So, from the above discussion, we can conclude that an optical isolator is one of the major devices used at the time of optical communication.

Samuel M. Lawrence is the chief executive officer and cofounder of CytoViva, Inc. He led the development of the core, patented optical illumination technology that is the foundation of CytoViva’s products, as well as played a key role in the development of the patented CytoViva 3D imaging technology. He continues to lead all product development efforts and actively supports the company’s sales efforts both domestically and internationally.

It is also known as optoisolator, photocoupler etc. These are majorly used in laser applications. Due to this, the coherence of light does not get affected.

Die EDF-Konstruktion kollimiert auch das in den Kondensor eintretende Licht. Dadurch werden Streulicht und Hintergrundgeräusche reduziert. Das Ergebnis ist ein optimiertes Dunkelfeldbild mit einem verbesserten SNR im Vergleich zu handelsüblichen Dunkelfeldkondensoren. Die EDF-Beleuchtungseinheit ist mit verschiedenen aufrechten und inversen Mikroskopen von Olympus kompatibel, zum Beispiel:

Olympus bietet hochwertige optische Dunkelfeldkomponenten an, beispielsweise die UPlanFL 60X und 100X Ölimmersionsobjektive. In Kombination mit einem ölgekoppelten Dunkelfeldkondensor erzeugen diese Objektive Bilder mit verbesserter Partikeldetektion und einem höheren Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) im Vergleich zur Standard-Durchlichtmikroskopie. Für die Nanoforschung mit ihren sich stetig erweiternden Anforderungen sind jedoch Objektive mit noch besseren Dunkelfeldeigenschaften notwendig.

The device consists of mainly 3 components namely, input and output polarizer it can be 2 input and output birefringent plate that acts as a polarizer and a Faraday rotator.

Durchlicht

Faraday rotator is nothing but an optical device that rotates the polarization of light because of Faraday effect. It is to be noteworthy here that this effect is non-reciprocal and it is based on magneto-optic effect.

But, the input polarizer is basically a vertical polarizer. So, the horizontally polarized light will get rejected by the vertical polarizer.

Diese verbesserte Leistung bringt neue Möglichkeiten mit sich. So können Forscher beispielsweise Nanokonstrukte in einer Vielzahl von transluzenten Probenmatrizen mit verbesserter Klarheit und Genauigkeit optisch abbilden. Zum Beispiel:

After the light ray undergoes a rotation of 45°, then it is allowed to leave through the polarizer placed after the rotator i.e., the output polarizer. The polarizer at the output either absorbs or reflects the light but that relies on the type of polarizer.

As we have already discussed that it is basically used to direct the transmitted radiation in a single direction by avoiding the chances of backward reflection.

Die verbesserte Leistung wird durch die Umgehung des normalen Strahlengangs durch das Mikroskopstativ erreicht. Stattdessen lenkt das geschlossene System das Licht direkt in den Kondensor, wobei die Geometrie des Strahlengangs von der Lichtquelle bis zum Eintrittsspalt des Kondensors festgelegt ist (Abbildung 2a). Dadurch wird die maximale Photonendichte auf die Probe fokussiert, was eine Abbildung mit einem verbesserten SNR ermöglicht. Darüber hinaus ist die Fokussierung des Kondensors auf die gewünschte Abbildungsebene der Probe dank dieser Konstruktion einfacher und konsistenter.

Polarization dependent isolator: A polarization dependent isolator is composed of mainly input and output polarizer along with Faraday rotator. These are mainly used in free space optical system as the system maintains the polarization of the source.

Mit der CytoViva EDF-Beleuchtung können Objekte in Nanogröße in verschiedenen transparenten und transluzenten Probenumgebungen in ihrem ursprünglichen Zustand – markerfrei – schnell und einfach untersucht werden, wie die nachstehende Abbildung 1 zeigt. Zu sehen sind Makrophagenzellen in Kontakt mit Low-Density-Lipiden (LDL), die mit Goldnanopartikeln (AuNPs) beladen sind.

In the case of the optical isolator, the rotation angle of Faraday rotator is 45°. As we have already mentioned in the previous paragraph that it is non-reciprocal that means it simply rotates in a single direction.

Die Technik für erweiterte Dunkelfeldbeleuchtung kann für eine Vielzahl von Anwendungen im Bereich der Nanotechnologie eingesetzt werden – von alternativen Energien bis hin zu Kosmetika. Alle diese Anwendungen haben ihre eigenen, einzigartigen Anforderungen. Allen gemeinsam ist jedoch die Notwendigkeit, die Bildung, Funktion und Lokalisierung von Nanokonstrukten in ihrem nativen, markerfreien Zustand optisch zu untersuchen, wenn sie in verschiedene biologische und nicht-biologische Matrizen eingebracht werden. Wie hier gezeigt, ist die Beleuchtungseinheit für die erweiterte Dunkelfeldbeleuchtung von CytoViva in Verbindung mit der hochwertigen Mikroskopieausrüstung von Olympus der Schlüssel zum Erfolg bei diesen anspruchsvollen Anwendungen.

The light absorbed at the output polarizer is allowed to fall at the Faraday rotator. The figure below represents the arrangement when the light is again reflected towards the rotator.

The rotator now rotates the light ray again by 45° in a non-reciprocal manner i.e., in a clockwise direction. After this rotation, the light ray gets horizontally polarized as we can see in the figure shown above.

The whole operation of the isolator relies on these three components. Now, let us move further and understand the major types of the optoisolator.

Basically, when a light ray is allowed to pass through the fiber then there are some chances that it may get reflected back. So, to avoid backward reflection of transmitted signal optical isolators are used.

But in the reverse direction, the ray gets split after which it gets diverge and hence not get focused at the collimator on the other side.

Mit dieser Technik lassen sich auch andere Konstrukte im Nanobereich, z. B. ein- und mehrwandige Kohlenstoffnanoröhren, leicht abbilden. Auch hier ist vor der Bildgebung keine Markierung oder sonstige spezielle Probenvorbereitung erforderlich. Außerdem ist die Technik leicht anzuwenden. Einsteiger können auch ohne vorherige Erfahrung in der Mikroskopie in weniger als einer Stunde lernen, qualitativ hochwertige Bilder zu erstellen.

As we can see in the figure shown above that the first component is input polarizer. So, light ray on passing through this polarizer gets vertically polarized. This vertically polarized light then fed to a Faraday rotator.

Dunkelfeld beleuchtungwikipedia

Polarization independent isolator: A polarization independent isolator is composed of input and output birefringent wedges along with Faraday rotator. It basically consists of 2 collimators. As firstly, at the time of transmission the beam gets splits and then merged afterwards thereby focusing at the other collimator.

Definition: An optical component that permits the propagation of the light signal in one direction only and completely blocking the other direction is known as Optical Isolator. Faraday effect is the basis of working of this device.

Die von CytoViva entwickelte EDF-Beleuchtungseinheit funktioniert auch mit verschiedenen Lichtquellen, deren Leistung zwischen 400 und 2200 nm liegt. Dazu gehören Lichtquellen, die für die Fluoreszenzbildgebung optimiert sind.

Um dieser Nachfrage gerecht werden zu können, führte CytoViva im Jahr 2005 die erweiterte Dunkelfeldbeleuchtungstechnik (EDF) ein (US-Patent Nr. 7.542.203, 7.564.623 [2009]). Diese Technik erhöht das Signal-Rausch-Verhältnis um das 10-Fache im Vergleich zu herkömmlichen Dunkelfeldbildgebungsverfahren. Dadurch können Objekte im Nanobereich viel besser erkannt werden.