Introduksjon til polarisering
Når lys passerer gjennom et punkt i rommet, beveger retningen og amplituden til det oscillerende elektriske feltet seg langs en bane over tid. En elektromagnetisk feltvektor i rette vinkler på hverandre i et tverrsnitt (et plan vinkelrett på fremføringsretningen) representerer et polarisert lysbølgesignal. Polarisasjonen er definert ved å bruke den elektriske feltvektoren som en funksjon av tid, i samsvar med mønsteret sporet over tverrsnittet. Polarisering kan deles inn i lineær, elliptisk eller sirkulær polarisering, hvorav lineær polarisering er den enkleste. Polarisering av noe slag er et problem i fiberoptisk overføring.
Ethvert radiokommunikasjons- og fiberoptisk målesystem er en enhet som er i stand til å analysere interferens mellom to typer lysbølger. Vi kan ikke bruke informasjonen gitt av interferensen med mindre amplitudene til kombinasjonene forblir stabile over tid, det vil si at lysbølgene er i samme polarisasjonstilstand. I dette tilfellet er det nødvendig å bruke optiske fibre som er i stand til å overføre stabile polarisasjonstilstander. Så for å løse dette problemet,optiske fibresom kan opprettholde polarisering ble utviklet.
Hva er PM-fiber?
Diffusjonen av polarisasjonen av lyset i fiberen blir ukontrollert (avhengig av bølgelengden) og avhenger av eventuell bøyning av fiberen samt temperaturtilstanden. Spesielle optiske fibre er nødvendig for å oppnå de ønskede optiske egenskapene, som påvirkes av polariseringen av lys når det passerer gjennom fiberen. Mange systemer, som fiberinterferometre og sensorer, fiberlasere og elektrooptiske modulatorer, har også polarisasjonsavhengige tap som påvirker systemytelsen. Dette problemet kan løses ved å bruke spesielle optiske fibre kalt PM-fibre.
Prinsippet for PM Fiber
Hvis polarisasjonen av lyset som sendes ut i fiberen er koaksial med en dobbeltbrytningsakse, vil den forbli slik selv om fiberen er bøyd. I henhold til prinsippet om enhetlig moduskobling kan det fysiske prinsippet bak dette fenomenet forstås. På grunn av det sterke dobbeltbrytningsfenomenet er forplantningskonstantene til de to polarisasjonsmodusene forskjellige, så det relative møtet mellom de involverte modusene har en tendens til å drive raskt. Derfor, så lenge interferens langs lyset har en effektiv romlig Fourier-komponent (og et bølgetall som tilsvarer forskjellen mellom forplantningskonstantene til de to modusene), kan den effektivt tilpasses til begge modusene. Hvis forskjellen er stor nok, vil den generelle forstyrrelsen i lyset endres gradvis og sakte for å oppnå effektiv moduskobling. Så prinsippet med PM-fiber gjør nok forskjell.
Blant de vanligste bruksområdene for langdistansekommunikasjon med optisk fiber, brukes PM-fiber til å introdusere lys fra ett sted til et annet i tilstanden av lineær polarisering. For å oppnå dette resultatet må flere betingelser være oppfylt. Inngangsfiberen må være svært polarisert for å unngå overføring av langsom akse og rask akse-modus, der utgangspolarisasjonstilstanden er uforutsigbar.
Av samme grunn er det elektriske feltet iden optiske fiberenmå justeres nøyaktig og nøyaktig med hovedaksen til en optisk fiber (som vanligvis er den langsomme aksen i industriell praksis). Hvis PM-fiberbanekabelen er sammensatt av segmenterte fibre forbundet med fiberkoblinger eller skjøteskjøter, er matching av fiberrotasjon og posisjonering et svært kritisk problem. I tillegg må kontakten installeres på PM-fiberen, og under installasjonen av kontakten vil den interne spenningen som genereres ikke føre til at det elektriske feltet projiseres på den optiske aksen som ikke brukes på fiberen.
Anvendelser av PM-fiber
PM-fibre brukes i områder der polarisasjonsdrift ikke er tillatt, for eksempel temperaturendringer. Eksempler på dette er fiberinterferometre og enkelte fiberlasere. Ulempen med å bruke slike fibre er at de vanligvis krever presis orientering av polarisasjonen, noe som kan forårsake mer problemer. Samtidig er forplantningstapet høyere enn for vanlige optiske fibre, og det er vanskelig å holde alle typer optiske fibre i polarisasjonsbevarende form.
PM-fibre brukes i spesifikke applikasjoner som fibersensorapplikasjoner, interferometri og kvantenøkkeldistribusjon. Det er også ofte brukt i langdistansekommunikasjon mellom lasergeneratorer og modulatorer, som krever polarisert lys som inngang. Den brukes sjelden til langdistanseoverføring fordi PM-fiber er veldig dyrt og har høyere demping enn enkeltmodusfiber.
Krav til bruk av PM-fiber
Terminal: Når terminalen til en PM-fiber er en optisk kontakt, er det viktig å koble spenningsstangen til kontakten, vanligvis ved hjelp av en nøkkel.
Skjøting: Skjøting av PM-fibre bør også gjøres veldig nøye. Når fiberen er smeltet, bør X-, Y- og Z-aksene være godt plassert og rotasjonsposisjoneringen må være godt plassert slik at spenningsstangen kan plasseres nøyaktig.
Et annet krav er at hendelsestilstanden ved enden av fiberen må være i samsvar med retningen til den tverrgående hovedaksen tilfiberentverrsnitt.
