Вступ до поляризації
Коли світло проходить через точку простору, напрямок і амплітуда коливального електричного поля з часом змінюються. Вектори електромагнітного поля, розташовані під прямим кутом один до одного в поперечному перерізі (площина, перпендикулярна напрямку просування), являє собою сигнал поляризованої світлової хвилі. Поляризація визначається за допомогою вектора електричного поля як функції часу відповідно до малюнка, простеженого поперек поперечного перерізу. Поляризацію можна розділити на лінійну, еліптичну або кругову, з яких лінійна поляризація є найпростішою. Поляризація будь-якого типу є проблемою оптоволоконної передачі.
Будь-яка система радіозв'язку та волоконно-оптична вимірювальна система є пристроєм, здатним аналізувати інтерференцію між двома типами світлових хвиль. Ми не можемо використовувати інформацію, надану інтерференцією, якщо амплітуди комбінацій не залишаються стабільними з часом, тобто світлові хвилі знаходяться в тому самому стані поляризації. У цьому випадку необхідно використовувати оптичні волокна, здатні передавати стійкі стани поляризації. Отже, щоб вирішити цю проблему,оптичні волокнаякі можуть підтримувати поляризацію.
Що таке PM волокно?
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 необхідні для досягнення бажаних оптичних властивостей, на які впливає поляризація світла, коли воно проходить через волокно. Багато систем, наприклад волоконні інтерферометри та датчики, волоконні лазери та електрооптичні модулятори, також мають поляризаційні втрати, які впливають на продуктивність системи. Вирішити цю проблему можна за допомогою спеціальних оптичних волокон, які називаються PM-волокнами.
Принцип PM волокна
Якщо поляризація світла, випромінюваного у волокно, співвісна з віссю подвійного променезаломлення, вона залишиться такою, навіть якщо волокно зігнуто. Відповідно до принципу рівномірного зв’язку мод можна зрозуміти фізичний принцип цього явища. Через явище сильного подвійного променезаломлення константи поширення двох поляризаційних мод відрізняються, тому відносна зустріч залучених мод має тенденцію до швидкого дрейфу. Отже, якщо будь-яка інтерференція вздовж світла має ефективну просторову компоненту Фур’є (і хвильове число, що відповідає різниці між константами поширення двох мод), вона може бути ефективно узгоджена з обома модами. Якщо різниця досить велика, загальне збурення світла змінюватиметься поступово й повільно для досягнення ефективного зв’язку мод. Таким чином, принцип PM волокна має достатню різницю.
Серед найпоширеніших застосувань оптичного волокна міжміського зв’язку волокно PM використовується для переведення світла з одного місця в інше в стан лінійної поляризації. Щоб досягти такого результату, необхідно виконати кілька умов. Вхідне волокно має бути сильно поляризованим, щоб уникнути передачі режимів повільної осі та швидкої осі, у яких стан вихідної поляризації є непередбачуваним.
З цієї ж причини електричне поле воптичне волокномає бути вирівняно точно й точно з головною віссю оптичного волокна (яке зазвичай є повільною віссю в промисловій практиці). Якщо волоконний кабель PM складається з сегментованих волокон, з’єднаних волоконними з’єднувачами або з’єднувальними з’єднаннями, узгодження обертання та позиціонування волокна є дуже важливою проблемою. Крім того, з’єднувач має бути встановлено на волокно PM, і під час встановлення з’єднувача внутрішня напруга, що створюється, не призведе до проектування електричного поля на оптичну вісь, яка не використовується на волокні.
Застосування ПМ волокна
Волокна PM використовуються в областях, де поляризаційний дрейф заборонений, наприклад, при зміні температури. Прикладами цього є волоконні інтерферометри та деякі волоконні лазери. Недоліком використання таких волокон є те, що вони зазвичай вимагають точної орієнтації поляризації, що може викликати більше проблем. У той же час втрати при розповсюдженні вище, ніж у стандартних оптичних волокон, і важко підтримувати всі типи оптичних волокон у формі, що зберігає поляризацію.
PM-волокна використовуються в конкретних програмах, таких як датчики волокна, інтерферометрія та квантовий розподіл ключів. Він також широко використовується для міжміського зв’язку між лазерними генераторами та модуляторами, для яких потрібне поляризоване світло як вхідний сигнал. Він рідко використовується для передачі на великі відстані, оскільки PM-волокно дуже дороге та має більше загасання, ніж одномодове волокно.
Вимоги до застосування волокна ПМ
Термінал: якщо термінал PM-волокна є оптичним з’єднувачем, важливо під’єднати напружувальний стрижень до роз’єму, як правило, за допомогою ключа.
Зрощення: Зрощення волокон ПМ також слід виконувати дуже обережно. Коли волокно сплавляється, осі X, Y і Z повинні бути правильно розташовані, а позиціонування обертання має бути правильно розташоване, щоб можна було точно розташувати стрижню напруги.
Інша вимога полягає в тому, що умова падіння на кінці волокна повинна відповідати напрямку поперечної головної осіволокнапоперечний переріз.
