Pyöreä PM kuitu
Pyöreän kahtaistaittavuuden käsite voidaan tuoda kuituun, joten kaksi suorakulmaista polarisaatiomuotoa ovat ympyräpolarisaatiota myötä- ja vastapäivään kuidussa -- ns. pyöreä PM-kuitu. Yleisin tapa saada aikaan renkaan kahtaistaitteisuus ympyrämäisessä (aksiaalisesti symmetrisessä) optisessa kuidussa on kuitua kiertäminen, mikä tuottaa etenemisvakioiden eron ympyräpolarisaation värähtelevän päämuodon välillä myötä- ja vastapäivään. Siten näiden kahden ympyräpolarisoidun aallon moodit erotetaan toisistaan. Voidaan myös ajatella, että ulkoinen jännitys voi muuttaa atsimuuttikulmaa kuidun pituussuunnassa, mikä voi synnyttää kuidulle renkaan kahtaistaitetta. Jos optista kuitua kierretään, syntyy vääntöjännitystä, mikä johtaa vääristymiseen liittyviin optisiin ominaisuuksiin.
Kuidun kuituydin voidaan myös sijoittaa spiraalireittiä pitkin verhoukseen, jolloin saadaan aikaan myös rengaskaksitaitus. Tämä saa valon kulkemaan spiraalireittiä pitkin muodostaen optisen kierron. Kahtaistaitteisuus voidaan saavuttaa vain geometrian vaikutuksesta. Tällaista kuitua voidaan käyttää yksimuotokuituna, ja se aiheuttaa suhteellisen suuren häviön korkean järjestyksen tilassa.
Rengasmaista PM-kuitua, jossa on kierteinen kuituydinrakenne, voidaan käyttää virran mittauskentässä Faraday Effectin mukaan. Optisia kuituja voidaan valmistaa käyttämällä bimetallisauvoja ja esimuotoiltuja putkia, jotka pyörivät esimuotoiltuja putkia muodostaen spiraaleja kuidun vedon aikana.
Lineaarinen PM-kuitu
LINEAR PM -kuituja on kahta päätyyppiä, nimittäin yksipolarisaatiotyyppi ja kahtaistaittava tyyppi. Verrattuna kahteen peruspolarisaatiomoodiin yksittäisen polarisaatiomoodin pääominaisuus on, että sillä on suuri lähetyshäviö. Kahtaistaitteisilla kuitutyypeillä etenemisvakiot kahden polarisaatiomoodin välillä värähtelyn päämuodossa ovat selvästi erilaisia. Lineaarisen polarisaation ylläpitämiseen voidaan käyttää useita optisia kuitumalleja, joista keskustellaan myöhemmin.
Reunaurat ja reunatunnelit lineaarista PM-kuitua
Reuna-urakuitu integroi kaksi uraa, joiden taitekerroin on pienempi kuin verhouskerroin. Raot sijaitsevat keskellä olevan kuituytimen kahdella puolella. Tämän tyyppisellä kuidulla on W-muotoinen taitekerroinjakauma X-akselia pitkin ja askeltaitekerroinjakauma Y-akselia pitkin. Reunatunnelikuitu on erityinen esimerkki reuna-urarakenteesta. Näissä lineaarisissa PM-kuiduissa geometrinen anisotropia tuodaan kuidun ytimeen kahtaistaitteisten kuitujen saamiseksi.
Lineaarinen PM-kuitu, jossa on jännityneitä komponentteja
Tehokas menetelmä suuren kahtaistaittavuuden aikaansaamiseksi kuituun on tuoda epätasainen jännitys kaksoisgeometrisesti symmetrisesti kuidun ytimeen. Valoelastisen vaikutuksen seurauksena jännitys muuttaa kuidun ytimen taitekerrointa, mikä on havaittavissa kuidun karaa pitkin kulkevan polarisaatiokuvion sekä kahtaistaittavuuden tulosten kautta. Tarvittava jännitys saadaan aikaan käyttämällä kahta tasaisesti ja itsenäisesti jännittynyttä komponenttia (SAP), jotka sijaitsevat kuituydintä vastapäätä olevalla suoja-alueella. Siksi niin kauan kuin SAP:iden taitekerroin on pienempi tai yhtä suuri kuin päällysteen taitekerroin, SAP:iden kautta ei ole toissijaista värähtelytilaa.
Yleisimmät SAP:issa käytetyt muodot ovat rusetin muoto ja ympyrä. Näitä kuituja kutsutaan rusetti- ja pandakuiduiksi. Näiden kahden kuidun poikkileikkaukset on esitetty alla olevassa kuvassa. Näissä kuiduissa käytetty modaalinen kahtaistaittavuus edustaa geometrista ja jännityksen aiheuttamaa kahtaistaitetta. Geometrinen kahtaistaitteisuus on hyvin pieni, ja se voidaan jättää huomiotta pyöreän ydinkuidun osalta. On osoitettu, että näiden kuituytimien kahtaistaitteisuutta voidaan parantaa, kun SAP:t sijoitetaan lähelle kuituydintä, mutta se on sijoitettava hyvin lähelle kuituydintä, jotta kuituhäviö ei kasva, varsinkin jos materiaali SAP ei ole piidioksidia. Panda-kuitua on parannettu saavuttamaan korkeampi moodikaistaitaite, erittäin pieni häviö ja pieni ylikuuluminen.
Vinkki: Tällä hetkellä suosituin PMkuituaalalla on pyöreä Panda-kuitu. Panda-kuidun yksi monista eduista muihin PM-kuituihin verrattuna on kuidun koko ja numeerinen aukko verrattuna perinteisiin yksimuotokuituihin. Laitteen minimihäviö varmistetaan käytettäessä molempia valotyyppejä.
Lineaarinen PM-kuitu elliptisellä rakenteella
Ensimmäinen ehdotettu kokeellinen tutkimus käytännön pienihäviöisistä yksipolarisaatiokuiduista kolmentyyppisillä optisilla rakenteilla on suoritettu: elliptinen ydin, elliptinen verhous ja elliptinen vaippakuitu. Elliptisen kuituydinkaapelin varhaiseen tutkimukseen kuuluu polarisaation kahtaistaittavuuden laskeminen. Ensimmäisessä vaiheessa suorakaiteen muotoista dielektristä aaltoputkea käytetään arvioimaan elliptisen ydinkuidun kahtaistaitetta. Ensimmäisessä PM-kuidun käyttökokeessa valmistettiin eräänlainen kuitu, jossa oli käsipainon muotoinen kuituydin. Polarisaatioiskun pituutta voidaan lyhentää lisäämällä kuituydinpäällysteen taitekerroineroa. Käytännön soveltamisrajoituksista johtuen taitekerroineroa ei kuitenkaan ole mahdollista suurentaa liikaa. Taitekerroineron suurentaminen johtaa siirtohäviöihin ja liitos vaikeutuu, koska sydämen sädettä on pienennettävä. Elliptisen kuidun tyypillinen kahtaistaitteisuusarvo on korkeampi kuin elliptisen verhouskuidun. Mutta elliptisen kuidun ytimen menetys on suurempi kuin elliptisen verhouksenkuitua.
Lineaarinen PM-kuitu taitekerroinmodulaatiolla
Yksipolarisoidulle kuidulle, joka eristää kahden suorakulmaisen värähtelyn raja-aallonpituuden, menetelmä sen taajuuskaistan leveyden lisäämiseksi on valita taitekerroinjakauma, joka sallii vain yhden polarisaatiotilan olevan rajalla. Suuri kahtaistaitteisuus voidaan saavuttaa ottamalla käyttöön kulmamodulaatio kolmikerroksisen elliptisen poikkileikkauskuidun sisäverhousindeksiin. Kolmikerroksisten elliptisten poikkileikkausten valokuitujen tutkimuksessa käytetään häiriölähestymistapaa, jossa suorakaiteen muotoinen kuidun ydinaaltoputki oletetaan vertailurakenteeksi. Yksittäispolarisaatiotoiminnassa kahtaistaittavuustestit kolmella ellipsoidikuitukerroksella osoittavat, että sisäverhousindeksin oikea kulmamodulaatio voi parantaa kahtaistaitetta ja laajentaa aallonpituusaluetta.
Taitekerroinjakaumaa kutsutaan perhosprofiiliksi. Tämä on epäsymmetrinen W-muoto, joka koostuu yhtenäisestä kuituytimestä ja kuituydintä ympäröivästä verhouksesta. Verhouksessa ääriviivalla on maksimiarvo NCL, ja se muuttuu ylöspäin säteen ja kulman suhteen, ja sillä on suurin laskeva ehto X-akselia pitkin. Tällä muodolla on kaksi ominaisuutta yksimuotoisen yksipolarisaatiotoiminnan toteuttamiseksi. Ensinnäkin muoto on epäsymmetrinen, mikä tekee kahden suorassa kulmassa olevan värähtelymuodon etenemisvakiot erilaisiksi, ja toiseksi linnan sisällä oleva vaimennus varmistaa, että jokaisella moodilla on raja-aallonpituus. Perhoskuiduilla on heikko johtavuus, joten skalaariaaltoyhtälön vastausta voidaan käyttää moodikentän ja etenemisvakion määrittämiseen. Vastaus liittyy trigonometrisiin funktioihin ja Mathieu-funktioihin, joita käytetään selittämään poikittaisten koordinaattien korrelaatiota verhouksen verhouksessa.kuituydin. Nämä funktiot eivät ole ortogonaalisia toisiinsa nähden, mikä vaatii äärettömän joukon funktioita ottaakseen huomioon modaaliset kentät eri alueilla ja täyttääkseen rajaehdot. Tuloksena oleva geometrinen kahtaistaittavuuskäyrä verrattuna standarditaajuuteen V osoittaa, että taitekertoimen pienenemisaste X-akselia pitkin lisää epäsymmetriaa, mikä lisää kahtaistaittavuuden maksimi- ja V-arvoja. Kahtaistaittavuuden huippuarvo on ominaista ei-pyöreille kuiduille. Moodikaksitaitteisuutta voidaan parantaa tuomalla kuituun anisotropiaa. Anisotropiaa varten se voidaan saavuttaa osoittamalla eri taitekerroinjakaumat kahdelle moodin polarisaatiolle. Geometrinen kahtaistaittavuus on pienempi kuin anisotrooppinen kahtaistaittavuus. Perhosen muotoisen verhouksen pudotus voi kuitenkin saada aikaan kaksinkertaisen polarisaation värähtelevän päämoodin katkaisuaallonpituudelle, joka on erotettu aallonpituusikkunalla, jossa on mahdollista saavuttaa yhden polarisoinnin yksimuotoinen toiminta.
