Вступ до поляризації
Коли світло проходить через точку простору, напрямок і амплітуда коливального електричного поля рухаються по шляху з часом. Вектор електромагнітного поля під прямим кутом один до одного в поперечному перерізі (площині, перпендикулярній напрямку руху) представляє сигнал поляризованої світлової хвилі. Поляризація визначається з використанням вектора електричного поля як функції часу, відповідно до малюнка, простеженого через поперечний переріз. Поляризацію можна розділити на лінійну, еліптичну або кругову поляризацію, з яких лінійна поляризація є найпростішою. Будь-яка поляризація є проблемою при передачі волоконно-оптичних кабелів.
Будь-яка система радіозв'язку та волоконно-оптичного вимірювання - це пристрій, здатний аналізувати перешкоди між двома типами світлових хвиль. Ми не можемо використовувати інформацію, надану втручанням, якщо амплітуди комбінацій не залишаються стабільними з часом, тобто світлові хвилі перебувають в однаковому стані поляризації. У цьому випадку необхідно використовувати оптичні волокна, здатні передавати стабільні поляризаційні стани. Отже, для вирішення цієї проблеми були розроблені оптичні волокна, які можуть підтримувати поляризацію.
Що таке волокно ПМ?
Дифузія поляризації світла у волокні стає неконтрольованою (залежно від довжини хвилі) і залежить від будь-якого вигину волокна, а також від температурного стану. Спеціальні оптичні волокна потрібні для досягнення бажаних оптичних властивостей, на які впливає поляризація світла при проходженні крізь волокно. Багато систем, такі як волоконні інтерферометри та датчики, волоконні лазери та електрооптичні модулятори, також мають залежні від поляризації втрати, які впливають на продуктивність системи. Цю проблему можна вирішити, використовуючи спеціальні оптичні волокна, які називаються волокнами ПМ.
Принцип волокна ПМ
Якщо поляризація світла, що випромінюється у волокно, є співвісною з двооменезаломлюючою віссю, вона залишиться такою, навіть якщо волокно зігнуте. Відповідно до принципу рівномірного зв’язку мод можна зрозуміти фізичний принцип цього явища. Через сильне явище подвійного заломлення константи розповсюдження двох мод поляризації різні, тому відносна зустріч задіяних мод має тенденцію до швидкого дрейфу. Отже, поки будь-які перешкоди вздовж світла мають ефективну просторову складову Фур'є (і хвильове число, що відповідає різниці між константами розповсюдження двох мод), воно може бути ефективно підібране до обох мод. Якщо різниця досить велика, загальне збурення світла буде змінюватися поступово і повільно, щоб досягти ефективного зчеплення режиму. Тож принцип волокна ПМ має достатню різницю.
Серед найпоширеніших застосувань оптичного волокна на великі відстані, волокно ПМ використовується для введення світла з одного місця в інше у стан лінійної поляризації. Для досягнення цього результату необхідно дотримуватися кількох умов. Вхідне волокно повинно бути сильно поляризованим, щоб уникнути передачі режимів повільної осі та швидкої осі, в яких стан вихідної поляризації непередбачуваний.
З тієї ж причини електричне поле в оптичному волокні повинно бути точно і точно вирівняно з основною віссю оптичного волокна (що, як правило, є повільною віссю в промисловій практиці). Якщо кабель волоконного тракту ПМ складається з сегментованих волокон, з'єднаних волоконними з'єднувачами або з'єднувальними з'єднаннями, відповідність обертання та позиціонування волокна є дуже важливою проблемою. Крім того, з'єднувач повинен бути встановлений на волокно ПМ, і під час встановлення з'єднувача створюване внутрішнє напруження не призведе до проектування електричного поля на оптичну вісь, яка не використовується на волокні.
Застосування волокна ПМ
Волокна ПМ використовуються в областях, де не допускається дрейф поляризації, наприклад, при перепадах температури. Прикладами цього є волоконні інтерферометри та деякі волоконні лазери. Недоліком використання таких волокон є те, що вони, як правило, вимагають точної орієнтації поляризації, що може спричинити більше проблем. У той же час втрати на розповсюдження вищі, ніж у стандартних оптичних волокон, і важко утримати всі типи оптичних волокон у поляризаційній формі, що зберігає.
Волокна ПМ використовуються в конкретних додатках, таких як зондування волокон, інтерферометрія та розподіл квантових ключів. Він також часто використовується в зв'язку на великі відстані між лазерними генераторами та модуляторами, які вимагають поляризованого світла як вхідного сигналу. Він рідко використовується для передачі на великі відстані, оскільки волокно ПМ дуже дороге і має більш високе загасання, ніж одномодове волокно.
Вимоги до використання ПМ волокна
Клемма: Коли термінал волокна ПМ є оптичним роз'ємом, важливо підключити напружувальний стрижень до роз'єму, як правило, за допомогою ключа.
Зрощення: Зрощування волокон ПМ також слід робити дуже обережно. Коли волокно сплавлене, осі X, Y та Z повинні бути добре розташовані, а позиціонування обертання повинно бути добре розміщеним, щоб напружена планка могла бути точно встановлена.
Іншою вимогою є те, що умови падіння на кінці волокна повинні відповідати напрямку напряму поперечної головної осі перерізу волокна.
