Polarizasyon-koruyucu (PM) fiber, mantığa aykırı gelebilecek bir şey yaparak istikrarlı bir doğrusal polarizasyonu korur: kasıtlı olarakgüçlü, iyi{0}}tanımlanmış çift kırılma. PM fiber, fiberi mükemmel şekilde simetrik hale getirmeye çalışmak yerine, farklı etkili kırılma indisleri ve yayılma sabitleri ile iki dik polarizasyon özmodunu oluşturur.
Bu yerleşik fark-sıradan fiberin bükülme, artık gerilim, sıcaklık değişimleri veya üretim kusurlarından dolayı elde edebileceği zayıf, rastgele çift kırılmadan çok daha büyük ve daha kontrollüdür. Giriş polarizasyonu fiberin ana eksenlerinden biriyle hizalandığında, ortogonal polarizasyon moduna istenmeyen bağlanma güçlü bir şekilde bastırılır. Işığın bir fiberde nasıl yönlendirildiğine dair daha geniş bir giriş için bu genel bakışa bakın.fiber-optik ilkeler ve yapı.
Fiberin Korunması-Polarizasyon Nedir?
PM fiber, doğrusal polarize ışığın yönünü korumak için tasarlanmış özel bir optik fiberdir. Genellikle kasıtlı olarak asimetrik stres veya geometri profiline sahip tek-modlu bir fiberdir. PM fiberi geleneksel tasarımlarla karşılaştırıyorsanız, Hengtong'un genel bakışıfarklı optik fiber türleristandart elyaf kategorileri hakkında faydalı bir arka plan sağlar.
PM fiber bunu yaparOlumsuzher rastgele giriş polarizasyon durumunu koruyun. En güvenilir çalışma koşulu, iki ana çift kırılım ekseninden biri boyunca doğrusal polarize ışık gönderildiğinde elde edilir. Bu eksenlere genel olarak denirhızlı eksenVeyavaş eksen.
Güçlü Çift Kırılma Polarizasyon Bağlantısını Nasıl Önler?
Temel fiziksel fikir, çevresel stresin her zaman lifi etkileyemeyecek kadar "çok zayıf" olması değildir. Aksine, güçlü çift kırılma, iki ortogonal polarizasyon öz modunun yayılma sabitleri arasında büyük bir fark yaratır. Göreceli fazları fiber boyunca hızlı bir şekilde değiştiği için, sıradan yavaş değişen pertürbasyonlar, optik gücün bir öz moddan diğerine tutarlı bir şekilde bağlanmasında zayıftır.
Klasik bir Optica makalesirastgele tedirgin liflerde tutulan polarizasyonyüksek derecede çift kırılımlı PM liflerini çift kırılma ve polarizasyon atımı uzunluğu açısından tanımlar. Pratik anlamda, daha güçlü çift kırılma daha kısa bir vuruş uzunluğu üreterek tipik uzun-ölçekli bozuklukların sürüş modu bağlantısında daha az etkili olmasını sağlar.
Hızlı Eksen ve Yavaş Eksen
İki ana polarizasyon ekseni farklı etkili kırılma indislerine sahiptir. Daha düşük etkili kırılma indisine sahip eksen hızlı eksendir çünkü faz hızı daha yüksektir, etkin kırılma indisi daha yüksek olan eksen ise yavaş eksendir.
Giriş elektrik alanı her iki eksenle de hizalanırsa ideal olarak yalnızca bir polarizasyon öz modu uyarılır. Ortogonal modda çok az güçle başlatılan doğrusal polarizasyon, ilerledikçe sabit kalır.
Polarizasyon Atış Uzunluğu
Polarizasyon atım uzunluğu, iki polarizasyon öz modunun 2π'lik bir göreceli faz kaymasını biriktirdiği mesafedir. Bir dalga boyu λ ve etkin indeks farkı Δn için şu şekilde yazılabilir:
Lb = λ / |Δn|
Belirli bir dalga boyu için daha büyük bir çift kırılma, daha kısa bir vuruş uzunluğuna karşılık gelir. Bu nedenle vuruş uzunluğu, iki polarizasyon modunun ne kadar güçlü bir şekilde ayrıldığının yararlı bir mühendislik göstergesidir.
PM Fiberde Çift Kırılma Nasıl Yerleştirilir?
İki yaygın tasarım yaklaşımı, gerilimin- neden olduğu çift kırılma ve geometrinin- neden olduğu çift kırılmadır. Her ikisi de, iki ortogonal polarizasyon modunun etkin kırılma indisleri arasında kararlı bir fark yaratır. Doğrudan karşılaştırılan erken bir Uygulamalı Optik çalışmasıstres-uyarılmış ve eliptik-çekirdek polarizasyonu-koruyucu lifler, vuruş{0}uzunluğu davranışları da dahil.
Stres-İndüklenen Çift Kırılma: PANDA ve Fiyonk-Kravat Fiber
Gerilimin- neden olduğu PM fiberde, çekirdeğin etrafına özel olarak tasarlanmış gerilim-uygulayan bölgeler yerleştirilir. PANDA elyafında, stresi-uygulayan iki parça çekirdeğin karşıt taraflarında konumlandırılmıştır. Bu bölgelerde genellikle çevredeki silisten farklı termal-genleşme özelliklerine sahip cam bileşimleri kullanılır.
Elyaf çekildikten sonra soğuduğunda, termal büzülmedeki uyumsuzluk, çekirdek boyunca kontrollü bir artık gerilim alanı yaratır. Fotoelastik etki sayesinde, bu stres iki dik yön boyunca farklı kırılma indisleri üretir. Papyon-bağ lifi aynı temel hedefe ulaşmak için farklı bir gerilim-bölgesi geometrisi kullanır: kararlı, güçlü doğrusal çift kırılma.
Geometri-İndüklenmiş Çift Kırılma: Eliptik-Çekirdek Fiber
Diğer bir yaklaşım ise çekirdeğin kendisini eliptik bir çekirdek gibi asimetrik hale getirmektir. Geometrik asimetri, dik polarize edilmiş iki mod tarafından görülen sınır koşullarını değiştirerek, PANDA fiberde kullanılan aynı gerilim-çubuğu düzenlemesine dayanmadan bile farklı etkili kırılma indisleri üretir.
Sonuç yine, giriş doğru şekilde hizalandığında başlatılan doğrusal polarizasyonu koruyabilen, iyi-tanımlanmış bir çift polarizasyon öz eksenidir.
Giriş Polarizasyonu Yanlış Hizalanırsa Ne Olur?
Işık ana eksenlere belirli bir açıyla fırlatılırsa, girdi alanı her iki öz mod boyunca bileşenlere ayrışır. Daha sonra her iki mod da aynı anda yayılır ve fazı farklı oranlarda biriktirir.
Örneğin 45 derecelik bir fırlatma açısında, iki eksen karşılaştırılabilir alan genlikleriyle uyarılır. Aralarındaki göreceli faz, yayılma mesafesine göre değişir ve ayrıca dalga boyu ve çevresel değişikliklere de yanıt verebilir. Bu nedenle çıktı, orijinal doğrusal durumda kalmak yerine eliptik hale gelebilir veya dönebilir.
Bu nedenle PM sistemleri yalnızca başlatma noktasında değil aynı zamanda konektörlerde ve eklerde de rotasyonel hizalamaya ihtiyaç duyar. Genel bağlantı temelleri için bkz.fiber-optik bağlayıcıyla ilgili temel bilgiler; kalıcı bağlantılar için bu kılavuzlif füzyonuilgili ekleme arka planını sağlar. Araştırmatek modlu fiberi koruyarak-kutuplaşmaya katılır-aynı zamanda bir eklemdeki eksen yanlış hizalamasının neden enerjiyi istenmeyen polarizasyon durumuna aktarabildiğini de gösterir.
PM Fiber Performansı Nasıl Ölçülür?
Bir PM fiber sistemini belirlerken veya değerlendirirken çeşitli parametreler faydalıdır:
- Çift kırılma (Δn):iki ana polarizasyon modu arasındaki etkili kırılma-indeks farkı.
- Vuruş uzunluğu:iki mod arasında 2π bağıl faz birikimi için gereken mesafe. Daha kısa vuruş uzunluğu genellikle aynı dalga boyunda daha güçlü çift kırılmayı gösterir.
- Polarizasyon sönme oranı (PER):ortogonal polarizasyona göre istenen polarizasyonda ne kadar optik gücün kaldığını gösteren bir ölçü. Daha yüksek bir PER daha iyi polarizasyon saflığını gösterir.
- Polarizasyon karışması:fırlatılan öz eksenden ortogonal öz eksene bağlanan istenmeyen güç miktarı.
- Eksen hizalaması:giriş polarizasyonu, fiber eksenleri, konnektör anahtarlaması ve ekleme yönü arasındaki dönme doğruluğu.
Bu PM{0}}özel ölçümleri, zayıflama, ekleme kaybı, OTDR analizi, çekme testi ve çevresel testler gibi genel kablo yeterlilik testlerinden farklıdır. Hengtong'un genel bakışıfiber-optik kablo testidaha geniş optik ve mekanik test kategorilerini açıklar.
Polarizasyon{0}}Fiberin Bakımı Nerede Kullanılır?
PM fiber, kontrolsüz polarizasyon kaymasının ölçüm doğruluğunu azaltacağı, modülasyona müdahale edeceği veya optik sistemi dengesizleştireceği durumlarda kullanılır. Tipik uygulamalar arasında fiber-optik jiroskoplar, interferometrik sensörler, tutarlı optik sistemler, lazer dağıtımı, fiber lazerler ve polarizasyona-duyarlı test ekipmanları yer alır.
Bu sistemlerin birçoğunda fiber seçimi tasarımın yalnızca bir parçasıdır. Optik yolun tamamı aynı zamanda pigtailler, konektörler, eklemeler, kuplörler ve diğer bileşenler aracılığıyla eksen yönünü de korumalıdır.
PM Fiber ve Standart Tek-Modlu Fiber
Standart tek-modlu fiber, bir uzamsal modu yönlendirir ancak yine de iki dik polarizasyon durumunu destekler. Sıradan fiber boyunca küçük rastgele çift kırılma, polarizasyon durumunun sıcaklık, bükülme ve stres ile tahmin edilemeyecek şekilde değişmesine neden olabilir.
PM fiber aynı zamanda genellikle tek bir uzamsal modda da çalışır, ancak kasıtlı olarak güçlü çift kırılması, iki polarizasyon öz modunu aralarındaki eşleşmeyi azaltacak kadar ayırır. Sıradan tek- modlu fiber genellikle çıkışında aynı polarizasyon yönelimini garanti edemezken, PM fiberin seçilmiş bir doğrusal polarizasyonu koruyabilmesinin temel nedeni budur.
Geleneksel optik fiberlerle ilgili ürün-düzeyinde arka plan bilgisi için Hengtong'unfiber optik portföyü.
SSS
PM fiber herhangi bir polarizasyon durumunu koruyor mu?
Hayır. PM fiber öncelikle ana eksenlerinden biri boyunca başlatılan doğrusal polarizasyonu korumak için tasarlanmıştır. Her iki eksen de uyarılırsa, modlar arasındaki göreceli faz yayılma sırasında değişir, dolayısıyla çıkış durumu değişebilir.
Hızlı eksen ile yavaş eksen arasındaki fark nedir?
Hızlı eksen daha düşük etkili kırılma indisine ve dolayısıyla daha yüksek faz hızına sahiptir. Yavaş eksen daha yüksek etkili kırılma indisine ve daha düşük faz hızına sahiptir. Birlikte fiberin iki ana çift kırılma eksenini oluştururlar.
Işık PM eksenlerine 45 derece açıyla gönderilirse ne olur?
Her iki polarizasyon özmodları da uyarılır. Farklı faz sabitleriyle yayıldıklarından, fiber boyunca göreceli fazları değişir, dolayısıyla çıkış polarizasyonu genellikle girişle aynı doğrusal durumda kalmaz.
PM fiber polarizasyon fiberiyle aynı mıdır?
Hayır. PM fiber, her iki ortogonal polarizasyon özmodunu yönlendirirken, aralarındaki eşleşmeyi bastıracak şekilde tasarlanmıştır. Bir polarizasyon veya tek-polarizasyon fiberi, bir polarizasyonun güçlü bir şekilde tercih edileceği veya dik polarizasyonun oldukça zayıflatılacağı şekilde tasarlanmıştır.
Bükülme veya sıcaklık değişiklikleri PM fiberi etkileyebilir mi?
Evet. PM fiber, tipik çevresel bozulmaların neden olduğu polarizasyon değişikliklerine karşı daha dirençlidir, ancak şiddetli strese, sıkı bükülmeye, konektör stresine, zayıf birleştirmeye veya eksen yanlış hizalamasına karşı bağışık değildir. Bu etkiler karışmayı artırabilir ve PER'yi azaltabilir.
PM fiber düzeneği satın alırken ne belirtilmelidir?
Yararlı spesifikasyonlar arasında çalışma dalga boyu, PM fiber tasarımı, zayıflama, atım uzunluğu veya çift kırılma, hedef PER veya çapraz konuşma, konektör türü, konektör anahtarının-eksene-yönelimi, fiber uzunluğu, kaplama veya kılıf gereksinimleri ve gerekli test raporu yer alır. Projeniz aynı zamanda özel optik-fiber düzenekleri veya kablo entegrasyonunu da içeriyorsa,Hengtong ile iletişime geçinUygulama ve gerekli spesifikasyonlarla birlikte teklif vermeden önce uygun kapasite teyit edilebilir.
Özet
Polarizasyonu-koruyan fiber, çift kırılmayı ortadan kaldırarak polarizasyonu "kilitlemez". Tam tersini yapar: güçlü, kontrollü bir çift kırılma yaratır, böylece iki dik polarizasyon özmodunun yeterince farklı yayılma sabitlerine sahip olması sağlanır. Işık bir ana eksen boyunca gönderildiğinde, bu ayırma istenmeyen mod eşleşmesini bastırır ve doğrusal polarizasyonun korunmasına yardımcı olur.
Pratik tuşlar basittir: uygun bir PM tasarımı seçin, hızlı ve yavaş eksenlerini anlayın, performans göstergeleri olarak vuruş uzunluğu ve polarizasyon çapraz karışmasını veya PER'yi kullanın ve optik yoldaki her başlatma, konektör ve ekleme boyunca doğru dönüş hizalamasını koruyun.