光隔离器的工作原理主要是磁光晶体的法拉第效应。
1.光纤准直器
图9.8.1 光纤准直器
光纤准直器（Optical Fiber Collimator）是光纤通信系统和光纤传感系统中的基本光学器件，它由四分之一节距的自聚焦（GRIN）透镜和单模光纤组成。其用途是对光纤中传输的高斯光束进行准直，以提高光纤与光纤间的耦合效率。主要特点：两光纤准直器间有较长的间距，可以插入光学元件。
2.法拉第旋转器
1845年，法拉第发现原来不具有旋光性的物质，在磁场的作用下，偏振光通过该物质时其振动面将发生旋转。这种现象就是法拉第效应。
对于给定的磁光材料，光振动面旋转的角度θ与光在该物质中通过的距离L和磁感应强度B成正比：
其中，V是比例系数，它是材料的特性常数，称为维德尔常数。
线偏振光通过一定厚度的磁光晶体，其旋转角θ：
其中，ω为光频率；ε为材料介电常数；C为光速；ν为材料的旋磁比；Η为外加磁场强度；μs为饱和磁导率。
在法拉第旋转效应中，磁场对磁光材料产生作用，是导致磁致旋光现象发生的原因，所以磁光材料引起的光偏振面旋转的方向取决于外加磁场的方向，与光的传播方向无关。迎着光看去，当线偏振光沿磁力线方向通过介质时，其振动面向右旋转；当偏振光沿磁力线反方向通过磁光介质时，其振动面则向左旋转。旋转角的大小受磁光材料的旋磁特性、长度、工作波长及磁场强度的影响。材料越长、磁场强度越大、工作波长越短，旋转角将越大。另外，旋转角的大小还受环境温度的影响，对大多数晶体来说，温度增加将导致旋转角减小。
需要注意的是，法拉第旋转效应和材料的固有旋光效应的不同。固有旋光效应的方向受光的传播方向影响，而与外加磁场的方向无关，无论外界磁场是否改变，迎着光看去，光的偏振面总是朝同一个方向旋转。因此，在材料的固有旋光效应中，如果光束沿着原光路返回，其振动面将转回到初始位置。
典型的光隔离器采用法拉第旋转器，旋光转角为45°。
隔离器的常用材料如下：
①YIG晶体。钇铁石榴石（YIG）单晶；波长范围为0.8～1.6μm；需用强永久磁场，使光束的偏振面发生旋转。
②高性能磁光晶体。这是一种采用液相外延技术在石榴石单晶上生成镱、镓、钬等元素的薄膜材料。
图9.8.2 高性能磁光晶体
表9.8.1 高性能磁光晶体性能
3.偏振器
绝大部分常规隔离器所采用的偏振器是偏振棱镜或偏振片。其类型如下：
（1）双折射晶体
双折射现象是各向异性介质晶体的主要性质。在光隔离器中的偏振片均用单轴晶体（方解石、金红石、钒酸钇、铌酸锂等）。
（2）薄膜起偏分束器（SWP）
利用人造各向异性介质来制作。
图9.8.3 楔形双折射单轴晶体
图9.8.4 薄膜起偏分束器
（3）线栅起偏器（Wire Grating Type）
它由金属和电介质周期性交替层迭构成，制作时将蒸镀好的层迭材料从侧面切割成薄片，其两侧端面镀制防反射膜，即成线栅。
原理：当光束经线栅起偏器透射过去的时候，其振动方向与线栅方向平行的线偏振光被吸收，垂直于线栅方向的那一部分则无阻挡地通过，从而实现光束起偏。
图9.8.5 线栅起偏器
（4）玻璃偏振器
一种新型的起偏材料，以掠入射的方式在硼硅酸盐的SiO2基片上溅射银粒子，由于银粒子很长，通过一定的方法激化，即可使银粒子按预定的方向排序成一条条规则的短线，其性能类似一个线栅起偏器，当光束经玻璃偏振器透射过去的时候，其振动方向与银粒子方向平行的线偏振光由于与银粒子发生碰撞，其能量被吸收；而垂直方向的那一部分光则无阻挡地通过，最后从玻璃偏振器出射的光为线偏振光。
图9.8.6 玻璃偏振器
