产品介绍-探测器
入射光
P电极接触 n -InP N电极接触 SiO2
SI-InP衬底
SiNx AR涂层
p -InGaAs InP InGaAs 吸收层
台面PIN结构剖面图
PD To-Can产品介绍-探测器生产流程
外延片置备
外延片清洗
介质沉积
光刻扩散孔
第三章光器件
辐射功率高 发散角窄 与单模光纤耦合效率高 辐射光谱窄 能进行高速直接调制 LD 适合于作高速长距离光纤通信系统的光源。
3.3 半导体激光器
产生激光的 三个先决条件 ：
激励源 是能量的提供者，实现粒子数反转。 激活物质 是产生激光的物质基础，提供光放大。 光学谐振腔 提供光反馈。
要产生激光还应满足如下两方面的条件：
光 纤 通 信
第三章 光器件
通信用光器件：
光有源器件：需要外加能源驱动工作的光 器件。 光无源器件：不需要外加能源驱动工作的 光器件。
功能：实现系统各组成间信道的互通、分路 /和 路、复用 /解复用、光路转接、波长 /频率选择 、功率控制、噪声滤除、反向隔离、偏振选择 控制等。
第三章 光器件
光有源器件：
半导体光检测器基于这种效应。
自发发射、受激发射和受激吸收三种过程是同 时存在的。
3.1.1 光发射与光吸收
考虑两能级原子系统。在单位物质中，处于低能级
能 级 E2的 原 子 数 分 别 为 N1和 N2。 系 统 处 于 热 平 衡 状 服从玻尔兹曼统计分布：
N 2 = exp(
E g ) = exp(
自再现条件：
E0 exp( gL )( R1 R2 1)2 exp( int L ) exp(2ikL ) = E0
令等式两边振幅相等：
exp( gL )( R E120
令等式两边相位相等：
放大倍数为： exp( gz ) 增益系数： g (Rst Rab )
增益的产生表明有源区的受激辐射速率超过了 受激吸收速率。 一旦实现粒子数反转，光增益将迅速增大。
3.3.1 LD激光振荡
半导体激光器基本 结构：
光模块知识点总结
光模块知识点总结光模块是一种集成光学器件和电子器件的新型器件，其应用领域涉及通信、传感、医疗、工业等多个领域。
随着光纤通信技术和激光器技术的发展，光模块有着越来越广泛的应用需求。
本文将围绕光模块的应用、结构、工作原理等方面进行详细的介绍和总结。
一、光模块的应用光模块在通信、传感、医疗、工业等领域有广泛的应用。
在通信领域，光模块主要用于光纤通信系统中的光传输和接收。
在传感领域，光模块可以实现高精度的光电传感，用于测量光信号的强度、频率、相位等信息。
在医疗领域，光模块可以用于激光手术、光学诊断等应用。
在工业领域，光模块可以用于激光加工、光学检测等领域。
可以说，光模块在现代科技领域中有着重要的应用价值。
二、光模块的结构光模块由光学器件和电子器件组成，其中光学器件包括激光器、光电探测器、光纤耦合器、滤波器等，电子器件包括电路驱动、信号处理等。
激光器产生光信号，光电探测器接收光信号，光纤耦合器实现激光器与光纤的耦合，滤波器用于光信号的滤波，电路驱动用于控制激光器的工作，信号处理用于处理光电探测器接收到的信号。
光模块的结构复杂，需要加工、组装和调试等多个环节才能完成一套成品。
三、光模块的工作原理光模块的工作原理主要包括激光器的工作原理、光电探测器的工作原理和光纤传输的工作原理。
激光器是利用激光共振器发射激光，光电探测器是利用半导体材料的光电效应将光信号转换为电信号，光纤传输是利用光纤的全反射特性将光信号传输到远处。
光模块的工作原理在这三个方面都有着严密的理论基础，是光模块能够正常工作的基础。
四、光模块的发展趋势随着光通信和激光器技术的不断发展，光模块也在不断的改进和升级。
未来光模块的发展趋势主要包括以下几个方面：一是器件集成化，即将多个器件集成到一个芯片中，实现器件的微型化和集成化；二是器件多功能化，即实现一个器件可以实现多个功能，如同时具备激光发射和光电探测功能；三是材料先进化，即采用新型材料来提高器件的性能和稳定性；四是工艺精密化，即加工和制造技术的不断改进，实现器件的精密加工和高质量制造。
光学基础知识光的散射和吸收的影响
光学基础知识光的散射和吸收的影响光学是一门研究光的传播、聚焦和变换的科学。
在光学中，散射和吸收是两种重要的光学现象，它们对光的传播和光学器件的性能都有着重要的影响。
一、光的散射散射是指光在遇到物质微粒或界面时，发生方向的改变。
光的散射主要有弹性散射和非弹性散射两种。
1. 弹性散射弹性散射是指光与物质微粒碰撞后，能量和频率不发生变化的散射现象。
例子包括雷射光在空气中的散射，这种散射不会改变光的频率和能量，只会改变光的传播方向。
2. 非弹性散射非弹性散射是指光与物质微粒碰撞后，能量和频率发生变化的散射现象。
比如，荧光材料在受到外界激发后会发生非弹性散射，将能量从一个频率转移到另一个频率上。
非弹性散射还包括拉曼散射，它是一种通过光的散射来分析物质的组成、结构和动力学性质的方法。
光的散射对于光学器件的影响是不可忽视的。
在光纤通信中，光的散射会造成光信号的衰减，从而限制了传输距离。
因此，在光纤设计中，需要选择合适的材料和优化纤芯结构，以降低光的散射损耗。
此外，在气候物理学和遥感等领域，光的散射现象也被广泛应用于测量大气中的污染物和云层等信息。
二、光的吸收吸收是指光在物质中被吸收并转化为其他形式能量的过程。
当光在介质中传播时，会与介质中的原子、分子或晶格相互作用，导致一部分能量被吸收。
光的吸收对于光学器件的性能具有重要影响。
在光电子器件中，如太阳能电池，光的吸收是将太阳能转化为电能的关键步骤。
因此，提高光的吸收效率是提高太阳能电池转换效率的关键。
此外，在激光器中，吸收会导致光功率的损耗，影响激光器的输出功率和效率。
吸收还可以产生其他光学效应。
例如，在光谱学中，物质的吸收特性可以通过吸收谱来研究。
吸收谱可以提供物质的能带结构、能级跃迁和物质的光学性质等信息。
在红外光谱分析中，吸收谱可以用于检测和鉴定物质，具有广泛的应用价值。
综上所述，光的散射和吸收是光学中的重要概念，它们对于光的传播和光学器件的性能具有重要影响。
精品课件-光器件原理
输出功率和驱动电流之间的函数关系也叫“P-I曲线”
P-I曲线会随温度的变化而变化。
（2）光谱特性 LED光谱特性主要是指发光强度、光谱峰值波长和光
谱的半高全宽Δλ（最大光强一半处的光谱全宽）等。
LED的谱线宽度Δλ与波长（有源层材料的带隙决定） 和结的温度有关：
Δλ = 3.3（kT / h）(λ2/c)
怎样实现粒子数反转呢？
答案是：如果外界向物质提供了能量，就会使得低能级上
的电子获得能量，并大量地激发到高能级上去，像一个泵一 样，不断地将低能级上的电子“抽运”到高能级上，就可达 到高能级上的粒子数N2大于低能级上的粒子数N1 ，此时，我 们称这个能量为激励或者泵浦。
4.能带理论
在实际中，原子的能级不是单一的，而是由彼此靠的很近的系列能 级组成的，这种有一定宽度的带，我们称能带。
(1)自发辐射
处在高能级E2的电子往往是不稳定的，即使没有外界的作用， 也会自动地跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量转换为光 子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射。
(2)受激辐射
高能级E2的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低能级E1 上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称为受激辐射。
式中，T为结的绝对温度驱动电流, c是光速， k为波尔兹曼常数， h为普朗克常数。
（3）调制带宽
就是功率谱降低到最大值一半时，对应0～3dB的频率范围。 LED的调制带宽为：
Δf = 1/ (2πτ) 其中τ是载流子的复合寿命。 调制带宽跟PN结的掺杂浓度和有源区的厚度有关。
（4）温度特性
LED的温度特性
光器件原理
学习目标
1.掌握激光产生的基本原理 2.掌握光源的结构、原理和性能 3.掌握光放大器的结构、原理和性能 4.掌握波分复用器的类型、原理和应用 5.掌握光电检测器的结构、原理和性能 6.了解光分插复用器的作用、原理和应用 7.了解光交叉复用器的作用、原理和应用 8.理解光开关作用、原理和应用
半导体发光二极管基本知识
半导体发光二极管基本知识自从60年代初期GaAsP 红色发光器件小批量出现进而十年后大批量生产以来，发光二极管新材料取得很大进展。
最早发展包括用GaAs 1-x P x 制成的同质结器件，以及GaP 掺锌氧对的红色器件，GaAs 1-x P x 掺氮的红、橙、黄器件，GaP 掺氮的黄绿器件等等。
到了80年代中期出现了GaAlAs 发光二极管，由于GaAlAs 材料为直接带材料，且具有高发光效率的双异质结结构，使LED 的发展达到一个新的阶段。
这些GaAlAs 发光材料使LED 的发光效率可与白炽灯相媲美，到了1990年，Hewlett-Packard 公司和东芝公司分别提出了一种以AlGaIn 材料为基础的新型发光二极管。
由于AlGaIn 在光谱的红到黄绿部分均可得到很高的发光效率，使LED 的应用得到大大发展，这些应用包括汽车灯（如尾灯和转弯灯等），户外可变信号，高速公路资料信号，户外大屏幕显示以及交通信号灯。
近几年来，由于CaN 材料制造技术的迅速进步，使蓝、绿、白LED 的产业化成为现实，而且由于芯片亮度的不断提高和价格的不断下降，使得蓝、绿、白LED 在显示、照明等领域得到越来越广泛的应用。
本课程将介绍LED 的基本结构、LED 主要的电学、光度学和色度学参数，并简单介绍LED 制造主要工艺过程。
1. 发光二极管（Light Emitting Diode ） 的基本结构图<1>是普通LED 的基本结构图。
它是用银浆把管芯装在引线框架（支架）上，再用金线把管芯的另一侧连接到支架的另一极，然后用环氧树脂封装成型。
组成LED 的主要材料包括：管芯、粘合剂、金线、支架 和环氧树脂。
1.1 管芯事实上，管芯是一个由化合物半导体组成的PN 结。
由 不同材料制成的管芯可以发出不同的颜色。
即使同一种材 料，通过改变掺入杂质的种类或浓度，或者改变材料的组 份，也可以得到不同的发光颜色。
下表是不同颜色的发光二极管所使用的发光材料。
光电器件基础 第三章 半导体激光器讲解
光电器件基础·第三章半导体激光器§3.1 半导体激光器的基础理论§3.2 半导体激光器的分类§3.3 半导体激光器的基本结构§3.4 几种常见的半导体激光器§3.5 半导体激光器的基本特性§3.6 量子阱激光器激光是1964年钱学森首先倡议对LASER 一词的意译名。
LASER 是Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的首字母缩写，意思是“光的受激发射放大”。
激光器是以发射高亮度光波为特征的相干光源，是一种光频振荡器，或理解为“激光振荡器”。
1962年砷化镓同质结激光二极管实现了脉冲激射。
1963年H. Kroeme首先提出了用AlGaAs/GaAs双异质结构做成激光二极管可以使激射的阈值电流密度大大降低，从而能得到连续的激光输出的建议。
1969年，前苏联的Zh. I. Alferov与其他几位科学家几乎同时独立地得到了AlGaAs/GaAs异质结激光器的激射，开启了半导体激光器应用的新时代，H. Kroemer和Zh. I. Alferov因此获得了2000年诺贝尔物理学奖。
本章着重介绍半导体激光器的基本原理、基本结构和基本特性。
半导体激光器又称激光二极管（laser diode，LD ），是以半导体材料为工作物质的一类激光器件。
它诞生于1962年，除了具有激光器的共同特点外，还具有以下优点：(1 体积小，重量轻；(2 驱动功率和电流较低；(3 效率高，工作寿命长；(4 可直接电调制；(5 易于与各种光电子器件实现光电子集成；(6 与半导体制造技术兼容，可大批量生产。
由于这些特点，半导体激光器自问世以来得到了世界各国的广泛关注与研究，成为世界上发展最快、应用最广泛、最早走出实验室实现商用化且产值最大的一类激光器。
经过40多年的发展，半导体激光器已经从最初的低温（77K ）脉冲运转发展到室温连续工作，工作波长从最开始的红外、红光扩展到蓝紫光，阈值电流由105 A/cm2量级降至102 A/cm2量级，工作电流最小到亚mA 量级，输出功率从最初的几mW 到现在的阵列器件输出功率达数kW ，结构从同质结发展到单异质结、双异质结、量子阱、量子阱阵列、分布反馈型（DFB ）、分布布拉格反射型（DBR ）等270多种形式，制作方法从扩散法发展到液相外延（LPE ）、气相外延（VPE ）、金属有机化合物淀积（MOCVD ）、分子束外延（MBE ）、化学束外延（CBE ）等多种制备工艺。
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光器件基础知识ProfileBasicparameters1、插入损耗：IL---InsertionLoss2、回波损耗：RL---ReturnLossIL测量RL测量3、方向性：DIR---Directivity4、过盈损耗：EL---ExcessLoss5、损耗一致性：ILUniformity:ILmax-ILmin6、波长依存损耗：WDL:WavelengthDependentLossPDL是光器件或系统在所有偏振状态下的最大传输差值。
它是光设备在所有偏振状态下最大传输和最小传输的比率。
PDL定义如下：PDL=-10log〔Tmax/Tmin〕其中Tmax和Tmin 分别表示测试器件（DUT）的最大传输和最小传输。
7、温度依存损耗TDL:TemperatureDependentLossTDL(25℃~85℃)=TDL(85℃)-TDL(25℃)TDL(25℃~-40℃)=TDL(-40℃)-TDL(25℃)TDL(85℃~-40℃)=TDL(-40℃)-TDL(85℃)3.Passivedevices End,Thanks!一个完整的光纤通信系统，除光纤、光源和光检测器外，还需要许多其它光器件，特别是无源器件。
这些器件对光纤通信系统的构成、功能的扩展或性能的提高，都是不可缺少的。
虽然对各种器件的特性有不同的要求，但是普遍要求插入损耗小、反射损耗大、工作温度范围宽、性能稳定、寿命长、体积小、价格便宜，许多器件还要求便于集成。
本节主要介绍无源光器件的类型、原理和主要性能。
3.1连接器和接头连接器是实现光纤与光纤之间可拆卸(活动)连接的器件，主要用于光纤线路与光发射机输出或光接收机输入之间，或光纤线路与其他光无源器件之间的连接。
表3.5给出光纤连接器的一般性能。
接头是实现光纤与光纤之间的永久性(固定)连接，主要用于光纤线路的构成，通常在工程现场实施。
连接器件是光纤通信领域最基本、应用最广泛的无源器件。
连接器有单纤(芯)连接器和多纤(芯)连接器，其特性主要取决于结构设计、加工精度和所用材料。
单纤连接器结构有许多种类型，其中精密套管结构设计合理、效果良好，适宜大规模生产，因而得到很广泛的应用。
表3.5光纤连接器一般性能图3.27示出精密套管结构的连接器简图，包括用于对中的套管、带有微孔的插针和端面的形状(图中画出平面的端面)。
光纤固定在插针的微孔内，两支带光纤的插针用套管对中实现连接。
要求光纤与微孔、插针与套管精密配合。
对低插入损耗的连接器，要求两根光纤之间的横向偏移在1μm以内，轴线倾角小于0.5°。
普通的FC型连接器，光纤端面为平面。
对于高反射损耗的连接器，要求光纤端面为球面或斜面，实现物理接触(PC)型。
套管和插针的材料一般可以用铜或不锈钢，但插针材料用ZrO2陶瓷最理想。
ZrO2陶瓷机械性能好、耐磨，热膨胀系数和光纤相近，使连接器的寿命(插拔次数)和工作温度范围(插入损耗变化±0.1dB)大大改善。
图3.27套管结构连接器简图一种常用的多纤连接器是用压模塑料形成的高精度套管和矩形外壳，配合陶瓷插针构成的，这种方法可以做成2纤或4纤连接器。
另一种多纤连接器是把光纤固定在用硅晶片制成的精密V形槽内，然后多片叠加并配合适当外壳。
这种多纤连接器配合高密度带状光缆，适用于接入网或局域网的连接。
对于实现固定连接的接头，国内外大多借助专用自动熔接机在现场进行热熔接，也可以用V形槽连接。
热熔接的接头平均损耗达0.05dB/个。
3.3.2光耦合器耦合器的功能是把一个输入的光信号分配给多个输出，或把多个输入的光信号组合成一个输出。
这种器件对光纤线路的影响主要是附加插入损耗，还有一定的反射和串扰噪声耦合器大多与波长无关，与波长相关的耦合器专称为波分复用器/解复用器。
1.耦合器类型图3.28示出常用耦合器的类型，它们各具不同的功能和用途。
T形耦合器这是一种2×2的3端耦合器，见图3.28(a)，其功能是把一根光纤输入的光信号按一定比例分配给两根光纤，或把两根光纤输入的光信号组合在一起，输入一根光纤。
图3.28常用耦合器的类型这种耦合器主要用作不同分路比的功率分配器或功率组合器。
星形耦合器这是一种n×m耦合器，见图3.28(b)，其功能是把n根光纤输入的光功率组合在一起，均匀地分配给m根光纤，m和n不一定相等。
这种耦合器通常用作多端功率分配器。
定向耦合器这是一种2×2的3端或4端耦合器，其功能是分别取出光纤中向不同方向传输的光信号。
见图3.28(c)，光信号从端1传输到端2，一部分由端3输出，端4无输出；光信号从端2传输到端1，一部分由端4输出，端3无输出。
定向耦合器可用作分路器，不能用作合路器。
波分复用器/解复用器(也称合波器/分波器)这是一种与波长有关的耦合器，见图3.28(d)。
波分复用器的功能是把多个不同波长的发射机输出的光信号组合在一起，输入到一根光纤；解复用器是把一根光纤输出的多个不同波长的光信号，分配给不同的接收机。
2.基本结构耦合器的结构有许多种类型，其中比较实用和有发展前途的有光纤型、微器件型和波导型，图3.29~图3.32示出这三种类型的有代表性器件的基本结构。
图3.29光纤型耦合器(a)定向耦合器；(b)8×8星形耦合器；(c)由12个2×2耦合器组成的8×8星形耦合器光纤型把两根或多根光纤排列，用熔拉双锥技术制作各种器件。
这种方法可以构成T型耦合器、定向耦合器、星型耦合器和波分解复用器。
图3.29(a)和(b)分别示出单模2×2定向耦合器和多模n×n 星形耦合器的结构。
单模星形耦合器的端数受到一定限制，通常可以用2×2耦合器组成，图3.29(c)示出由12个单模2×2耦合器组成的8×8星形耦合器。
图3.29(a)所示定向耦合器可以制成波分复用/解复用器。
如图3.30，光纤a(直通臂)传输的输出光功率为Pa，光纤b(耦合臂)的输出光功率为Pb，根据耦合理论得到Pa=cos2(CλL)(3.28a)Pb=sin2(CλL)图3.30光纤型波分解复用器原理式中，L为耦合器有效作用长度，Cλ为取决于光纤参数和光波长的耦合系数。
设特定波长为λ1和λ2，选择光纤参数，调整有效作用长度，使得当光纤a的输出Pa(λ1)最大时，光纤b的输出Pb(λ1)=0；当Pa(λ2)=0时，Pb(λ2)最大。
对于λ1和λ2分别为1.3μm和1.55μm的光纤型解复用器，可以做到附加损耗为0.5dB，波长隔离度大于20dB。
微器件型用自聚焦透镜和分光片(光部分透射，部分反射)、滤光片(一个波长的光透射，另一个波长的光反射)或光栅(不同波长的光有不同反射方向)等微光学器件可以构成T型耦合器、定向耦合器和波分解复用器，如图3.31所示。
图3.31微器件型耦合器(a)T形耦合器；(b)定向耦合器；(c)滤光式解复用器；(d)光栅式解复波导型在一片平板衬底上制作所需形状的光波导，衬底作支撑体，又作波导包层。
波导的材料根据器件的功能来选择，一般是SiO2，横截面为矩形或半圆形。
图3.32示出波导型T型耦合器、定向耦合器和用滤光片作为波长选择元件的波分解复用器。
图3.32波导型藕合器3.3.3光隔离器与光环行器耦合器和其他大多数光无源器件的输入端和输出端是可以互换的，称之为互易器件。
然而在许多实际光通信系统中通常也需要非互易器件。
隔离器就是一种非互易器件，其主要作用是只允许光波往一个方向上传输，阻止光波往其他方向特别是反方向传输。
隔离器主要用在激光器或光放大器的后面，以避免反射光返回到该器件致使器件性能变坏。
插入损耗和隔离度是隔离器的两个主要参数，对正向入射光的插入损耗其值越小越好，对反向反射光的隔离度其值越大越好，目前插入损耗的典型值约为1dB，隔离度的典型值的大致范围为40~50dB。
首先介绍一下光偏振(极化)的概念。
单模光纤中传输的光的偏振态(SOP：Stateof Polarization)是在垂直于光传输方向的平面上电场矢量的振动方向。
在任何时刻，电场矢量都可以分解为两个正交分量，这两个正交分量分别称为水平模和垂直模。
隔离器工作原理如图3.34所示。
这里假设入射光只是垂直偏振光，第一个偏振器的透振方向也在垂直方向，因此输入光能够通过第一个偏振器。
紧接第一个偏振器的是法拉弟旋转器，法拉弟旋转器由旋光材料制成，能使光的偏振态旋转一定角度，例如45°，并且其旋转方向与光传播方向无关。
图3.34隔离器的工作原理法拉弟旋转器后面跟着的是第二个偏振器，这个偏振器的透振方向在45°方向上，因此经过法拉弟旋转器旋转45°后的光能够顺利地通过第二个偏振器，也就是说光信号从左到右通过这些器件(即正方向传输)是没有损耗的(插入损耗除外)。
另一方面，假定在右边存在某种反射(比如接头的反射)，反射光的偏振态也在45°方向上，当反射光通过法拉弟旋转器时再继续旋转45°，此时就变成了水平偏振光。
水平偏振光不能通过左面偏振器(第一个偏振器)，于是就达到隔离效果。
然而在实际应用中，入射光的偏振态(偏振方向)是任意的，并且随时间变化，因此必须要求隔离器的工作与入射光的偏振态无关，于是隔离器的结构就变复杂了。
一种小型的与入射光的偏振态无关的隔离器结构如图 3.35所示。
IntroductionofopticaldevicesusedinCommunicationsystem1.Profile2.Introductionofbasicparameters3.TOSA,ROSAandBOSA(Activedevices)4.Passivedevices通信用光器件可以分为有源器件和无源器件两种类型。
不依靠外加电源（直流或交流）的存在就能独立表现出其外特性的器件就是无源器件。
否则就称为有源器件。
有源器件包括光源、光检测器和光放大器，这些器件是光发射机、光接收机和光中继器的关键器件，和光纤一起决定着基本光纤传输系统的水平。
光无源器件主要有连接器、耦合器、波分复用器、调制器、光开关和隔离器等，这些器件对光纤通信系统的构成、功能的扩展和性能的提高都是不可缺少的。
光放大器TOSA(1)在正常状态下，电子处于低能级E1，在入射光作用下，它会吸收光子的能量跃迁到高能级E2上，这种跃迁称为受激吸收。
电子跃迁后，在低能级留下相同数目的空穴.(2)在高能级E2的电子是不稳定的，即使没有外界的作用，也会自动地跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量转换为光子辐射出去，这种跃迁称为自发辐射。
(3)在高能级E2的电子，受到入射光的作用，被迫跃迁到低能级E1上与空穴复合，释放的能量产生光辐射，这种跃迁称为受激辐射。