ตัวแยกแสงหรือไดโอดแสงเป็นส่วนประกอบทางแสงที่ยอมให้แสงผ่านได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น โดยทั่วไปจะใช้เพื่อป้องกันการป้อนกลับ ที่ไม่ต้องการ เข้าไปในออสซิเลเตอร์ แสง เช่นโพรงเลเซอร์

การทำงานของอุปกรณ์แยกแสงแบบดั้งเดิมอาศัยผลของฟาราเดย์ (ซึ่งเกิดจากผลของแม่เหล็กไฟฟ้า ) ซึ่งใช้ในส่วนประกอบหลักคือตัวหมุนฟาราเดย์อย่างไรก็ตาม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาได้มีการสร้างอุปกรณ์แยกแสงแบบรวมที่ไม่ต้องอาศัยแม่เหล็กขึ้นมาด้วย^{[ 1 ]}

ส่วนประกอบหลักของอุปกรณ์แยกแสงคือตัวหมุนฟาราเดย์ สนามแม่เหล็ก${\displaystyle B}$เมื่อนำไปใช้กับตัวหมุนฟาราเดย์ จะทำให้เกิดการหมุนในทิศทางการโพลาไรซ์ของแสงเนื่องจากปรากฏการณ์ฟาราเดย์ มุมของการหมุน${\displaystyle \beta }$กำหนดให้โดย

${\displaystyle \beta =\nu Bd\,}$,

ที่ไหน,${\displaystyle \nu }$คือค่าคงที่ Verdetของวัสดุ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]} (ของแข็งอสัณฐานหรือผลึก หรือของเหลว หรือของเหลวผลึก หรือไอระเหย หรือก๊าซ) ที่ใช้ทำตัวหมุน และ${\displaystyle d}$คือความยาวของตัวหมุน ดังแสดงในรูปที่ 2 โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับตัวแยกแสง ค่าต่างๆ จะถูกเลือกเพื่อให้ได้การหมุน 45°

ได้มีการแสดงให้เห็นแล้วว่าข้อกำหนดที่สำคัญสำหรับตัวแยกแสงชนิดใดก็ตาม (ไม่เฉพาะตัวแยกแสงฟาราเดย์เท่านั้น) คือออปติก ที่ไม่ ผันกลับได้ บางชนิด ^{[ 5 ]}

อุปกรณ์แยกสัญญาณที่ขึ้นอยู่กับการโพลาไรเซชัน หรืออุปกรณ์แยกสัญญาณฟาราเดย์ประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ ตัวกรองโพลาไรเซชันขาเข้า (โพลาไรซ์ในแนวตั้ง) ตัวหมุนฟาราเดย์ และตัวกรองโพลาไรเซชันขาออก ซึ่งเรียกว่าตัววิเคราะห์ (โพลาไรซ์ที่มุม 45°)

แสงที่เดินทางในทิศทางตรงจะถูกโพลาไรซ์ในแนวตั้งโดยตัวกรองโพลาไรซ์ขาเข้า ตัวหมุนฟาราเดย์จะหมุนโพลาไรซ์ไป 45° จากนั้นตัววิเคราะห์จะช่วยให้แสงสามารถส่งผ่านไปยังตัวแยกได้

แสงที่เดินทางในทิศทางย้อนกลับจะถูกโพลาไรซ์ที่มุม 45° โดยตัววิเคราะห์ ตัวหมุนฟาราเดย์จะหมุนโพลาไรซ์อีกครั้งที่มุม 45° ซึ่งหมายความว่าแสงจะถูกโพลาไรซ์ในแนวนอน (ทิศทางการหมุนไม่ขึ้นอยู่กับทิศทางการแพร่กระจาย) เนื่องจากตัวกรองโพลาไรซ์อยู่ในแนวตั้ง แสงจึงจะดับลง

รูปที่ 2 แสดงตัวหมุนฟาราเดย์ที่มีตัวกรองโพลาไรซ์ขาเข้าและตัววิเคราะห์ขาออก สำหรับตัวแยกที่ขึ้นอยู่กับโพลาไรซ์ มุมระหว่างตัวกรองโพลาไรซ์และตัววิเคราะห์${\displaystyle \beta }$ตั้งค่าไว้ที่ 45° จึงเลือกใช้ตัวหมุนฟาราเดย์เพื่อให้ได้มุมหมุน 45°

โดยทั่วไปแล้ว ตัวแยกสัญญาณที่ขึ้นอยู่กับทิศทางโพลาไรเซชันจะใช้ในระบบแสงแบบอิสระ เนื่องจากโดยปกติแล้วระบบจะรักษาทิศทางโพลาไรเซชันของแหล่งกำเนิดแสงไว้ ในระบบใยแก้วนำแสง ทิศทางโพลาไรเซชันมักจะกระจายออกไปในระบบที่ไม่รักษาทิศทางโพลาไรเซชัน ดังนั้นมุมของโพลาไรเซชันจึงนำไปสู่การสูญเสียสัญญาณ

ตัวแยกอิสระโพลาไรเซชันประกอบด้วยสามส่วน ได้แก่ ลิ่ม ไบรีฟริง เจนต์ขาเข้า (โดยมีทิศทางโพลาไรเซชันปกติเป็นแนวตั้งและทิศทางโพลาไรเซชันพิเศษเป็นแนวนอน) ตัวหมุนฟาราเดย์ และลิ่มไบรีฟริงเจนต์ขาออก (โดยมีทิศทางโพลาไรเซชันปกติที่ 45° และทิศทางโพลาไรเซชันพิเศษที่ −45°) ^{[ 6 ] [ 7 ]}

แสงที่เดินทางในทิศทางไปข้างหน้าจะถูกแยกออกโดยลิ่มหักเหแสงขาเข้าเป็นส่วนประกอบแนวตั้ง (0°) และแนวนอน (90°) ซึ่งเรียกว่ารังสีธรรมดา (o-ray) และรังสีพิเศษ (e-ray) ตามลำดับ ตัวหมุนฟาราเดย์จะหมุนทั้งรังสี o และรังสี e ไป 45° ซึ่งหมายความว่าขณะนี้รังสี o อยู่ที่ 45° และรังสี e อยู่ที่ −45° จากนั้นลิ่มหักเหแสงขาออกจะรวมส่วนประกอบทั้งสองเข้าด้วยกันอีกครั้ง

แสงที่เดินทางในทิศทางย้อนกลับจะถูกแยกออกเป็นรังสี o ที่มุม 45° และรังสี e ที่มุม −45° โดยลิ่มหักเหสองทิศทาง ตัวหมุนฟาราเดย์จะหมุนรังสีทั้งสองอีกครั้งด้วยมุม 45° คราวนี้รังสี o อยู่ที่มุม 90° และรังสี e อยู่ที่มุม 0° แทนที่จะถูกโฟกัสโดยลิ่มหักเหสองทิศทางอันที่สอง รังสีทั้งสองจึงกระจายออก

โดยทั่วไปแล้ว จะมีการใช้ คอลลิเมเตอร์ไว้ทั้งสองด้านของไอโซเลเตอร์ ในทิศทางที่ส่งผ่าน ลำแสงจะถูกแยกออก จากนั้นรวมกันและโฟกัสไปที่คอลลิเมเตอร์ขาออก ในทิศทางที่แยกออก ลำแสงจะถูกแยกออก จากนั้นกระจายออกไป เพื่อไม่ให้โฟกัสที่คอลลิเมเตอร์

ภาพที่ 3 แสดงการแพร่กระจายของแสงผ่านตัวแยกแสงที่ไม่ขึ้นกับโพลาไรเซชัน แสงที่เดินทางไปข้างหน้าแสดงด้วยสีน้ำเงิน และแสงที่เดินทางย้อนกลับแสดงด้วยสีแดง รังสีเหล่านี้ถูกติดตามโดยใช้ดัชนีหักเหปกติเท่ากับ 2 และดัชนีหักเหพิเศษเท่ากับ 3 มุมลิ่มคือ 7°

องค์ประกอบทางแสงที่สำคัญที่สุดในตัวแยกสัญญาณคือ ตัวหมุนฟาราเดย์ คุณลักษณะที่มองหาในเลนส์ตัวหมุนฟาราเดย์ ได้แก่ค่าคงที่เวอร์เดต์ สูง ค่าสัมประสิทธิ์การ ดูดกลืน ต่ำดัชนีหักเหแบบไม่เชิงเส้น ต่ำ และค่าเกณฑ์ความเสียหาย สูง นอกจากนี้ เพื่อป้องกันการโฟกัสตัวเองและผลกระทบอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับความร้อน เลนส์ควรสั้นที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ วัสดุที่ใช้กันทั่วไปสองชนิดสำหรับช่วง 700–1100 นาโนเมตร คือกระจกบอโรซิลิเกตที่เจือด้วยเทอร์เบียมและผลึกเทอร์เบียมแกลเลียมการ์เนต (TGG) สำหรับการสื่อสารผ่านใยแก้วนำแสงระยะไกล โดยทั่วไปที่ 1310 นาโนเมตร หรือ 1550 นาโนเมตร จะใช้ผลึก อิตเทรียมไอรอนการ์เนต (YIG) ตัวแยกสัญญาณฟาราเดย์เชิงพาณิชย์ที่ใช้ YIG สามารถแยกสัญญาณได้สูงกว่า 30 เดซิเบล   

ตัวแยกแสงแบบออปติคอลแตกต่างจากตัวแยกแสงแบบแผ่นคลื่น 1/4 เนื่องจากตัวหมุนฟาราเดย์ให้การหมุนแบบไม่ผกผันในขณะที่ยังคงรักษาโพลาไรเซชันเชิงเส้นไว้ กล่าวคือ การหมุนโพลาไรเซชันเนื่องจากตัวหมุนฟาราเดย์จะอยู่ในทิศทางสัมพัทธ์เดียวกันเสมอ ดังนั้นในทิศทางไปข้างหน้า การหมุนจะเป็นบวก 45° ในทิศทางย้อนกลับ การหมุนจะเป็นลบ 45° นี่เป็นเพราะการเปลี่ยนแปลงทิศทางของสนามแม่เหล็กสัมพัทธ์ เป็นบวกในทิศทางหนึ่ง ลบในอีกทิศทางหนึ่ง ซึ่งรวมกันแล้วเป็น 90° เมื่อแสงเดินทางในทิศทางไปข้างหน้าแล้วจึงเดินทางในทิศทางลบ ทำให้สามารถแยกแสงได้สูงขึ้น

อาจดูเหมือนว่าอุปกรณ์ที่ยอมให้แสงไหลได้เพียงทิศทางเดียวจะขัดกับกฎของ Kirchhoffและกฎข้อที่สองของเทอร์โมไดนามิกส์โดยการยอมให้พลังงานแสงไหลจากวัตถุเย็นไปยังวัตถุร้อนและปิดกั้นในทิศทางตรงกันข้าม แต่การขัดข้องนี้จะถูกหลีกเลี่ยงได้เพราะตัวแยกแสงจะต้องดูดซับ (ไม่ใช่สะท้อน) แสงจากวัตถุร้อนและในที่สุดก็จะแผ่รังสีกลับไปยังวัตถุเย็น ความพยายามในการเปลี่ยนเส้นทางโฟตอนกลับไปยังแหล่งกำเนิดนั้นหลีกเลี่ยงไม่ได้ที่จะต้องสร้างเส้นทางที่โฟตอนอื่นสามารถเดินทางจากวัตถุร้อนไปยังวัตถุเย็นได้ ซึ่งจะช่วยหลีกเลี่ยงความขัดแย้ง^{[ 8 ] [ 9 ]}

• เครื่องแยก (ไมโครเวฟ)

• อุปกรณ์แยกสัญญาณโทรคมนาคม ภาพที่ดี
• อุปกรณ์แยกแสงขนาดกะทัดรัดและอุปกรณ์แยกแสงฟาราเดย์