Polarisaation johdanto
Kun valo kulkee avaruuden pisteen läpi, värähtelevän sähkökentän suunta ja amplitudi kulkevat ajan myötä polkua pitkin. Sähkömagneettinen kenttävektori, joka on oikeassa kulmassa toisiinsa poikittaisosassa (taso, joka on kohtisuorassa etenemissuuntaan) edustaa polarisoitua valoaaltosignaalia. Polarisaatio määritellään käyttämällä sähkökenttävektoria ajan funktiona poikkileikkauksen poikki jäljitettävän kuvion mukaisesti. Polarisaatio voidaan jakaa lineaarinen, soikea tai pyöreä polarisaatio, josta lineaarinen polarisaatio on yksinkertaisin. Minkä tahansalainen polarisaatio on ongelma valokuitujen siirrossa.
Mikä tahansa radioviestintä- ja valokuitumittausjärjestelmä on laite, joka pystyy analysoimaan kahdentyyppisten valoaaltojen välisiä häiriöitä. Emme voi käyttää häiriön antamaa tietoa, elleivät yhdistelmien amplitudit pysy ajan mittaan vakaina, eli valoaallot ovat samassa polarisaatiotilassa. Tässä tapauksessa on tarpeen käyttää optisia kuituja, jotka pystyvät lähettämään vakaita polarisaatio-ita. Joten tämän ongelman ratkaisemiseksi kehitettiin optisia kuituja, jotka voivat ylläpitää polarisaatiota.
Mikä on PM-kuitu?
Valon polarisaation difuusio kuidussa muuttuu hallitsemattomaksi (aallonpituustasosta riippuen) ja riippuu kuidun taivuttamisesta sekä lämpötilatilasta. Haluttujen optisten ominaisuuksien saavuttamiseksi tarvitaan erityisiä optisia kuituja, joihin valon polarisaatio vaikuttaa sen kulkiessa kuidun läpi. Monissa järjestelmissä, kuten kuituinterferometreissä ja -antureissa, kuitulasereissa ja sähköoptisissa modulaattoreissa, on myös polarisaatiosta riippuvaisia hävikkiä, jotka vaikuttavat järjestelmän suorituskykyyn. Tämä ongelma voidaan ratkaista käyttämällä erityisiä optisia kuituja, joita kutsutaan PM-kuiduksi.
PM-kuidun periaate
Jos kuidusta säteilevän valon polarisaatio on koaksiaalista birefringence-akselilla, se pysyy niin, vaikka kuitu olisi taivutettu. Yhtenäisen tilan kytkennän periaatteen mukaisesti tämän ilmiön taustalla oleva fyysinen periaate voidaan ymmärtää. Voimakkaan birefringence-ilmiön vuoksi kahden polarisaatiotilan etenemisvakio on erilainen, joten mukana olleiden tilojen suhteellinen kohtaaminen pyrkii ajelehtimaan nopeasti. Siksi, niin kauan kuin valoon liittyvillä häiriöillä on tehokas fourier-tilakomponentti (ja aaltonumero, joka vastaa näiden kahden tilan etenemisvakion välistä eroa), se voidaan tehokkaasti sovittaa molempiin tiloja. Jos ero on riittävän suuri, yleinen valohäiriö muuttuu vähitellen ja hitaasti tehokkaan mode-kytkimen saavuttamiseksi. Pm-kuidun periaatteella on niin paljon merkitystä.
Optisen kuidun kaukoviestinnän yleisimpiä sovelluksia käytetään valon tuomiseen paikasta toiseen lineaarisen polarisaation tilaan. Tämän tuloksen saavuttamiseksi on täytettävä useita ehtoja. Tulokuidun on oltava erittäin polarisoitunut, jotta vältetään hitaan akselin ja nopeiden akselitilojen lähettäminen, joissa ulostulon polarisaatiotila on arvaamaton.
Samasta syystä optisen kuidun sähkökenttä on kohdistettava tarkasti ja tarkasti optisen kuidun pääakseliin (joka on yleensä hidas akseli teollisessa käytännössä). Jos PM-kuitupolkukaapeli koostuu segmentoiduista kuiduista, jotka on kytketty kuituliittimillä tai liitosliitoksilla, kuitujen pyörimisen ja paikannin vastaavuus on erittäin kriittinen ongelma. Lisäksi liitin on asennettava PM-kuituun, ja liittimen asennuksen aikana syntyvä sisäinen rasitus ei aiheuta sähkökentän heijastamista optiselle akselille, jota ei käytetä kuidussa.
PM-kuidun käyttö
Hiukkaskuituja käytetään alueilla, joilla polarisaatio ei ole sallittua, kuten lämpötilan muutoksissa. Esimerkkejä tästä ovat kuituinterferometrit ja jotkut kuitulaserit. Tällaisten kuitujen käytön haittapuoli on, että ne vaativat yleensä polarisaation tarkkaa suuntaa, mikä voi aiheuttaa enemmän ongelmia. Samaan aikaan lisäyshäviö on suurempi kuin tavallisilla optisilla kuiduilla, ja on vaikea pitää kaikenlaisia optisia kuituja polarisaatiossa.
PM-kuituja käytetään erityissovelluksissa, kuten kuitujen tunnistussovelluksissa, interferometriassa ja kvanttiavainten jakelussa. Sitä käytetään yleisesti myös lasergeneraattoreiden ja modulaattorien välisessä kaukoviestinnässä, joka vaatii polarisoitua valoa syötteenä. Sitä käytetään harvoin kaukosiirtoon, koska PM-kuitu on erittäin kallista ja sillä on korkeampi vaikeutus kuin yksitilakuidulla.
Hiukkaskuidun käyttöä koskevat vaatimukset
Liitin: Kun PM-kuidun liitin on optinen liitin, on tärkeää liittää rasitustanko liittimeen, yleensä avaimella.
Ositus: Pm-kuitujen ositus on myös tehtävä hyvin huolellisesti. Kun kuitu on fuusioitunut, X-, Y- ja Z-akselien on oltava hyvällä asennossa ja pyörimispaikannusta on sijoitettava hyvin, jotta rasituspalkki voidaan paikantaa tarkasti.
Toinen vaatimus on, että kuidun päässä olevan vaaratilantilan on oltava yhdenmukainen kuidun poikkileikkauksen poikittaisen pääakselin suunnan kanssa.
