Úvod do polarizace
Když světlo prochází bodem v prostoru, směr a amplituda oscilujícího elektrického pole se pohybuje po dráze v průběhu času. Vektor elektromagnetického pole v pravém úhlu k sobě v příčném řezu (rovina kolmá ke směru postupu) představuje signál polarizované světelné vlny. Polarizace je definována pomocí vektoru elektrického pole jako funkce času v souladu se vzorem vykresleným napříč průřezem. Polarizaci můžeme rozdělit na lineární, eliptickou nebo kruhovou polarizaci, z nichž lineární polarizace je nejjednodušší. Polarizace jakéhokoli druhu je problémem přenosu optických vláken.
Jakýkoli radiokomunikační a optický měřicí systém je zařízení schopné analyzovat interferenci mezi dvěma typy světelných vln. Nemůžeme použít informace dané interferencí, pokud amplitudy kombinací nezůstanou v čase stabilní, to znamená, že světelné vlny jsou ve stejném polarizačním stavu. V tomto případě je nutné použít optická vlákna schopná přenášet stabilní polarizační stavy. Chcete-li tedy tento problém vyřešit,optických vlákenkteré mohou udržet polarizaci byly vyvinuty.
Co je PM vlákno?
Difúze polarizace světla ve vláknu se stává neřízenou (v závislosti na vlnové délce) a závisí na případném ohybu vlákna a také na teplotním stavu. K dosažení požadovaných optických vlastností jsou potřeba speciální optická vlákna, které jsou ovlivněny polarizací světla při průchodu vláknem. Mnoho systémů, jako jsou vláknové interferometry a senzory, vláknové lasery a elektrooptické modulátory, mají také ztráty závislé na polarizaci, které ovlivňují výkon systému. Tento problém lze vyřešit použitím speciálních optických vláken nazývaných PM vlákna.
Princip PM Fiber
Pokud je polarizace světla vyzařovaného do vlákna koaxiální s osou dvojlomu, zůstane taková, i když je vlákno ohnuto. Podle principu spojování jednotného vidu lze pochopit fyzikální princip tohoto jevu. Kvůli silnému jevu dvojlomu jsou konstanty šíření dvou polarizačních módů různé, takže relativní setkání zúčastněných módů má tendenci rychle driftovat. Pokud tedy jakákoli interference podél světla má efektivní prostorovou Fourierovu složku (a vlnové číslo odpovídající rozdílu mezi konstantami šíření dvou vidů), může být účinně přizpůsobena oběma režimům. Pokud je rozdíl dostatečně velký, bude se obecné rušení světla měnit postupně a pomalu, aby se dosáhlo efektivního propojení režimu. Takže princip PM vlákna dělá dostatečný rozdíl.
Mezi nejběžnější aplikace dálkové komunikace optických vláken se PM vlákno používá k zavedení světla z jednoho místa na druhé do stavu lineární polarizace. K dosažení tohoto výsledku je třeba splnit několik podmínek. Vstupní vlákno musí být vysoce polarizované, aby se zabránilo vysílání režimů pomalé osy a rychlé osy, ve kterých je stav výstupní polarizace nepředvídatelný.
Ze stejného důvodu elektrické pole voptické vláknomusí být přesně a přesně vyrovnány s hlavní osou optického vlákna (což je v průmyslové praxi obvykle pomalá osa). Pokud je vláknový kabel PM složen ze segmentovaných vláken spojených vláknovými konektory nebo spojovacími spoji, je přizpůsobení rotace a umístění vlákna velmi kritickým problémem. Konektor musí být navíc instalován na PM vlákně a během instalace konektoru nezpůsobí vzniklé vnitřní napětí promítání elektrického pole na optickou osu, která není na vlákně použita.
Aplikace PM vláken
PM vlákna se používají v oblastech, kde není povolen polarizační drift, jako jsou změny teplot. Příkladem jsou vláknové interferometry a některé vláknové lasery. Nevýhodou použití takových vláken je, že obvykle vyžadují přesnou orientaci polarizace, což může způsobit větší potíže. Současně je ztráta šířením vyšší než u standardních optických vláken a je obtížné udržet všechny typy optických vláken ve formě zachování polarizace.
PM vlákna se používají ve specifických aplikacích, jako jsou aplikace snímání vláken, interferometrie a distribuce kvantového klíče. Běžně se také používá při komunikaci na dlouhé vzdálenosti mezi laserovými generátory a modulátory, které vyžadují polarizované světlo jako vstup. Pro přenos na dlouhé vzdálenosti se používá zřídka, protože PM vlákno je velmi drahé a má vyšší útlum než jednovidové vlákno.
Požadavky na použití PM vlákna
Terminál: Pokud je terminálem vlákna PM optický konektor, je důležité připojit napínací tyč ke konektoru, obvykle pomocí klíče.
Spojování: Spojování vláken PM by mělo být také prováděno velmi opatrně. Když je vlákno srostlé, osy X, Y a Z by měly být dobře umístěny a poloha rotace musí být dobře umístěna, aby bylo možné přesně umístit napínací tyč.
Dalším požadavkem je, že dopadající stav na konci vlákna musí být v souladu se směrem příčné hlavní osy vlákna.vláknoprůřez.
