光隔离器实验

光隔离器的功能和基本原理光隔离器的功能是让正向传输的光通过而隔离反向传输的光，从而防止反射光影响系统的稳定性，与电子器件中的二极管功能类似。

光隔离器按偏振相关性分为两种：偏振相关型和偏振无关型，前者又称为自由空间型（Freespace），因两端无光纤输入输出；后者又称为在线型（in-Line），因两端有光纤输入输出。

自由空间型光隔离器一般用于半导体激光器中，因为半导体激光器发出的光具有极高的线性度，因而可以采用这种偏振相关的光隔离器而享有低成本的优势；在通信线路或者 EDFA 中，一般采用在线型光隔离器，因为线路上的光偏振特性非常不稳定，要求器件有较小的偏振相关损耗。

光隔离器利用的基本原理是偏振光的马吕斯定律和法拉第（Farady）磁光效应，自由空间型光隔离器的基本结构和原理如下图所示，由一个磁环、一个法拉第旋光片和两个偏振片组成，两个偏振片的光轴成45°夹角。

正向入射的线偏振光，其偏振方向沿偏振片 1 的透光轴方向，经过法拉第旋光片时逆时针旋转45°至偏振片 2 的透光轴方向，顺利透射；反向入射的线偏振光，其偏振方向沿偏振片 2 的透光轴方向，经法拉第旋光片时仍逆时针旋转45°至与偏振片 1 的透光轴垂直，被隔离而无透射光。

自由空间型光隔离器相对简单，装配时偏振片和旋光片均倾斜一定角度（比如4°）以减少表面反射光，搭建测试架构时注意测试的可重复性，其他不赘述。

下面详细介绍在线式光隔离器的发展情况。

最早的在线式光隔离器是用Displacer晶体与法拉第旋光片组合制作的，因体积大和成本高而被Wedge型光隔离器取代；在线式光隔离器因采用双折射晶体而引入 PMD，因此相应出现 PMD 补偿型 Wedge 隔离器；某些应用场合对隔离度提出更高要求，因此出现双级光隔离器，在更宽的带宽内获得更高隔离度。

下面依次介绍这些在线式光隔离器的结构和原理。

1) Displacer 型光隔离器Displacer型光隔离器结构和光路如下图所示，由两个准直器、两个Displacer晶体，一个半波片、一个法拉第旋光片和一个磁环（图中未画出）组成。

法拉第磁光效应_物理实验研究性报告基础物理实验研究性报告法拉第磁光效应实验目录第一部分：实验过程及结果 ........................................................................... .. (3)一：实验重点 ........................................................................... .. (3)二：实验原理 ........................................................................... .. (3)1．法拉第效应 ........................................................................... . (3)2．法拉第效应的唯象解释 ........................................................................... .. (4)3．磁光调制原理 ........................................................................... (8)4．磁光调制器的光强调制深度 ........................................................................... . (10)三：仪器介绍 ........................................................................... (11)四：实验内容 ........................................................................... (12)1．电磁铁磁头中心磁场的测量（图5.16.6） (12)2．正交消光法测量法拉第效应实验（图5.16.7） (13)3．磁光调制实验（图5.16.8） ..................................................................... .. (15)4．磁光调制倍频法测量法拉第效应实验（图5.16.10） (16)五：注意事项 ........................................................................... (17)六：数据及其处理 ........................................................................... . (18)1．电磁铁磁头中心磁场的测量 ........................................................................... . (18)2．正交消光法测量法拉第效应实验 ........................................................................... .. (19)3．磁光调制实验 ........................................................................... . (20)4．倍频法测法拉第效应实验（选做实验） (23)第二部分：实验后讨论分析 ........................................................................... (23)一：实验中误差来源与分析 ........................................................................... (24)二：磁光效应的应用 ........................................................................... (24)1 磁光调制器 ........................................................................... . (24)2 磁光隔离器 ........................................................................... . (24)3 磁光传感器 ........................................................................... . (25)4 磁光记录 ........................................................................... .. (25)5 磁光环行器 ........................................................................... . (25)三：实验后收获与感想 ........................................................................... .. (26)第一部分：实验过程及结果一：实验重点① 用特斯拉计测量电磁铁磁头中心的磁感应强度，分析线性范围。

adc采样光耦隔离电路实践英文回答：ADC sampling is a common practice in electroniccircuits, especially in applications where isolation is required. One way to achieve isolation is by using optocouplers, also known as optoisolators. These devices consist of an LED and a phototransistor, which areoptically coupled but electrically isolated. The LED is driven by the input signal, and the phototransistorprovides an isolated output that can be connected to the ADC.To implement an ADC sampling optocoupler circuit, we need to consider a few key components and their connections. First, we need an input signal that needs to be isolated. Let's say we have a voltage signal that we want to sample using an ADC. We can connect this signal to the input sideof the optocoupler.On the output side of the optocoupler, we need to connect the phototransistor to the ADC. The collector ofthe phototransistor can be connected to the ADC's input pin, and the emitter can be connected to the ground reference of the ADC. This way, the phototransistor's output voltagewill be sampled by the ADC.It's important to note that the optocoupler needs to be properly biased to ensure accurate and reliable operation. This can be achieved by connecting a resistor between the LED's anode and the input signal, and another resistor between the LED's cathode and the ground reference. These resistors determine the LED's current and should be chosen based on the optocoupler's datasheet specifications.Additionally, it's common to include decoupling capacitors across the power supply rails of the optocoupler to filter out any noise or interference. These capacitors should be placed as close as possible to the optocoupler's power pins.In terms of practical implementation, let's consider anexample where we want to sample a temperature sensor's output using an ADC with optocoupler isolation. I wouldstart by selecting an appropriate optocoupler based on the required isolation voltage and current transfer ratio. Then, I would design the biasing resistors based on the optocoupler's datasheet. Next, I would connect the temperature sensor's output to the input side of the optocoupler and connect the phototransistor's collector to the ADC's input pin. Finally, I would add decoupling capacitors across the optocoupler's power supply rails.中文回答：ADC采样是电子电路中常见的实践，特别是在需要隔离的应用中。

)磁光隔离器插入损耗研究沈骁[摘要]光隔离器在光通信系统中是不可缺少的光无源器件,这里介绍了光隔离器常见性能指标:正向插入损耗,反向隔离度,回波损耗,偏振相关损耗,偏振模色散等;本文主要针对光隔离器的插入损耗的影响因素进行归纳分析。

[关键词]插入损耗;偏振器夹角;离轴损耗;偏角损耗(南京邮电大学光电工程学院江苏南京210003)1引言在光纤通信技术中,光隔离器是一种只允许单向光通过的光无源器件,其工作原理是基于法拉第旋转器的非互易性。

它可以有效地减小返回光对光源和系统的不利影响,但是光隔离器的使用也会对光通信系统带来一些无源器件所固有的消极影响,如增大插入损耗(IL)、增加系统偏振模色散(PMD)与偏振相关损耗(PDL)等。

光通信系统对光隔离器性能的最基本要求是正向插入损耗低、反向隔离度高。

本文主要对影响插入损耗的因素进行分析。

2磁光隔离器的性能指标表征光隔离器性能的参数主要有插入损耗IL、隔离度ISO、回波损耗RL、偏振相关损耗PDL、偏振模色散PMD等,其定义如下:2.1插入损耗是指正向入射时输出端功率P0与输入端功率Pi比值的对数值。

以分贝数表示。

光隔离器的插入损耗来源于偏振器、法拉第旋转器芯片和光纤准直器。

IL=-10lgP0/Pi(1)2.2隔离度它表征隔离器对反向传输光的隔离能力,由光信号反向通过光隔器时产生的功率损耗值,以分贝值表示。

ISO=-10lgP0′/Pi′(2)其中,Pi′表示反向输入光功率,P0′表示反向输出光功率。

2.3回波损耗(R L)光隔离器的回波损耗RL指正向入射到隔离器中的光功率Pi与沿输入光路返回隔离器输入端口的光功率Pr之比。

它的主要来源是入射光的准直部分。

RL=-1O1gPr/P i(3)2.4偏振相关损耗在偏振无关光隔离器中,当输入光偏振态方向发生变化而其它参数不变时,器件插入损耗将发生一定的变化,其最大变化量就是偏振无关光隔离器的偏振相关损耗(PDL)。

目录实验系统概述 (3)第一章光器件认识实验 (11)实验一光纤结构和分类 (11)实验二光纤活动连接器 (16)实验三光耦合器件 (19)实验四光隔离器和光环行器 (25)实验五光衰减器 (28)实验六光开关 (31)实验七激光器与光检测器 (34)第二章光发射机与光接收机实验 (39)实验八光发射机的组成 (39)实验九自动光功率控制电路 (43)实验十无光告警和寿命告警电路 (45)实验十一光发射机指标测试 (48)实验十二光接收机的组成 (53)实验十三光接收机主要技术指标测量及眼图观测 (55)第三章模拟信号光纤传输系统实验 (59)实验十四模拟信号光纤传输系统 (59)（正弦波、三角波、方波） (59)实验十五电话语音光纤传输系统 (61)实验十六图像光纤传输系统 (65)第四章数字信号光纤传输系统实验 (67)实验十七PN序列光纤传输系统 (67)实验十八CMI编译码原理及CMI码光纤传输系统 (69)实验十九扰码和解扰码原理及扰码光纤传输系统 (72)实验二十PCM编译码原理及数字电话光纤传输系统 (74)第五章光纤综合传输系统实验 (81)实验二十一波分复用光纤传输系统（WDM） (81)实验二十二HDB3编译码原理及实现 (85)实验二十三位时钟提取（数字锁相环DPLL） (88)原理及实现 (88)实验二十四固定速率时分复用原理及实现 (93)实验二十五解固定速率时分复用原理及实现 (97)实验二十六变速率时分复用原理及实现 (101)实验二十七解变速率时分复用原理及实现 (106)实验二十八综合实验一：4路数据＋两路电话光纤 (112)综合传输系统实验 (112)实验二十九综合实验二：4路数据＋3台计算机＋1路 (116)图像图像/语音全双工光纤综合传输系统实验 (116)实验三十综合实验三：2台实验箱8台计算机＋2路 (118)图像/语音全双工光纤综合传输系统 (118)第六章二次开发实验 (120)实验三十一pn序列程序设计 (120)实验三十二CMI编译码程序设计 (122)实验三十三5B6B码程序设计 (124)实验三十四4B1P和4B1C程序设计 (129)实验三十五HDB3编译码程序设计 (133)实验三十六扰码、解扰码程序设计 (136)实验三十七数字锁相环（DPLL）程序设计 (138)实验三十八固定速率时分复用程序设计 (140)实验三十九解变速率时分复用程序设计 (143)附录一FPGA管脚分布图 (145)附录二Quartus 4.0 基本操作 (147)附录三Quartus 4.0 使用技巧及程序设计中的关键问题 (161)附录四误码测试仪使用方法 (173)附录五串口调试助手使用说明 (176)参考文献 (177)实验系统概述实验系统的整体框图如下：下面对各个模块进行详细的说明：一、1310nm光发模块：完成电信号到光的转换，包括数字和摸拟光调制。

光纤隔离器工作原理
光纤隔离器（Optical Isolator）是一种用于光学系统中的器件，主要起到隔离、保护光学器件的作用。

其工作原理是基于磁光效应和偏光效应。

光纤隔离器通常由两个部分构成：偏振束分离器和磁光增益元件。

1. 偏振束分离器：该部分使用偏振片和偏振束分束器构成，其作用是将输入光束分为两个偏振方向垂直的光束，即光束被分为透过光和反射光。

2. 磁光增益元件：该部分使用铁磁材料（如镝铁硅）构成。

当透过光束通过时，磁光增益元件会根据光场的偏振状态发生磁旋转，从而改变光的偏振方向。

工作原理如下：
1. 输入光束首先经过偏振束分离器，被分为透过光和反射光。

2. 透过光束被发送到磁光增益元件，光的偏振方向会发生磁旋转。

3. 经过磁光增益元件的光束再次经过偏振束分离器。

4. 透过光束不受影响，方向与初始光束相同。

5. 反射光束再次经过偏振束分离器，由于经过磁光增益元件的偏振状态改变，反射光束被分为透过光和反射光。

6. 透过光束被输出。

通过这样的工作原理，光纤隔离器能够将输入光束的透过光和
反射光进行分离，保护输入端光源不受反射光的干扰，并保护输出端接收器不受输入光源的干扰。

同时，光纤隔离器还能够防止光信号在光学系统中的双向传播，避免反射和回波对系统性能的影响。

实验十法拉第效应1845年法拉第(Faraday)在探索电磁现象和光学现象之间的联系时，发现了一种现象：当一束平面偏振光穿过介质时，如果在介质中，沿光的传播方向加上一个磁场，就会观察到光经过样品后偏振面转过一个角度，亦即磁场使介质具有了旋光性，这种现象后来就称为法拉第效应或磁致旋光效应，见图1。

图 1 法拉第效应示意图法拉第效应有许多方面的应用，它可以作为物质结构研究的手段，如根据结构不同的碳氢化合物，其法拉第效应表现的不同来分析碳氢化合物；在半导体物理的研究中，它可以用来测量载流子的有效质量和提供能带结构的知识；在电工技术测量中，它还被用来测量电路中的电流和磁场；特别是在激光技术中，利用法拉第效应的特性，制成了光波隔离器或单通器，这在激光多级放大技术和高分辨激光光谱技术中都是不可缺少的器件。

此外，在激光通讯、激光雷达等技术中，也应用了基于法拉第效应的光频环行器、调制器等。

【实验目的】1.了解法拉第效应原理，区分磁致旋光与自然旋光的不同。

2.掌握光线偏振面旋转角度的测量方法。

3.验证费尔德常数公式，并计算荷质比。

【实验仪器】光源、单色仪、电磁铁及磁场电源、旋光角度测读装置等组成。

【实验原理】1.法拉第效应实验规律当磁场不是非常强时，法拉第效应中偏振面转过的角度 ，与光波沿介质长度方向所加磁场的磁感应强度B及介质长度D成正比，即式中比例常数V叫做费尔德（Veraet）常数，它由物质和工作波长决定，表征着物质的磁光特性。

表1为几种材料的费尔德常数值。

几乎所有的物质（气体、液体、固体）都存在法拉第效应，不过一般都不显著。

在不同的物质，偏振面旋转的方向可能不同。

设磁场B是由绕在样品上的螺旋线圈产生的。

习惯上规定：振动面的旋转方向和螺旋线圈中电流方向一致，称为正旋(V＞0)；反之，叫做负旋(V＜0)。

表1 几种材料的费尔德常数V（弧分/特斯拉·厘米）2.法拉第效应的旋光性与旋光物质的旋光性的区别对于每一种给定的物质，法拉第旋转方向仅由磁场方向决定，而与光的传播方向无关(不管传播方向与B同向或反向)。

mos管光隔离驱动电路概述及解释说明1. 引言1.1 概述随着电子技术的发展，MOS管光隔离驱动电路作为一种重要的电路设计方案被广泛应用。

该驱动电路能够将高压和低压两个不同电压系统之间进行有效地隔离，以保护高压系统中的敏感元件不受低压系统产生的干扰或噪声影响。

同时，该驱动电路还能提供可靠的信号传输功能，使得不同电压系统之间能够进行安全且可靠的通信。

1.2 文章结构本文分为五个主要部分来对MOS管光隔离驱动电路进行概述与解释说明。

首先是引言部分，介绍了本文所要讨论的主题背景、驱动电路在现代科技中的重要性以及文章的结构框架。

接下来，在第二部分中，我们将详细阐述MOS管光隔离驱动电路的定义、工作原理以及在各个应用领域中的具体应用。

第三部分将对MOS管光隔离驱动电路进行更加深入地探讨，包括对光隔离器件的介绍、驱动电路设计要点的解析，以及对该电路的优缺点分析。

在第四部分，我们将通过实验或案例分析来验证MOS管光隔离驱动电路的性能与可行性，并进行结果讨论与总结。

最后，在第五部分中，我们将对全文进行总结，并展望未来发展方向和应用前景。

1.3 目的本文旨在全面介绍MOS管光隔离驱动电路的概念和工作原理，并详细探讨其在各个领域中的应用。

通过对光隔离器件和驱动电路设计要点的解析，读者将能够更好地理解MOS管光隔离驱动电路的核心技术和关键特点。

同时，通过对该电路优缺点的分析以及实验或案例分析的展示，读者可以深入了解其性能表现及可行性。

最后，本文还将为读者提供关于未来发展方向和应用前景的展望，希望能够为相关领域的研究人员提供参考和启发。

2. MOS管光隔离驱动电路概述2.1 MOS管光隔离驱动电路的定义MOS管光隔离驱动电路是一种利用光隔离器件将控制信号从输入端传输到输出端，实现对MOS（金属氧化物半导体）管进行控制的电路。

通过使用光隔离器件，可以有效地隔离输入与输出之间的电路连接，以增强系统的安全性和可靠性。

2.2 工作原理MOS管光隔离驱动电路由两个主要部分组成：输入端和输出端。

光电隔离的工作原理以及使用时的注意事项下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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第33卷第5期2020年10月大学物理实验PHYSICAL EXPERIMENT OF COLLEGEVol.33No.5Oct.2020文章编号：1007-2934(2020)05-0052-04光的偏振综合实验设计邱学军，姚文俊，曹振洲，雷洁梅(中南民族大学电子信息工程学院，湖北武汉430074)摘要：为了推动民族高校大学物理创新实验平台建设，使创新实验更好地服务于民族高校大学物理理论和实验教学，设计了光的偏振综合实验平台。

其实验内容分为四个部分:线偏振光的产生和1/2波片的使用、圆偏振光的产生和1/4波片的使用、偏振分光棱镜和消偏振分光棱镜的使用以及光学偏振隔离器的设计。

通过该综合实验平台，不仅可以加深学生对光的偏振和光器件的系统认识,而且可以提高学生的动手能力和创新思维。

关键词：线偏振光;圆偏振光;波片;偏振分光棱镜中图分类号：G642；O436文献标志码：A DOI：10.14139/22-1228.2020.05.012大学物理是高校理工科各专业学生的一门重要的公共基础必修课，该课程所教授的基本概念,思想和方法是学生科学素养的重要组成部分，是培养学生成为合格科技工作者和工程技术人员的必备因素［1-4］o大学物理以实验为基础，通过实验,不仅可以帮助学生理解理论知识，改善理论课教学质量,而且可以培养学生的动手能力和创新思维，激发学生学习兴趣［5-10］o尽管如此，目前的大学物理实验，针对单个知识点的验证性实验的比例较大，而涉及综合知识应用的实验偏少［11］，这在一定程度上使学生对所学知识无法形成系统性,全面性的认识,造成学生思维模式的固化和创新能力的缺失。

不仅如此,在民族高校中，以我校(中南民族大学)为例，目前开设的光学实验主要包括分光计的调节和使用、双棱镜干涉测光波波长以及氢原子光谱,这些实验不仅难度大,而且不易操作，加之我校少数民族学生居多,实验技能差异性较大，许多学生基本上是在老师的“手把手操作”下才能完成,这极大束缚了学生的动手能力和创新思维的发展，效果微乎其微。