Optik yalıtıcı

Optik yalıtıcı, veya diğer adıyla optik diyot, ışığın sadece bir tarafa geçmesine izin veren, diğer yöne geçmesini engelleyen bir optik bileşendir. Genel olarak, bir optik salınıcının içinde oluşabilecek, ters yönde ilerleyen istenmeyen ışığı engellemek için kullanılır. Ana bileşeni bir Faraday döndürücüsüdür. Faraday döndürücüsü, bir manyeto-optik etki olan Faraday etkisini kullanarak çalışır.

Şekil 1: Optik yalıtıcının simgesi

Teori

Ana madde: Faraday etkisi

Bir Faraday döndürücüsüne uygulanan $B$ manyetik alanı, Faraday etkisinden dolayı ışığın polarizasyonunda bir dönmeye neden olur. Dönme açısı, $\beta$, şu eşitlikle verilir:

$\beta =\nu Bd\,$,

Burada, $\nu$ döndürücünün yapıldığı malzemenin Verdet sabiti ve $d$ döndürücünün uzunluğudur. Bir optik yalıtıcıda, bu değerler dönme açısı 45 derece olacak şekilde seçilir.

Polarizasyon-Bağımlı Yalıtıcı

Şekil 2: Polarizasyon-Bağımlı Yalıtıcı

Polarizasyon-bağımlı yalıtıcı, veya diğer adıyla Faraday yalıtıcısı, üç ana parçadan meydana gelir: bir giriş polarizörü (düşey eksenli), bir Faraday döndürücüsü, ve ekseni düşeyle 45 derece açı yapan bir çıkış polarizörü (analizör olarak da adlandırılır).

Yalıtıcı yönünde ilerleyen ışık önce giriş polarizöründen geçerek düşey olarak kutuplanır. Daha sonra Faraday döndürücüsü tarafından 45 derece döndürülür ve çıkış polarizöründen geçer.

Ters yönde ilerleyen ışık ise önce çıkış polarizöründe düşeyle 45 derece açı yapacak şekilde kutuplanır. Daha sonra Faraday döndürücüsü tarafından 45 derece döndürülür. Işığın kutuplanma ekseni yatay hale geldiği için ekseni düşey yönde olan polarizatörden geçemez ve ışık yalıtılmış olur.

Polarizasyon-Bağımsız Yalıtıcı

Şekil 3: Polarizasyon-Bağımsız Yalıtıcı

Bir polarizasyon-bağımsız yalıtıcı üç parçadan oluşur: bir giriş kırıcı kaması (normal polarizasyon ekseni dikey ve anormal polarizasyon ekseni yatay doğrultuda), bir Faraday döndürücüsü, ve bir çıkış kırıcı kaması (normal polarizasyon ekseni 45 derece, anormal polarizasyon ekseni -45 derece açıda).

Kırıcı kamalar, LiNbO₃ ve YVO₄ gibi nonlineer (doğrusal olmayan) kristallerden yapılır. Bu kristallerin özelliği, birbirine dik olan ve normal ve anormal eksen olarak adlandırılan başlıca iki doğrultuya sahip olması, ve bu doğrultular için kırıcılık indislerinin farklı olmasıdır. Bu sayede böyle bir yüzeye bir açıyla gelen ışın normal ve anormal eksenler yönünde olmak üzere polarizasyon bileşenlerine ayrılır.

Yalıtıcı yönünde ilerleyen ışık önce giriş kamasından geçer ve burada normal eksen ve anormal eksen yönünde olmak üzere polarizasyon bileşenlerine ayrılır ve bunlar iki ayrı ışın olarak ilerler. Daha sonra ayrılmış ışınlar Faraday döndürücüsü tarafından 45 derece döndürülür ve çıkış kaması tarafından tekrar birleştirilir.

Ters yönde ilerleyen ışık ise önce çıkış kaması tarafından polarizasyon bileşenlerine ayrılır ve iki ışın halinde ilerler. Daha sonra Faraday döndürücüsü tarafından 45 derece döndürülür ve giriş kaması tarafından ışınlar birleştirilmez, daha da ayrılır. Böylece ışık yalıtılmış olur.

Kaynakça

• İngilizce Wikipedia'nın "optik yalıtıcı" maddesi
• Foctek Photonics Web sitesi28 Eylül 2007 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi.