集成片上光隔离器

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目前来说，光隔离器的片上集成还是集成领域的一大难题，目前已经发表的一些关于隔离器的文章都不能商用，存在着插入损耗高、工作带宽小、隔离度差、工艺困难的技术难点。

片上光隔离器基于的原理有以下几种：

一、片上集成磁光材料改变光偏振方向

      原理与分立的类似，目前商用的分立器件均是基于YIG，Bi:YIG等磁光晶体的法拉第效应实现光隔离。

（分立光隔离器原理）

二、利用磁光效应改变传播相位，相位变化再转换为强度变化。

      典型的是通过MZ干涉仪溅射YIG（石榴石）晶体来实现。

以上两种都是需要磁光材料，但磁光材料与半导体基片材料之间有很大的晶格失配，所以以上两种方式并没有很好的商用。
 

三、利用材料的非线性克尔效应

今年2月份nature photonics上的一篇文章，利用氮化硅微腔的非线性克尔效应，实现片上无磁无源隔离器。

光通过该隔离器时，会对微环进行加热，这会导致微环折射率发生变化，导致微环共振频率下降，进而使微环透射峰发生偏移；而不同传播方向的光束，在进入微环之后受到的调制效应不同，正、逆向传播的激光分别会受到SPM、XPM效应的调制作用，最终导致不同方向激光透射峰的位置不同，当正向传播光的透射率处于透射曲线的峰值时，逆向传播光的透射率则极低。

简而言之，就是加热微环使共振频率下降，不同方向的光由于受到的调制效应不同，透射率不同。

四、利用薄膜铌酸锂电光调制

微波信号相对于DFB激光器输出反向传播，反射光受到很大的相位调制，而正向传输没有，反向传播的光功率将被分散到边带上，从而极大地降低了反向光载波在其原始频率上的强度。

当然还有很多其他种方法，以上是比较常见的，新方法也层出不穷，但都没到可以商用的地步。

附录：

克尔效应：克尔效应由材料的三阶非线性磁化率引起，可被具体描述为对材料折射率的影响，能够改变光束的传播状态，一般而言，折射率会随着光强的增加而增加。这种与时间、频率等参量均显现出相关关系的折射率变化规律，同样也会引起诸如自相位调制(SPM)，交叉相位调制(XPM)等效应的作用。